淺談預應力連接器施工質(zhì)量的控制要點

方 茂

(安徽省公路工程建設監(jiān)理有限責任公司，安徽 合肥 230031)

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淺談預應力連接器施工質(zhì)量的控制要點

方 茂

(安徽省公路工程建設監(jiān)理有限責任公司，安徽 合肥 230031)

在多跨連續(xù)梁板分段施工時，通長的預應力筋需在中部安裝連接器，并采用逐段進行張拉的方式，其特點為連接器錨端施工質(zhì)量控制較難。主要通過阜陽市潁上路泉河特大橋工程實例，總結多根預應力連接器的工作原理、基本構造和施工質(zhì)量控制，為今后類似預應力工程提供應用經(jīng)驗。

連接器；錨固端；分段張拉

0 引 言

對于預應力連續(xù)梁橋，內(nèi)部預應力束長度增加直接導致預應力筋所受摩阻力增大。為減少預應力損失，在逐跨架設法的連續(xù)梁中，常采用以連接器接長的預應力束筋布置方法[1]。對于結構是1孔接著1孔架設施工和張拉的連續(xù)梁，為達到施工方便和結構受力有利目的，一般將連接器位置選在靠近支點的0.2跨徑處(此處接近梁的彎矩零點處)。

1 工程實例

阜陽市泉河特大橋工程位于潁上路城市中心區(qū)域，項目全長為890 m，由南向北依次上跨河濱中路、泉河、泉河北路，為阜陽市交通要道。橋梁主線寬為28 m，采用整幅橋面。主橋為61 m+98 m+56 m變截面連續(xù)梁結構,橋梁荷載等級為公路-Ⅰ級，主橋需滿足泉河Ⅴ級航道通航要求。

泉河大橋引橋段連續(xù)梁北1聯(lián)(跨度為22 m+30 m+29 m)、北2聯(lián)(跨度為5×30 m)及南3聯(lián)(跨度為25 m+2×30 m)均在第1段混凝土澆筑與預應力筋張拉錨固后，第2段預應力筋利用錨具連接器接長，以形成通長的預應力筋，通過將特別長的預應力筋在彎矩較小部位斷開，變成多個段索，逐段張拉連接，使幾小段預應力筋連成一體，以減小遠距離張拉的預應力損失。

泉河大橋預應力鋼絞線形式均為腹板曲線束，規(guī)格均為15-φs15.2 mm，錨具式連接器均為15-15連接器，本工程共采用60套錨具式連接器。其他實測值見表1所列。

表1 預應力鋼絞線實測代表值 m

2 錨具式連接器構造與應用

泉河大橋工程所采用預應力錨固體系為OVM體系，它是由柳州歐維姆機械股份有限公司、同濟大學、廣東省公路工程處協(xié)同研制的一種后張體系。本工程中所采用多根鋼絞線連接器主要由連接體、夾片、擠壓錨具、高強塑料護套及約束圈等組成，其連接體是一塊增大的帶翼錨板。錨板中部錐形孔用于錨固前段束，錨板外周邊的槽口用于掛后段束的擠壓錨具。其工作原理為：連接器一端支撐在原錨墊板上，另一端設置夾片，即可按常規(guī)方法張拉鋼絞線束，并予以錨固。在每根接長鋼絞線的端部加上P型擠壓套，并將它與鋼絞線逐根掛入連接體的翼板內(nèi)，完成鋼絞線束的接長[2]。具體結構如圖1所示。

圖1 OVM15L多孔連接器結構圖

由圖1可知，泉河特大橋工程使用錨具式連接器為周邊懸掛式，其連接器中間錐孔和夾片錨固前一節(jié)段的鋼絞線，作為張拉端；連接器周邊懸掛的錨固頭是下一節(jié)段的固定端。該段預應力施工順序[3]如下：

(1) 第1節(jié)段梁張拉后封錨，灌漿。

(2) 第2節(jié)段梁穿束，制作單端錨固頭。

(3) 第2節(jié)段梁將錨固頭掛在連接頭翼板上，安裝護罩和鋼環(huán)等，并灌注混凝土。

(4) 在第2節(jié)段梁上安裝連接器體并張拉錨固，撤去千斤頂后即行灌漿，完成一個循環(huán)。

3 施工質(zhì)量控制要點

3.1 錨具進場驗收

(1) 外觀檢查[4]。從每批中抽10%的錨具且不應少于10套，檢查其外觀質(zhì)量和外形尺寸，按產(chǎn)品技術條件確定是否合格。所抽全部樣品均不得有裂紋出現(xiàn)，當有1套表面有裂紋時，則本批應逐套檢查，合格者方可進入后續(xù)檢驗組批。

