預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁預(yù)應(yīng)力施工工藝

邵昌曉

(費(fèi)縣交通運(yùn)輸局，山東費(fèi)縣 273400)

費(fèi)縣香榭麗大橋?yàn)樗目珙A(yù)應(yīng)力混凝土變截面單箱單室連續(xù)箱梁(40+2×70+40)，預(yù)應(yīng)力鋼束為三向，即縱向、橫向、豎向。每束最多17根鋼絞線，最長60 m，彎曲方式為立體螺旋彎曲，施工難度較大。本人作為甲方代表一直在工地施工，下面就預(yù)應(yīng)力施工工藝，談一下個人的經(jīng)驗(yàn)供大家研討。

1 預(yù)應(yīng)力管道的布設(shè)及錨墊板的安裝

1)預(yù)應(yīng)力管道下料、布設(shè)。首先熟悉圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，按照設(shè)計(jì)參數(shù)對預(yù)應(yīng)力孔道長度重新復(fù)核計(jì)算。按實(shí)際管道長度下料，在塊段交界處采用接頭管連接。即用比設(shè)計(jì)孔徑大一些的波紋管套管連接，嚴(yán)禁采用破開一端用另一節(jié)插入的方式接管。當(dāng)采用現(xiàn)場加工鋼波紋管應(yīng)盡量減少在塊段內(nèi)接頭。如采用塑料波紋管應(yīng)用鋼鋸下料，嚴(yán)禁采用刀具或火烤下料。波紋管的布設(shè)應(yīng)在下層鋼筋綁扎完成或模板封閉前布設(shè)完成。波紋管的定位，一般采用“井”字形鋼筋或雙U形鋼筋定位，嚴(yán)格按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求將定位筋焊接在波紋管四周的普通鋼筋上。直線段定位筋間距不大于1 m一道，曲線段定位筋不大于0.5 m一道。以波紋管牢固為原則，如不牢固可適當(dāng)增加定位筋數(shù)量。在立體螺旋曲線段應(yīng)根據(jù)鋼絞線對混凝土的受力方向適當(dāng)增加普通加強(qiáng)鋼筋，以增加混凝土的劈裂強(qiáng)度。對普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力孔道有沖突時要適當(dāng)挪動普通鋼筋，嚴(yán)禁將普通鋼筋截?cái)唷．?dāng)施工普通鋼筋時，對波紋管應(yīng)采用適當(dāng)保護(hù)，特別是對普通鋼筋的焊接。當(dāng)縱向鋼束和橫向及豎向鋼束發(fā)生沖突時應(yīng)適當(dāng)挪動橫向及豎向鋼束。最后在預(yù)應(yīng)力孔道的最高點(diǎn)預(yù)留出漿孔。在混凝土施工前要仔細(xì)檢查波紋管是否有孔洞，并在波紋管內(nèi)穿上硬質(zhì)的塑料襯管，防止波紋管被混凝土或振搗棒壓扁或孔洞漏漿。

2)錨墊板的安裝。錨墊板的錨固面必須與預(yù)應(yīng)力孔道的軸線互相垂直。對錨下加強(qiáng)鋼筋布置不能過多，但也不能過少。有一些圖紙有具體要求，有一些圖紙沒有具體要求。有要求的圖紙要先熟悉圖紙看看鋼筋密度能不能影響混凝土的振搗，如影響就對錨下加強(qiáng)鋼筋采用增加直徑的等力代換。此處的鋼筋既要滿足增加混凝土的抗劈裂力，又要保證混凝土能振搗密實(shí)，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)號，否則在張拉預(yù)應(yīng)力筋時會造成錨墊板開裂。一般17根鋼絞線的鋼束在螺旋筋四周加不少于四層直徑22 mm普通鋼筋，每層不少于8根，及每層、每邊不少于2根的加強(qiáng)鋼筋。

