淺談某渡槽工程槽身縱向鋼絞線穿索技術(shù)問題的處理

雷朝生

淺談某渡槽工程槽身縱向鋼絞線穿索技術(shù)問題的處理

雷朝生

一、工程簡介

該工程為南水北調(diào)中線一期工程總干渠陶岔渠首～沙河南段某渡槽工程，位于河南省鄧州市小王營～冀寨之間的某河上。主要建筑物為1級，次要建筑物為3級。渡槽設(shè)計流量為350m3/s，加大流量為420m3/s。槽身為相互獨立的3槽預(yù)應(yīng)力混凝土U型結(jié)構(gòu)，單跨長40m，共18跨，單槽內(nèi)空尺寸7.23m×9.0m，直線段壁厚35cm，端部壁厚為65cm，單槽自重約1600t。

單榀槽身施工內(nèi)容主要有：混凝土工程量 612 m3，強度等級為C50W8F200，鋼筋 89.5t，鋼絞線36.05t，其中環(huán)向鋼絞線17.33t、縱向鋼絞線18.72t。

工程跨槽身采用移動模架造槽機（DZ40/1600型）進行槽身原位現(xiàn)澆施工，造槽機主要由外梁系統(tǒng)（505t）、外模及外肋結(jié)構(gòu)（300t）、內(nèi)梁系統(tǒng)（187t）、內(nèi)模結(jié)構(gòu)（180t）、電氣及液壓系統(tǒng)等組成。采用造槽機施工，如此規(guī)模的施工在國內(nèi)水利工程中尚屬首次。

二、預(yù)應(yīng)力材料

1.鋼絞線

預(yù)應(yīng)力混凝土使用的鋼絞線應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》（GB/T 5224-2003）要求。渡槽工程槽身所用的鋼絞線結(jié)構(gòu)為1×7，公稱直徑Φj15.2mm，公稱截面面積140mm2，強度級別為1860MPa，單根鋼絞線的最大負(fù)荷不小于260kN，屈服負(fù)荷不小于234kN，伸長率不小于3.5%，1000h的松弛率不大于2.5%（70%標(biāo)準(zhǔn)強度）。

2.錨具

錨具應(yīng)滿足分級張拉、補張拉及放松預(yù)應(yīng)力的要求，附件上設(shè)置灌漿孔或排氣孔。錨具重復(fù)張拉其性能應(yīng)滿足：錨具效率系數(shù)ηa≥0.95；組裝件受力段長度的極限總應(yīng)變εapu≥2%。

錨具組裝件在應(yīng)力上限為標(biāo)準(zhǔn)強度值fptk的65%時，應(yīng)力幅度不小于80MPa，試件經(jīng)受200萬次循環(huán)荷載后，錨具零件不應(yīng)疲勞破壞，預(yù)應(yīng)力筋在錨具夾持區(qū)域發(fā)生疲勞破壞的截面面積應(yīng)不大于試件總截面面積的5%。

3.夾具

夾具應(yīng)具有良好的自錨性能、松錨性能和重復(fù)使用性能。需敲擊才能松開的夾具，必須保證其對預(yù)應(yīng)力筋的錨固沒有影響，且對操作人員的安全不造成危險。

4.波紋管

該工程采用后張法施工，孔道形成采用HDPE高密度聚乙烯塑料波紋管，波紋管應(yīng)滿足《預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用塑料波紋管》（JT/T529-2004）要求。波紋管的連接頭采用大一型號的波紋管套接，兩端搭接不少于15cm，用透明膠帶將結(jié)構(gòu)包裹密實，確保不漏漿。

三、錨索下料及安裝

1.錨索下料

下料人員根據(jù)下料單的長度進行下料。操作過程：（1）根據(jù)下料單的長度，用砂輪逐根進行切割，嚴(yán)禁使用氧氣乙炔切割。（2）鋼絞線順直無側(cè)彎，切口無松散，如遇死彎必須切掉。（3）不同長度、種類的鋼絞線應(yīng)有標(biāo)識，分區(qū)堆放以方便運輸、使用。（4）使用GYJ450型擠壓機，在有粘結(jié)鋼絞線的一端，安裝擠壓P型錨具擠壓套進行錨固作業(yè)，要求擠壓力應(yīng)大于20MPa。

