加納路橋塔馬利立交橋預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁張拉、壓漿施工

唐戰(zhàn)

1工程概述

塔馬利立交橋主線橋起點(diǎn)樁號(hào)為K0+123.000，終點(diǎn)樁號(hào)為K0+807.000，橋梁全長(zhǎng)684米，最大橋高10m，單跨36m，全橋共6聯(lián)：5*（3*36）+1*（4*36）。

本橋預(yù)應(yīng)力束共分為4種，分別是縱向通長(zhǎng)束、橫梁束、底板束、頂板束。預(yù)應(yīng)力鋼絞線工程量為349.8T，均采用后張法施工。其中頂、底板束為為單端張拉，縱向通長(zhǎng)束與橫梁束均為兩端張拉。

本橋預(yù)應(yīng)力束采用智能張拉設(shè)備進(jìn)行施工，采用真空壓漿工藝。

為降低人為操作因素對(duì)預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量的影響，本項(xiàng)目鋼絞線張拉采用智能張拉設(shè)備。根據(jù)計(jì)算，箱梁腹板縱向預(yù)應(yīng)力通長(zhǎng)束、底板束、橫梁束采用2套400T智能千斤頂進(jìn)行張拉作業(yè)，箱室內(nèi)頂板短束采用2套150T智能千斤頂進(jìn)行張拉作業(yè)，同時(shí)配備2套智能張拉泵站。

2 張拉前準(zhǔn)備工作

2.1好的波紋管安裝線形和高穿束質(zhì)量對(duì)建立符合要求的預(yù)應(yīng)力有著重要的影響，因此張拉前應(yīng)按照專(zhuān)項(xiàng)方案整束穿縱向通長(zhǎng)束和橫梁束。張拉前預(yù)應(yīng)力鋼絞線束穿束完畢，鋼絞線數(shù)量經(jīng)檢查無(wú)誤。

2.2預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉是保證現(xiàn)澆梁質(zhì)量的關(guān)鍵工序，張拉前應(yīng)保證現(xiàn)澆梁梁體混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定強(qiáng)度以上，操作者要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)、考核，要求持證上崗。

2.3在進(jìn)行張拉作業(yè)前，對(duì)千斤頂、油泵等設(shè)備進(jìn)行配套標(biāo)定，并每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次校驗(yàn)。有幾套張拉設(shè)備時(shí)，對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行編組，不同組號(hào)的設(shè)備不得混合。

2.4張拉前應(yīng)拆掉箱梁邊腹板側(cè)模、橫梁端模、齒塊槽口模板及支撐，松開(kāi)箱室內(nèi)模，同時(shí)拆掉支座上下底板的限位裝置;

2.5拆模后，應(yīng)對(duì)梁體混凝土做一次全面檢查，尤其是齒塊、張拉槽口等張拉端面處錨下混凝土的質(zhì)量進(jìn)行檢查，若錨墊板下混凝土或其他應(yīng)力集中區(qū)域存在蜂窩或空洞，應(yīng)及時(shí)鑿除，并采用高強(qiáng)環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)。

2.6安裝張拉千斤頂前必須將錨墊板、喇叭口清理干凈，使千斤頂能與錨墊板密貼，保證接觸面平整，受力均勻，減少鋼絞線的摩阻力。

3 預(yù)應(yīng)力孔道實(shí)際摩阻損失測(cè)試

（1）梁的兩端裝千斤頂后同時(shí)充油，保持一定數(shù)值（約4MPa）。

（2）甲端封閉，乙端張拉。張拉時(shí)分級(jí)升壓，直至張拉控制應(yīng)力。如此反復(fù)進(jìn)行3次，取兩端壓力差的平均值。

（3）仍按照上述方法，但乙端封閉，甲端張拉，取兩端3次壓力差平均值。

（4）將上述兩次壓力差平均值再次平均，即為孔道摩阻力測(cè)定值。

注：此項(xiàng)已跟設(shè)計(jì)確認(rèn)，設(shè)計(jì)方已將孔道摩擦、錨圈口損失等計(jì)入張拉控制應(yīng)力，因此該測(cè)試不需要進(jìn)行。

4 張拉要求

（1）控制應(yīng)力

預(yù)應(yīng)力鋼束均采用標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk=1860MPa的高強(qiáng)度、低松弛鋼絞線，鋼束的控制應(yīng)力為0.75fpk，即σcon=1395MPa。

（2）張拉條件

待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%且彈性模量不小于設(shè)計(jì)值的85%，混凝土齡期不小于10天，方可張拉預(yù)應(yīng)力。

（3）原材料

所有預(yù)應(yīng)力鋼絞線、錨具、波紋管等材料具有出廠檢驗(yàn)報(bào)告，具備產(chǎn)品合格證明，且經(jīng)進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)無(wú)誤，妥善保存。