2 預(yù)應(yīng)力筋的下料、穿束、預(yù)應(yīng)力的施加

1)預(yù)應(yīng)力筋的下料。前面已將預(yù)應(yīng)力管道的長度計(jì)算出來。每種千斤頂?shù)墓ぷ鏖L度不一樣，首先確定兩端千斤頂?shù)墓ぷ鏖L度。下料長度為管道長度+兩端千斤頂?shù)墓ぷ鏖L度。鋼絞線的下料必須采用砂輪鋸切斷，不得使用電焊、氣焊等熱切割。在下料時還要注意保護(hù)好切割范圍之外的鋼絞線不要受傷，如有受傷，應(yīng)在受傷處割斷，以保證受傷斷面不在張拉范圍之內(nèi)。

2)穿束。當(dāng)鋼束較短的時候可采用人工單根或整束穿束。當(dāng)鋼束較長，人工無法承擔(dān)其鋼束重量時，可采用先將整束鋼絞線一端采用點(diǎn)焊的方式焊成一個整體，在端頭處焊上一個牽引環(huán)，用卷揚(yáng)機(jī)拉動鋼絲繩的方法穿束。但無論哪種方法穿束，都要對鋼絞線進(jìn)行編束、編號。同時對錨環(huán)孔進(jìn)行編號，在安裝錨環(huán)時使鋼絞線對號入座，防止在錨下鋼絞線形成十字交叉在張拉時易發(fā)生斷絲現(xiàn)象。

3)預(yù)應(yīng)力的施加。一頂一表，表頂對應(yīng)。不能將表和頂混亂使用。在張拉前首先按照鋼束長度設(shè)計(jì)出張拉程序，按照張拉控制應(yīng)力選定初應(yīng)力、2倍初應(yīng)力和終應(yīng)力。在安裝千斤頂時要千斤頂、限位板、工作錨、錨墊板緊密相貼，不能有間隙。在整體張拉之前要先用25 t的單根抽芯頂對每根鋼絞線進(jìn)行初應(yīng)力調(diào)整，使整束的鋼絞線處于同一受力起點(diǎn)上。一般初應(yīng)力調(diào)整以不大于張拉程序中單根鋼絞線的初應(yīng)力為準(zhǔn)，但必須每根鋼絞線的受力相同。在整體張拉時按照初應(yīng)力、2倍初應(yīng)力和張拉控制應(yīng)力分三次測量其引伸量。實(shí)際引伸量=張拉控制應(yīng)力時引伸量+2倍初應(yīng)力時引伸量－2×初應(yīng)力時引伸量。

值得注意的是在計(jì)算理論引伸量時鋼絞線的長度為波紋管長度加上千斤頂里面的工作長度，只有這樣計(jì)算出的理論引伸量才能和實(shí)際引伸量進(jìn)行比較，比較后誤差應(yīng)控制在±6%以內(nèi)。張拉完成后應(yīng)按預(yù)應(yīng)力廠家說明檢查夾片錨固情況。只要錨固性能良好，鋼絞線上就有夾片劃痕。以O(shè)VM錨具為例，在1 395 MPa張拉應(yīng)力下，錨固完后夾片在錨環(huán)外露2 mm，每個廠家的不一樣，應(yīng)按說明逐個檢查。

由于每批鋼絞線的彈性模量不一樣，所以在鋼絞線進(jìn)場后要到有資質(zhì)的單位去試驗(yàn)。主要監(jiān)測項(xiàng)目有:彈性模量、抗拉強(qiáng)度、松弛率等。這三項(xiàng)指標(biāo)必須合格，而彈性模量是計(jì)算鋼絞線理論引伸量的主要指標(biāo)。計(jì)算公式一般用ΔL=(FL)/(EA)。F為控制應(yīng)力，后張法為平均應(yīng)力，N;L為鋼絞線的長度，mm;E為彈性模量;A為鋼絞線的橫截面面積，mm2;ΔL為理論引伸量，mm。平均應(yīng)力計(jì)算公式為 F平=Fe－(KX+Uθ)/(KX+Uθ)，F(xiàn) 為錨下控制應(yīng)力;K，U均為圖紙?jiān)O(shè)計(jì)常數(shù);X，θ分別為鋼束長度和轉(zhuǎn)角;e為常數(shù)。也有對鋼絞線進(jìn)行分析，分段的。這樣就要計(jì)算出鋼絞線在每個節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)力及每段的平均力，用節(jié)點(diǎn)力帶入平均力計(jì)算公式得出平均力，再用平均力代入引伸量公式分別計(jì)算每段的理論引伸量，再累計(jì)相加得出總長度的理論引伸量。節(jié)點(diǎn)力計(jì)算公式為:F節(jié)=Fe－(KX+Uθ)，每個字母的意義同平均應(yīng)力計(jì)算公式。

