紅星路南延線沈陽路跨線橋后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

王大鵬，趙建波

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司第一分局，四川彭山 620860)

紅星路南延線沈陽路跨線橋后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

王大鵬，趙建波

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司第一分局，四川彭山 620860)

后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)是橋梁工程施工中非常重要的一項(xiàng)施工技術(shù)。該技術(shù)施工效果好、可節(jié)省施工材料、增大結(jié)構(gòu)跨度、減少結(jié)構(gòu)自重，提高橋梁的綜合效益。結(jié)合紅星路南延線沈陽路跨線橋工程后張法預(yù)應(yīng)力施工，介紹了該項(xiàng)技術(shù)的主要施工工藝，可為類似工程提供參考。

后張法;預(yù)應(yīng)力;技術(shù);紅星路南延線;跨線橋

1 概述

紅星路南延線沈陽路跨線橋上跨沈陽大道，主橋上部結(jié)構(gòu)為35m+50m+35m的現(xiàn)澆變高預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，箱梁橫截面設(shè)計(jì)為直腹式箱梁，橋?qū)?3m。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁按混凝土預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用腹板通長(zhǎng)束與頂?shù)装宥淌嘟Y(jié)合的布置方式，腹板束錨固在箱梁兩端的梁頂，頂?shù)装迨鴦t通過錨塊錨固在箱內(nèi)的頂、底板上。主橋下部結(jié)構(gòu)為樁基礎(chǔ)輕型橋臺(tái)和承臺(tái)，樁基為鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，直徑1．8 m，樁長(zhǎng)為23m。橋墩為花瓶型柱式橋墩，2根墩柱間設(shè)2根橫系梁，上系梁為預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，下系梁為普通鋼筋混凝土構(gòu)件。全橋鋼筋制安785t，預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆C50混凝土2262m3，后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線69t。

2 后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)特點(diǎn)

現(xiàn)澆箱梁后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的一種預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，其具有以下特點(diǎn):

(1)橋型構(gòu)件在建造時(shí)不因季節(jié)的變化而受影響，可縮短施工工期，降低工程的建設(shè)時(shí)間成本。

(2)抗裂性好，剛度大。由于對(duì)構(gòu)件施加了預(yù)應(yīng)力，從而大大推遲了裂縫的出現(xiàn)，在使用荷載作用下，構(gòu)件可不出現(xiàn)裂縫，或使裂縫推遲出現(xiàn)，因此而提高了構(gòu)件的剛度，增加了結(jié)構(gòu)的耐久性。

(3)提高構(gòu)件的抗剪能力?？v向預(yù)應(yīng)力鋼筋可起到錨栓的作用，阻礙著構(gòu)件斜裂縫的出現(xiàn)與展開，同時(shí)，預(yù)應(yīng)力混凝土梁的曲線鋼筋(束)合力的豎向分力將部分抵消剪力。

(4)節(jié)省材料，減小自重。其結(jié)構(gòu)由于必須采用高強(qiáng)度材料，從而可減少鋼筋用量和構(gòu)件截面尺寸，節(jié)省鋼材和混凝土，降低結(jié)構(gòu)自重，對(duì)大跨度和重荷載結(jié)構(gòu)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

(5)提高構(gòu)件的耐疲勞性能。由于其具有強(qiáng)大的預(yù)應(yīng)力鋼筋，在使用階段，因加荷或卸荷所引起的應(yīng)力變化幅度相對(duì)較小，故其可提高抗疲勞強(qiáng)度，這對(duì)承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)來說是有利的。

3 施工工藝流程

墊層混凝土施工→承重腳手架搭設(shè)→支架預(yù)壓→安裝箱梁底模、綁扎鋼筋→焊接定位鋼筋、埋設(shè)波紋管→預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束→預(yù)埋排氣管→隱蔽工程驗(yàn)收→混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)→預(yù)應(yīng)力張拉、錨固→灌漿→切割外露的多余鋼絞線→錨固防腐處理→混凝土封錨。

4 后張法預(yù)應(yīng)力施工

4．1 材料檢驗(yàn)與設(shè)備校驗(yàn)