（4）張拉順序

先腹板束，后頂板束，再底板束，最后橫梁束，由外至內(nèi)，左右上下對(duì)稱(chēng)張拉，兩束預(yù)應(yīng)力對(duì)稱(chēng)同步張拉。

（5）張拉控制

預(yù)應(yīng)力張拉采用引伸量與張拉力雙控，以張拉力控制為主，實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)量與計(jì)算伸長(zhǎng)量校核。

（6）鋼束安裝

鋼束在不同腹板高度處的安裝原則：頂板平行段距頂緣距離相同;底板平行段距底緣距離相同，高度變化體現(xiàn)在斜線段上。

（7）每束鋼絞線斷絲或滑絲數(shù)量不超過(guò)1絲;每個(gè)斷面斷絲之和不超過(guò)該斷面鋼絲總數(shù)的百分比為1%。

（8）張拉操作人員應(yīng)經(jīng)驗(yàn)豐富，具備熟練工藝，熟悉設(shè)備及張拉操作流程。

5 常規(guī)張拉作業(yè)工藝

雖然本項(xiàng)目采用的是智能張拉設(shè)備，全部鋼束均采用智能自動(dòng)張拉工藝，但為防止在特殊情況下須采用常規(guī)的手動(dòng)張拉，特同時(shí)制定此常規(guī)張拉作業(yè)方案。

5.1張拉作業(yè)流程

5.2實(shí)際伸長(zhǎng)值計(jì)算

預(yù)應(yīng)力筋實(shí)際伸長(zhǎng)值按下式計(jì)算：

△Ls=△L1+△L2

式中：△Ls-預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際伸長(zhǎng)值

△L1-從初應(yīng)力值到最大張拉應(yīng)力間的實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值（mm）

△L2-初應(yīng)力以下的推算伸長(zhǎng)值（mm），可采用相鄰級(jí)的伸長(zhǎng)值。

預(yù)應(yīng)力筋張拉采用應(yīng)力控制為主，伸長(zhǎng)值校核的方法控制。實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定;偏差應(yīng)控制在±6%以?xún)?nèi)，否則應(yīng)暫停，待查明原因并采取措施予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。

5.3 理論伸長(zhǎng)值計(jì)算

預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長(zhǎng)值按下式計(jì)算：

△LL=PPL/（APEP）

式中：△LL-預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長(zhǎng)值;

L-預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度（mm），此處根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙取值;

AP-預(yù)應(yīng)力筋的截面面積（mm2），此處根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙取值;

EP-預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量，此處根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙取值;

PP-預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力;

式中：PP-預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力（N）;

P-預(yù)應(yīng)力筋張拉端的張拉力（N）;

X-從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度（m）;

θ-從張拉端至計(jì)算截面曲線孔道部分切線的夾角之和（rad）

k-管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，此處取0.0015;

μ-預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩擦系數(shù)，此處取0.225;

5.4 現(xiàn)場(chǎng)操作步驟

（1）安裝工作錨板

將工作錨板安裝在錨墊板的限位槽內(nèi)，對(duì)準(zhǔn)止口，使工作錨板不脫離限位槽。然后把用細(xì)鋼圈或橡皮筋箍住的每副夾片依次套入每根鋼絞線內(nèi)，并用套筒將夾片打緊。

（2）安裝限位板

取出與工作錨板相配套的限位錨板，套入鋼絞線，套入時(shí)，應(yīng)與工作錨板的孔相對(duì)應(yīng)配合。

（3）安裝撐腳錨板

若千斤頂張拉端面過(guò)于狹窄，千斤頂?shù)墓ぷ骺臻g不足，則在千斤頂和限位板之間加一定數(shù)量撐腳錨板，以加大千斤頂作業(yè)空間。

（3）安裝千斤頂

安裝張拉千斤頂時(shí)要對(duì)準(zhǔn)孔道，要使千斤頂軸線、錨板軸線、以及預(yù)留孔道軸線同心。

（4）安裝工具錨

將工具錨板安裝在千斤頂前端支承蓋上，并依次套上工具夾片，頂緊工具夾片要輪番數(shù)次，夾片要平齊，千斤頂要吊正。工具錨板孔位與限位板和工作錨板的孔位對(duì)正，鋼絞線束不能在千斤頂內(nèi)扭絞。

（5）張拉

張拉開(kāi)始后將吊住千斤頂?shù)膶?dǎo)鏈放松。張拉過(guò)程中兩端要同步進(jìn)行，配對(duì)講機(jī)聯(lián)絡(luò)，兩端油壓表上升速度差不超過(guò)2MPa，否則應(yīng)及時(shí)調(diào)整。