(2) 硬度檢驗。對硬度有嚴格要求的錨具零件，應進行硬度檢驗，從每批中抽取5%的樣品且不應少于5套，按產(chǎn)品設計規(guī)定的表面位置和硬度范圍做硬度檢驗。有1個零件不合格時，則應另取雙倍數(shù)量的零件重做檢驗；仍有1件不合格時，則應對本批產(chǎn)品逐個檢驗，合格者方可進入后續(xù)檢驗組批。

(3) 靜載錨固性能試驗[5]。在通過外觀檢查和硬度檢驗的錨具中抽取6套樣品，與符合試驗要求的預應力筋組裝成3個預應力筋一錨具組裝件，并應由國家或省級質(zhì)量技術監(jiān)督部門授權的專業(yè)質(zhì)量檢測機構進行靜載錨固性能試驗。試驗結果應單獨評定，每個組裝件必須符合規(guī)范要求。有1個試件不符合要求時，則應取雙倍數(shù)量的錨具重做試驗；仍有1個試件不符合要求時，則該批錨具應視為不合格品。

3.2 先前節(jié)段錨端控制

(1) 波紋管及錨墊板安裝。錨端波紋管安裝過程中，由于錨固端預應力鋼束為豎向彎曲，故需設置定位鋼筋，并將定位鋼筋與箱梁構造鋼筋焊接成整體，確保其在澆筑混凝土時的穩(wěn)定牢固。波紋管縱向定位鋼筋采用井字架鋼筋，定位鋼筋間距在直線段不超過80 cm,曲線段不超過40 cm[6],鋼筋焊接時注意避免燒壞波紋管。隨后安裝螺旋筋、張拉端錨墊板,錨墊板需安裝平整并確保錨具平面垂直于波紋管中心線。要求波紋管需插入錨墊板喇叭口內(nèi)10 cm左右，并用多層膠布裹緊。錨墊板后采用Φ16 mm、長度為0.5 m三排井字形鋼筋網(wǎng)片進行錨端加強，減小錨端應力集中以防止錨后混凝土張拉過程中開裂。安裝完畢后用土工布封閉，以防止連續(xù)梁體澆筑混凝土進入堵塞管道。

(2) 連接器錨具及工作夾片安裝。連接器錨具安裝前，需仔細對照圖紙查看安裝位置，嚴防安裝錯誤。安裝錨具時, 盡可能使鋼絞線平行通過錨板的錨孔, 避免亂穿和交叉使用, 錨板與錨墊板盡可能在同一軸線上。安裝前要檢查錨墊板喇叭孔內(nèi)有無水泥漿, 如有應清理干凈。檢查錨墊板與錨板接觸位是否干凈、平整, 如有浮銹、水泥混凝土殘渣或其他雜物, 要用砂布打磨干凈。

在OVM錨固體系中，工作夾片為2片式，在安裝時須與工具夾片區(qū)分開。安裝工作夾片前需檢查錨板的錨孔和夾片上是否附有雜物, 預應力鋼絞線應無浮銹和水泥漿,否則增大摩阻損失。所有工作夾片應利用直徑為2 cm鋼管敲緊，敲擊過程中應逐個輕敲。最后各夾片外露量一致，端面處于同一平面，以保持受力均勻。

(3) 預應力鋼束張拉、壓漿作業(yè)。預應力施工必須在混凝土強度與齡期滿足設計要求后方可開始，以實驗室混凝土抗壓強度報告與現(xiàn)場回彈報告為準。如設計未要求時，不應小于設計等級值的75%[7]。

張拉施工采用伸長值和應力雙控，以應力為主，伸長值為校核，伸長值控制在±6%以內(nèi)。根據(jù)張拉設備配套校驗標定得出的張拉應力與壓力表讀數(shù)之間的關系，由壓力表控制鋼絞線應力值，初始應力取0.2σcon，考慮孔道摩阻損失及以往現(xiàn)場經(jīng)驗，施加預應力時適當超張1%～2%張控應力，持荷3 min后錨固。壓漿時，對曲線孔道和豎向孔道應從最低點的壓漿孔壓入，由最高點的排氣孔排氣和泌水。壓漿順序宜先壓注下層孔道，壓漿應緩慢均勻地進行，不得中斷。為保證壓漿密實，關閉出漿口后，應保持不小于0.5 MPa的一個穩(wěn)壓期, 該穩(wěn)壓期不少于2 min。依據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，超長預應力束壓漿時往往需重復多次穩(wěn)壓、補壓循環(huán)。

(4) 封錨。壓漿工序完成后即可進行封錨，封錨前先清除錨頭、錨墊板及錨槽處的油圬、灰碴并鑿毛，預應力鋼絞線錨固后的外露長度不小于30 mm，多余部分用砂輪機切割，切割過程中需注意實時灑水降溫，嚴禁用電弧焊切割[8]。