由于預(yù)應(yīng)力施工具有一定的特殊性，應(yīng)在預(yù)應(yīng)力材料進(jìn)場(chǎng)后及時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)和試驗(yàn)。對(duì)鋼絞線按批次進(jìn)行驗(yàn)收，檢驗(yàn)其直徑偏差、表面質(zhì)量和力學(xué)性能。錨具進(jìn)場(chǎng)后，抽檢其硬度和靜載錨固性能，檢驗(yàn)合格后方可使用。千斤頂與油壓表配套檢驗(yàn)時(shí)要分組編號(hào)，對(duì)千斤頂?shù)闹鲃?dòng)工作狀態(tài)(施加壓力)和被動(dòng)工作狀態(tài)(回油)進(jìn)行檢驗(yàn)，得出千斤頂?shù)膶?shí)際壓力與壓力表讀數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系并制成圖表。實(shí)際使用時(shí)，同一組編號(hào)的設(shè)備應(yīng)對(duì)應(yīng)該編號(hào)的標(biāo)定曲線，不同組編號(hào)不得混用。

4．2 模板的安裝與鋼筋綁扎

模板采用2m×1．2m×2cm的壓光竹膠模板，安裝前先涂一層脫模劑，模板拼縫采用止?jié){海綿帶貼封。底模板鋪設(shè)完畢，全面測(cè)量底板縱橫向標(biāo)高，縱橫向間隔5m檢測(cè)一點(diǎn)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果將底模板調(diào)整到設(shè)計(jì)標(biāo)高。底板標(biāo)高調(diào)整完畢后再次檢測(cè)標(biāo)高，若標(biāo)高不符合要求則需進(jìn)行二次調(diào)整。

鋼筋在加工廠內(nèi)加工，在支架上綁扎或焊接。鋼筋配合模板安裝分兩次進(jìn)行，首先綁扎底板和腹板鋼筋，內(nèi)模板安裝完畢后再綁扎頂板鋼筋。鋼筋施工時(shí)應(yīng)保持模板內(nèi)的整潔，并防止燒傷模板而影響梁體的外觀。由于鋼筋較密，預(yù)應(yīng)力管道又呈曲線布置，施工中采取了鋼筋避讓波紋管的原則。鋼筋在焊接過程中應(yīng)對(duì)下方的波紋管進(jìn)行保護(hù)，防止火星濺到波紋管上形成孔洞。

4．3 波紋管的埋設(shè)

預(yù)應(yīng)力鋼束的孔道采用預(yù)埋波紋管成孔，通常采用塑料波紋管。因?yàn)樗芰喜y管為柔性材料，在鋼絞線穿束過程中不易損壞，故在安裝波紋管前逐根檢查波紋管有無漏縫、孔眼或變形。在波紋管的接頭處采用大一號(hào)的波紋管連接，連接管的長(zhǎng)度不短于20cm，并用膠帶紙將接縫包扎嚴(yán)密，包扎長(zhǎng)度不少于6cm，防止漏漿。管道凈截面積至少應(yīng)為鋼絞線截面積的2～2．5倍，以便于鋼絞線的安裝和后期注漿施工。

在非預(yù)應(yīng)力筋綁扎完成后，按預(yù)應(yīng)力管道坐標(biāo)設(shè)置定位鋼筋，采用φ25鋼筋，間距為50cm。定位筋固定好后即可安裝波紋管，施工過程中要確保管道沿梁長(zhǎng)方向偏差≤30mm，梁高方向偏差≤10mm，經(jīng)檢測(cè)合格后方可固定波紋管。在管道的拐點(diǎn)位置尤其要注意定位的準(zhǔn)確性，以確保管道線形順暢。

4．4 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的下料與穿束

鋼絞線的盤卷小、盤重大、彈力好，因此，在進(jìn)行下料時(shí)，要避免鋼絞線出現(xiàn)彈射傷人的情況。為此，將鋼絞線盤固定在一個(gè)鋼筋籠里面，然后從盤卷的中央抽離鋼絞線。下料時(shí)，在平整的場(chǎng)地上按下料長(zhǎng)度在鋼絞線兩端設(shè)置標(biāo)記、定長(zhǎng)下料，下料長(zhǎng)度=設(shè)計(jì)長(zhǎng)度+錨夾具長(zhǎng)度+千斤頂油缸長(zhǎng)度+張拉時(shí)外漏長(zhǎng)度。鋼絞線采用砂輪鋸切割，要求端頭斷面整齊。下好的鋼絞線應(yīng)逐根理順并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行編束，然后每隔1～1．5m用高強(qiáng)鐵絲綁扎固定，鐵絲扣應(yīng)扣向內(nèi)側(cè)，防止鋼絞線在穿束過程中紊亂。編束后的鋼絞線應(yīng)編號(hào)堆放，防止混用。鋼絞線端頭用膠布或布包裹，防止在穿鋼絞線的過程中刮破波紋管。孔道尺寸較短時(shí)，先對(duì)單根鋼絞線編號(hào)，然后人工穿束;孔道尺寸較長(zhǎng)時(shí)，可先在孔道中穿鋼絲繩，然后利用卷揚(yáng)機(jī)拖拉穿束，拖拉穿束過程中要注意隨時(shí)檢查波紋管位置;孔道長(zhǎng)度超過100m時(shí)，最好使用功率10kW以上的鋼絞線穿束機(jī)穿束。施工中采用由開封市歐維姆預(yù)應(yīng)力設(shè)備有限公司生產(chǎn)的15－2型鋼絞線穿束機(jī)，單班可完成5束鋼絞線穿束，從而大大地降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了施工效率，減少了對(duì)波紋管的損壞。