4)油壓表讀數(shù)計(jì)算。油壓表和千斤頂在使用前先到有資質(zhì)的試驗(yàn)室進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定公式一般為y=kx+b，y為油壓表讀數(shù)，MPa;k，b均為常數(shù);x為力，kN(具體以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為準(zhǔn))。在儀器標(biāo)定完后，分別按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求的張拉控制應(yīng)力計(jì)算出張拉程序中初應(yīng)力、2倍初應(yīng)力、終應(yīng)力下的油壓表讀數(shù)。

5)預(yù)應(yīng)力筋的壓漿。預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后一般先對鋼絞線進(jìn)行切割，再對錨頭進(jìn)行封錨。這種方法對后期的壓漿效果通常是管道最高點(diǎn)水泥漿不密實(shí)，有時直接就是空管。在這里要先封錨，封錨一般采用干硬性水泥凈漿，但是這種方法水泥凝固較慢，如需要封錨快速凝固和加快施工進(jìn)程，可在水泥中摻入適當(dāng)生石膏拌勻后再加水?dāng)嚢枋褂?。封錨要對錨墊板、錨環(huán)，夾片、錨環(huán)之間的縫隙完全封閉。完成后對多余鋼絞線用手動砂輪切割機(jī)切除，嚴(yán)禁用電焊、氣焊切割。電焊切割有可能引起鋼絞線在管道內(nèi)打火，從而使鋼絞線斷絲。氣焊切割有可能使夾片范圍內(nèi)的鋼絞線受熱而失去剛性造成滑絲。在封錨水泥漿凝固后，壓漿前先對孔道進(jìn)行通水濕潤，通水完成后用風(fēng)機(jī)對孔道通風(fēng)，將流動的水分全部吹出來。壓漿用水泥漿應(yīng)嚴(yán)格按配合比攪拌，攪拌完成后按規(guī)范進(jìn)行檢測，對不合格的水泥漿嚴(yán)禁使用，并找出不合格原因，待合格后用于壓漿。壓漿開始前先一端用真空機(jī)抽真空。等真空壓力達(dá)到最低后，另一端用壓漿機(jī)進(jìn)行壓漿。壓漿機(jī)壓力一般在0.4 MPa～1.0 MPa，真空機(jī)壓力在 0.1 MPa～0.7 MPa。當(dāng)從另一端冒出合格原漿后應(yīng)關(guān)閉冒漿端的閥門，用壓漿機(jī)對整個管道進(jìn)行加壓，壓力以不超過1.0 MPa為宜。此時鋼絞線縫隙中應(yīng)往外泌水，保持管道壓力大約20 min～30 min，直到管道中不再泌水為止。對兩端低中間高的鋼束，應(yīng)從兩端分別壓漿，待從最高點(diǎn)預(yù)埋的出漿孔冒出合格原漿后再改為從最高點(diǎn)向下加壓泌水。待泌水停止后，可關(guān)閉各個管道減壓口，等水泥漿初凝后卸掉各個持壓閥門。只有用這種方法壓漿的孔道內(nèi)水泥漿才是密實(shí)的。

[1] JTG D60-2004，公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S].

[2] JTG D62-2004，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] JTJ F50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[4] JT/T 329-2010，公路橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線用錨具、夾具、連接器試驗(yàn)方法及檢驗(yàn)規(guī)則[S].

[5] 徐晉英.預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用研究[J].山西建筑，2012，38(7):183-184.