3.3 單端擠壓錨頭制作

按設計圖紙計算長度將鋼絞線下料,泉河大橋預應力束單端擠壓錨頭采用OVM單端P錨,采用YCW-20 t千斤頂進行擠壓作業(yè)。

(1) 鋼絞線端頭需磨圓方可進行擠壓作業(yè)，擠壓套后鋼絞線露出長度不得少于20 mm。

(2) 擠壓模內(nèi)腔要保持清潔，每次擠壓后都要清理一次，并涂抹石墨油膏。

(3) 使用硬鋼絲螺旋圈時，各圈鋼絲應并攏，其一端應與鋼絞線端頭平齊。

(4) 擠壓套裝在鋼絞線端頭擠壓時，鋼絞線、擠壓模與活塞桿應在同一中心線上，以免擠壓套被卡住。

(5) 擠壓時壓力表讀數(shù)宜為40～45 MPa，個別達50 MPa時應不停頓擠過。

(6) 擠壓模磨損后，錨固頭直徑不宜超差0.3 mm。

(7) 擠壓后檢查錨固頭的鋼絲襯套兩端外露在2～5 mm內(nèi)，錨固頭外徑尺寸不得大于30.65 mm。

(8) 為確保錨固頭質(zhì)量，每聯(lián)連續(xù)梁進行2～3件錨固頭試驗。在現(xiàn)場制作的錨固頭用30 kN千斤頂進行拉力檢驗，以確保不出現(xiàn)斷絲滑絲現(xiàn)象。

3.4 鋼絞線束連接

(1) 緊后節(jié)段穿束。連接器后鋼絞線束為單端張拉施工，鋼絞線無法更換，所以保護鋼絞線的完好無損是關鍵。鋼絞線下料場地必需遠離油漬、電焊、氧割區(qū)，保證場地平坦，下墊方木、彩條布或帆布，防止鋼絞線直接接觸地面或鋼筋等堅硬物體，同時不得在混凝土面上生拉硬拽，磨傷鋼絞線。陰雨天下料鋼絞線，需用彩條布或帆布進行遮蓋，防止其受潮生銹。下料切割必需采用砂輪機進行切割，嚴禁采用氧氣或電弧焊切割。

(2) 錨固頭懸掛及罩筒安裝。1束的錨固頭擠壓完成后，將錨固頭逐根懸掛到連接器翼板的U形槽內(nèi)，錨固頭擠壓套必須緊貼翼板，錨固頭鋼絞線需盡量與連接器翼板成垂直角度，以避免張拉過程中鋼絞線承受剪力，理順后用細鐵絲或打包帶將錨固頭捆牢，再放置泡沫塑料密封墊，并使罩筒就位。罩筒安裝過程中，需注意出漿口應垂直向上，在波紋管與罩筒及喇叭墊板連接處，均用膠帶包纏，防止漏漿。

本工程中因腹板束位置較低，為避免混凝土澆筑時將壓漿用預留PVC出漿管震斷，出漿管改為直徑不小于20 mm鋼管。

3.5 連接器部位混凝土澆筑

連接器作為預應力束的單端錨固頭，該位置往往鋼筋布置較密。在澆筑過程中，需嚴格控制作業(yè)質(zhì)量?；炷翝仓课坏南群箜樞蛐鑿腻^固端往其他部位進行，以避免振搗時所產(chǎn)生浮漿在錨固端位置處聚集，降低結構強度。

梁體鋼筋綁扎過程中，需預留1個直徑為50 mm左右的振搗棒插入口。振搗棒插入過程中，宜快進緩出，嚴禁碰撞連接器裝置與波紋管[9-10]。

4 結束語

經(jīng)過工程實踐證明，預應力連接器性能可靠，操作方便，與不用連接器的交叉配束相比，提高了施工效率，節(jié)省了材料和施工費用，降低了工程造價。本文通過對泉河大橋工程中連接器施工質(zhì)量控制措施總結，為將來類似預應力工程的施工作業(yè)提供有益的思路和參考依據(jù)。

[1] JGJ 85-2002/J 219-2002,預應力筋用錨具、夾具和連接器應用技術規(guī)程[S].

[2] JTG D62-2004,公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范[S].

[3] JTJ 041-2000,公路橋涵施工技術規(guī)范[S].

[4] 馮大斌，欒貴臣.后張預應力混凝土施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998.

[5] 朱新實，劉效堯.預應力技術及材料設備[M].北京：人民交通出版社，2005.

[6] GB 50204-2002,混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[7] 王 凡.橋梁預應力混凝土施工技術及標準規(guī)范實施手冊[M].長春：吉林電子出版社，2004.

[8] GB 50666-2011,混凝土結構工程施工規(guī)范[S].

[9] GB 50666-2011,城鎮(zhèn)道路橋梁施工規(guī)范[S].

[10] GJJ 2-2008,城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

2016-05-09；修改日期：2016-05-31

方 茂(1972-)，男，安徽歙縣人，安徽省公路工程建設監(jiān)理有限責任公司工程師．

U448.21；TU69

A

1673-5781(2016)03-0412-03