4．5 安裝排氣管

鋼絞線穿束完成后，應(yīng)進(jìn)行排氣管的埋設(shè)。在波紋管走向的最高處設(shè)置排氣孔，在最低處設(shè)置排水孔。排氣孔和排水孔的設(shè)置方法為:在波紋管上開孔，用一塊帶嘴塑料弧型接頭板用鉛絲同管子綁在一起(內(nèi)墊海綿墊)，再用塑料管插在嘴上，將其引出超出混凝土面30cm，接頭板的周圍用膠帶纏繞數(shù)圈封嚴(yán)。

4．6 隱蔽工程的驗(yàn)收

在澆筑混凝土前，監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工單位共同對(duì)預(yù)應(yīng)力分項(xiàng)工程進(jìn)行全面的隱蔽驗(yàn)收，主要檢查原材料的材質(zhì)資料是否齊全;波紋管有無破損，接頭是否牢靠;預(yù)應(yīng)力鋼絞線的數(shù)量、規(guī)格、束形是否符合設(shè)計(jì)圖紙要求;張拉端和固定端的安裝是否符合工藝要求;鋼筋安裝是否準(zhǔn)確，保護(hù)層墊塊的安裝是否到位;模板有無錯(cuò)臺(tái)、翹邊等。待各方確認(rèn)合格后，方可澆筑混凝土。

4．7 混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)

箱梁澆筑采用“頂板開口、中間進(jìn)料、分層澆筑、斜面推進(jìn)”的澆筑工藝，即在全斷面澆筑的同時(shí)，每斷面按設(shè)計(jì)要求先澆底板，再澆腹板，最后進(jìn)行頂板澆筑，中間不留施工縫，一次形成。這樣實(shí)施，施工荷載一次加完，支架變形一次完成，從而可以防止支架的二次變形和因混凝土硬化、收縮不一致引起的裂縫。由于沒有施工縫，從而使箱梁整體性強(qiáng)，受力性能好且施工工序少，進(jìn)度快，箱梁外型美觀。

混凝土澆筑時(shí)，嚴(yán)禁踩踏波紋管、定位鋼筋、排氣管及端部預(yù)埋件。振搗時(shí)，振動(dòng)棒不得觸碰波紋管與錨具，以確保預(yù)應(yīng)力筋的束形和錨具的位置準(zhǔn)確?；炷寥雮}采用兩臺(tái)45m混凝土泵車，由一端向另外一端依次入倉澆筑?；炷翝仓瓿珊笞⒁怵B(yǎng)護(hù)，以確保混凝土有足夠的強(qiáng)度;若發(fā)現(xiàn)有不密實(shí)和空鼓現(xiàn)象，必須在張拉前進(jìn)行修補(bǔ)?；炷翝仓?～3h內(nèi)，可用卷揚(yáng)機(jī)輕微拖拉鋼絞線束，以確保預(yù)應(yīng)力孔道的順暢。

4．8 預(yù)應(yīng)力張拉

(1)張拉程序。

鋼絞線張拉控制程序?yàn)?0→初應(yīng)力→0．2倍張拉控制應(yīng)力(確定初始值)→1．05倍張拉控制應(yīng)力(持荷5min)→錨固。

(2)張拉原則。

當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%時(shí)方可張拉。鋼絞線長(zhǎng)度小于25m時(shí)，采用單端張拉;鋼絞線長(zhǎng)度大于25m時(shí)，采用雙端對(duì)稱張拉。對(duì)稱張拉時(shí)，應(yīng)避免梁體截面呈偏心受壓狀態(tài)，先張拉靠近截面重心處的鋼絞線，后張拉距截面重心較遠(yuǎn)的鋼絞線。張拉采用以應(yīng)力控制為主，鋼絞線伸長(zhǎng)量控制為鋪，用鋼絞線伸長(zhǎng)量進(jìn)行校核的雙控張拉工藝。所有的張拉機(jī)具必須經(jīng)校核檢驗(yàn)合格并在規(guī)定的使用周期內(nèi)使用。