（6）實(shí)際伸長(zhǎng)值測(cè)量

在張拉到該束的初應(yīng)力后，油泵停止泵油，千斤頂持荷，標(biāo)記鋼絞線位置;然后繼續(xù)張拉至相鄰級(jí)應(yīng)力，停止泵油，千斤頂持荷，用鋼尺測(cè)量鋼絞線的絕對(duì)伸長(zhǎng)值;最后張拉至控制應(yīng)力，停止泵油，千斤頂持荷，用鋼尺測(cè)量從初應(yīng)力至最大張拉應(yīng)力間的實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值。

（7）換行程

部分通長(zhǎng)束的伸長(zhǎng)值超過(guò)千斤頂行程，須進(jìn)行二次張拉。千斤頂單次行程到頭后，記錄此時(shí)油壓后臨時(shí)錨固，千斤頂回油縮缸?；赜屯戤吅螅匦掳惭b工具錨，并打緊夾片（重復(fù)步驟4），將油泵加壓至上次行程到頭時(shí)的油壓，然后從此時(shí)開(kāi)始記錄伸長(zhǎng)值（重復(fù)步驟6）

（8）錨固

張拉至控制應(yīng)力并持荷5min，過(guò)程中油壓應(yīng)穩(wěn)定在控制應(yīng)力對(duì)應(yīng)的油壓上。持荷完畢后千斤頂回油，工作錨錨固。取出工具夾片及工具錨，千斤頂移出，將多余鋼絞線切除時(shí)，且用手砂輪切割機(jī)切割，切割后預(yù)應(yīng)力筋的外露長(zhǎng)度不應(yīng)小于30mm。

至此單次張拉作業(yè)完成

6智能張拉系統(tǒng)張拉作業(yè)工藝

6.1 智能張拉準(zhǔn)備工作

智能張拉作業(yè)準(zhǔn)備工作除遵循前述 “第2點(diǎn)-張拉前準(zhǔn)備工作”中的內(nèi)容外，還應(yīng)進(jìn)行下列工作：

（1）將項(xiàng)目信息、鋼絞線束型號(hào)規(guī)格、錨具型號(hào)規(guī)格、鋼絞線束種類(lèi)、彈性模量、控制應(yīng)力等參數(shù)錄入設(shè)備;

（2）按照千斤頂編號(hào)換算、輸入對(duì)應(yīng)的標(biāo)定方程（標(biāo)定方程與千斤頂必須一一對(duì)應(yīng)）;

（3）將待張拉鋼絞線束編號(hào)、梁號(hào)、張拉長(zhǎng)度、預(yù)張力值、終張力值、理論伸長(zhǎng)量等張拉工藝參數(shù)導(dǎo)入設(shè)備;

（4）輸入分級(jí)張拉百分比、持荷時(shí)間、位移上限、張拉模式、預(yù)張目標(biāo)力、終張目標(biāo)力

（5）本橋腹板縱向通長(zhǎng)束、橫梁束采用2拖4雙束自動(dòng)對(duì)稱(chēng)同步張拉。頂、底板束采用自動(dòng)雙束單端同時(shí)張拉。

（6）張拉時(shí)，張拉設(shè)備將自動(dòng)采集并保存對(duì)應(yīng)鋼絞線束的實(shí)際伸長(zhǎng)量，張拉力值，計(jì)算伸長(zhǎng)量偏差。伸長(zhǎng)量偏差在6%以?xún)?nèi)方可繼續(xù)張拉，否則應(yīng)查明原因后再?gòu)埨?/p>

（7）智能張拉設(shè)備使用前，首次加注液壓油，必須將液壓油箱加滿(mǎn)液壓油;使用過(guò)程中，千斤頂全行程伸出時(shí)，液壓油箱液面位置必須在最低和最高液位中間，泵站應(yīng)使用優(yōu)等抗磨液壓油。

（8）加油后，首次運(yùn)行泵站設(shè)備，必須先多次點(diǎn)動(dòng)電機(jī)，將泵站設(shè)備油泵的空氣排干凈才能正常運(yùn)行。

（9）智能千斤頂首次運(yùn)行，必須空載全行程運(yùn)行2-3分鐘，將千斤頂內(nèi)的空氣排出干凈，設(shè)備才能正常運(yùn)行。

（10）泵站設(shè)備電源接線為380三相四線制（3P+PE）供電，需使用四芯動(dòng)力電纜連接至附近配電箱，地線必須連接正確，電源接入后，必須確保電源在380v的正常電壓范圍以?xún)?nèi)。電源接線必須牢固，以免電源缺相。

（11）每次設(shè)備運(yùn)行前，檢查確保所有油管、線纜連接正確牢固，以免影響設(shè)備運(yùn)行，或數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