2.錨索安裝

（1）錨索定位

錨索管道安裝位置正確是確保預(yù)應(yīng)力鋼束施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格控制，底板結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎完畢后再進行定位筋安裝。為確保鋼絞線的精確定位，根據(jù)槽身結(jié)構(gòu)圖紙?zhí)貏e制作了槽身預(yù)應(yīng)力專用樣架鋼筋，定位筋使用固定模具在廠內(nèi)加工成型，可確保其加工尺寸精確。

沿預(yù)應(yīng)力筋的布孔位置按設(shè)計坐標(biāo)進行測量放樣，縱向定位筋間距50cm分布、環(huán)向定位筋間距30cm布置。當(dāng)定位鋼筋與槽身結(jié)構(gòu)鋼筋、鋼絞線位置發(fā)生沖突時可適當(dāng)調(diào)整其位置。縱向錨索定位偏差控制在±10mm內(nèi)，環(huán)向無粘結(jié)鋼絞線定位偏差控制在±5mm內(nèi)。

波紋管直徑分別為 Φ90cm和Φ70cm兩種，用大一號同型號波紋管作為接頭管，定位筋與管道綁扎牢固。

（2）布筋時應(yīng)掌握原則

槽身內(nèi)底部8根波紋管在底層U型鋼筋安裝完成后立即進行，其余波紋管需待面層鋼筋鋪設(shè)完成后進行；預(yù)應(yīng)力筋集束在槽身的任何截面保持鋼束中心與圖中預(yù)應(yīng)筋的坐標(biāo)一致；端部承壓板、錨墊板的位置應(yīng)保證與定位中心線左、右對稱；預(yù)應(yīng)力槽身施工時，以預(yù)應(yīng)力筋位置為主，當(dāng)非預(yù)應(yīng)力鋼筋與主筋位置沖突時，經(jīng)設(shè)計同意可將非預(yù)應(yīng)力鋼筋作適當(dāng)調(diào)整；施工過程中應(yīng)盡量避免電火花損傷預(yù)應(yīng)力筋及波紋管，受到損傷的預(yù)應(yīng)力筋必須修復(fù)或者更換。

四、鋼絞線穿索

該工程槽身40m長預(yù)應(yīng)力筋采用單根穿索單端張拉。由于上下相鄰兩跨槽身分縫僅5cm，上一跨槽身澆筑完成后相鄰下一跨槽身無穿束空間。為解決上述問題，將錨固端P錨形式設(shè)計帶卡箍式圓形P錨。

預(yù)應(yīng)力定位鋼筋安裝完成后進行縱向波紋管安裝，錨固端預(yù)留3.5m空隙，外套大一型號的波紋管，即Φ90mm波紋管外套4m長Φ105mm的波紋管，Φ70mm波紋管外套4m長Φ90mm的波紋。

逐根將帶有擠壓頭的鋼絞線從錨固端上層鋼筋傾斜穿入波紋管中，再從張拉端反向穿入帶卡箍式圓形P錨板中。

采用6mm厚鋼板通過螺桿與錨板連接，擠壓錨頭防止鋼絞線脫離P型錨板。

五、預(yù)留孔道成型

該工程粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋采用預(yù)埋塑料波紋管的方法預(yù)留孔道，波紋管采用單壁螺旋式塑料波紋圓管，公稱內(nèi)徑分別為70mm、90mm。塑料波紋管在使用前應(yīng)進行外觀檢查，其內(nèi)外表面應(yīng)清潔，不應(yīng)有孔洞和不規(guī)則的皺褶。

縱向錨具與端模間隙、預(yù)應(yīng)力筋錨固端約束環(huán)部位均采用泡沫膠對其進行填充密實，要求錨具灌漿孔及錨具與波紋管間空隙密實不漏漿，且保證與預(yù)應(yīng)力筋張拉作用線垂直，錨墊板以外露出的預(yù)應(yīng)力筋采用彩條布包裹保護，防止槽身澆筑過程中粘帶水泥漿。

六、結(jié)束語

工程槽身預(yù)應(yīng)力筋采用單根穿索單端張拉，由于兩跨槽身分縫寬度僅5cm，待澆跨槽身縱向鋼絞線穿索困難。施工中通過將常規(guī)的P錨型錨具優(yōu)化為帶卡箍式的圓形P錨具，調(diào)整鋼絞線穿束工藝，逐根將帶有擠壓頭的鋼絞線從錨固端上層鋼筋傾斜穿入波紋管中，再從張拉端反向穿入帶卡箍式圓形P錨板中，有效解決了縱向預(yù)應(yīng)力穿索技術(shù)難題

（作者單位：中水淮河安徽恒信工程咨詢有限公司 233001）