(3)張拉施工。

分級(jí)張拉時(shí)的初始應(yīng)力一般為設(shè)計(jì)應(yīng)力的10%，第二級(jí)應(yīng)力為設(shè)計(jì)應(yīng)力的20%，在實(shí)測(cè)第二級(jí)和第一級(jí)之間的伸長(zhǎng)量后，可計(jì)算出初始應(yīng)力的伸長(zhǎng)量。第三級(jí)應(yīng)力張拉至1．05倍張拉控制應(yīng)力間的分級(jí)次數(shù)可根據(jù)設(shè)計(jì)張拉噸位的大小、千斤頂?shù)睦碚撋扉L(zhǎng)量進(jìn)行確定。每級(jí)張拉時(shí)，應(yīng)將實(shí)際的張拉力和實(shí)際的伸長(zhǎng)量做好記錄，并與理論伸長(zhǎng)量進(jìn)行比較。鎖定鋼絞線之前，張拉應(yīng)由“應(yīng)力～應(yīng)變“進(jìn)行雙控，即將實(shí)測(cè)鋼絞線的伸長(zhǎng)量和理論伸長(zhǎng)量做對(duì)比，實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量的差值在理論伸長(zhǎng)量的±6%范圍內(nèi)可鎖定鋼絞線。待張拉應(yīng)力達(dá)到穩(wěn)定后鎖定鋼絞線，張拉結(jié)束;否則應(yīng)檢查并復(fù)核張拉和測(cè)量伸長(zhǎng)量的過程，查找原因。

每級(jí)張拉時(shí)，油泵的操作應(yīng)使拉力均勻緩慢上升，油壓表不得有大范圍的波動(dòng)，一般使用不低于1．5級(jí)精度的壓力表。千斤頂經(jīng)標(biāo)定后的理論應(yīng)力和實(shí)際應(yīng)力誤差不得超過5%且油壓表讀數(shù)和千斤頂受力應(yīng)力基本為一條比例直線。鋼絞線張拉到位后，千斤頂回油鎖定時(shí)也應(yīng)緩慢均勻下降，不得直接回零。

4．9 灌漿及端部處理

預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束后，孔道應(yīng)盡早壓漿且應(yīng)在24h內(nèi)完成，否則應(yīng)采取避免預(yù)應(yīng)力筋銹蝕的措施。灌漿用水泥凈漿的水泥采用標(biāo)號(hào)不低于42．5的低堿普通硅酸鹽水泥，水泥漿水灰比為0．4～0．5，在其中摻入少量的減水劑和膨脹劑，減水劑采用FDN高效緩凝減水劑，膨脹劑采用AEA膨脹劑。灌漿前應(yīng)對(duì)孔道進(jìn)行清潔并保持孔道濕潤(rùn)，灌漿應(yīng)緩慢、均勻的進(jìn)行，不得中斷并應(yīng)保持排氣通暢。在灌滿孔道、排出濃水泥漿后封閉排氣管，然后穩(wěn)壓3～5min后再封閉灌漿孔。對(duì)于水平或曲線孔道，其灌漿壓力宜為 0．5～0．7 MPa;對(duì)于超長(zhǎng)孔道，最大壓力不宜超過1MPa;對(duì)于豎向孔道，灌漿壓力宜為0．3～0．4MPa。

張拉、灌漿完畢，用手提砂輪切除外露多余的預(yù)應(yīng)力筋，切除后露出夾片的鋼絞線長(zhǎng)度不宜小于其1．5倍直徑且不宜小于30mm。在錨具、承壓板表面及預(yù)應(yīng)力筋端頭處涂環(huán)氧樹脂膠泥，用于防止預(yù)應(yīng)力筋銹蝕。封錨應(yīng)在灌漿完成、對(duì)梁端混凝土鑿毛并將其周圍沖洗干凈后設(shè)置鋼筋網(wǎng)并澆筑封錨混凝土，封錨采用與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件同強(qiáng)度的混凝土并應(yīng)嚴(yán)格控制封錨后的梁體長(zhǎng)度;對(duì)于長(zhǎng)期外露的錨具，應(yīng)采取防銹措施。

5 結(jié)語

紅星路南延線沈陽路跨線橋后張法預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆混凝土橋已通車1a有余，經(jīng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)，橋梁運(yùn)行正常，其后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)值得類似工程借鑒。

U445．4;TV52

B

1001-2184(2015)01-0046-03

王大鵬(1990-)，男，四川南充人，助理工程師，學(xué)士，從事市政工程施工技術(shù)與管理工作;

(責(zé)任編輯:李燕輝)

2014-12-04

趙建波(1990-)，男，四川仁壽人，助理工程師，學(xué)士，從事市政工程施工技術(shù)與管理工作．