張拉作業(yè)前，技術(shù)人員應(yīng)提前將以上信息錄入智能張拉設(shè)備，熟悉張拉設(shè)備操作流程。

7管道壓漿

（1）壓漿設(shè)備：壓漿機(jī)、壓漿管。

（2）采用一次壓漿工藝（即一端壓漿，另端出漿）。

（3）壓漿的充盈度應(yīng)達(dá)到孔道另一端飽滿(mǎn)且有排氣孔排除與規(guī)定流動(dòng)度相同的水泥漿為止。關(guān)閉出漿口后，宜保持一個(gè)不小于0.5MPa的穩(wěn)壓期，該穩(wěn)壓期的保持時(shí)間宜為3-5min。

（4）進(jìn)漿閥必須持壓力上升至0.6～0.7Mpa并持續(xù)2分鐘后，對(duì)超長(zhǎng)孔道最大壓力不宜超過(guò)1.0MPa，本項(xiàng)目壓漿壓力維持在0.8MPa-1Mpa左右。壓漿的充盈度應(yīng)達(dá)到孔道另一端飽滿(mǎn)且排氣孔排出與規(guī)定流動(dòng)度相同的水泥漿為止，關(guān)閉出漿口后，宜保持一個(gè)不小于0.5Mpa的穩(wěn)壓期，該穩(wěn)壓期的保持時(shí)間為5min。

（5）本項(xiàng)目將采用真空輔助壓漿工藝，在壓漿前硬度孔道進(jìn)行抽真空，真空度宜穩(wěn)定在-0.06—0.10MPa范圍內(nèi)。真空度穩(wěn)定后，應(yīng)立即開(kāi)啟孔道壓漿端的閥門(mén)，同時(shí)啟動(dòng)壓漿泵進(jìn)行壓漿。

（6）水泥漿終凝后，方可卸拔壓漿閥。

（7）在壓漿順利的前提下，宜適當(dāng)加大水泥漿濃度。

（8）水泥漿自攪拌至壓入管道內(nèi)的間隔時(shí)間不得超過(guò)40分鐘，在此時(shí)間內(nèi)不斷攪拌水泥漿，不得額外加水增加漿液流動(dòng)性。

（9）每個(gè)孔道的壓漿必須一氣呵成。壓漿中途因故障不能連續(xù)一次灌滿(mǎn)時(shí)，應(yīng)立即用壓力水沖洗干凈，研究處理后再壓漿。

（10）壓漿要從最低點(diǎn)的壓漿孔壓入;對(duì)上下分層的管道，應(yīng)按下層后上層的順序壓漿;同一管道的壓漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，一次完成。壓漿應(yīng)緩慢、均勻地進(jìn)行，不得中斷，孔道中間曲線段最高點(diǎn)應(yīng)依次設(shè)置排氣孔，保證孔道排氣順暢，壓漿密實(shí)，壓漿時(shí)排氣孔要依次一一打開(kāi)關(guān)閉，使孔內(nèi)排氣通暢。

（11）管道壓漿應(yīng)飽滿(mǎn)密實(shí)。對(duì)密實(shí)度有懷疑時(shí)，應(yīng)研究措施對(duì)該孔檢查驗(yàn)證，如確有不密實(shí)時(shí)，應(yīng)改進(jìn)壓漿工藝。

（12）水泥、水、外加劑應(yīng)計(jì)量準(zhǔn)確，攪拌時(shí)先加水與外加劑，后加水泥，攪拌均勻，拌合時(shí)間不少于1分鐘。

（13）壓漿機(jī)進(jìn)漿口加過(guò)濾網(wǎng)，過(guò)濾網(wǎng)孔200目。

日最高氣溫高于35℃時(shí)，宜于夜間從事壓漿作業(yè)，水泥漿溫度不應(yīng)高于25℃。

8封端施工

在封端時(shí)要把張拉槽口內(nèi)被截?cái)嗟匿摻钤诜忮^時(shí)應(yīng)恢復(fù)原位并按要求焊接，外露預(yù)應(yīng)力筋保護(hù)層厚度需保證3cm，鋼筋接長(zhǎng)的長(zhǎng)度需保證端部混凝土4cm保護(hù)層要求，錨固端錨具的保護(hù)層厚度需按設(shè)計(jì)要求設(shè)置。預(yù)應(yīng)力筋錨固后的外露部分采用砂輪切割，外露長(zhǎng)度為30～35mm。

施作梁端封錨混凝土前要先檢查有無(wú)漏壓管道，然后將封端的接口混凝土鑿毛，清掃鑿除的混凝土表面浮塵，鏟除錨墊板表面浮漿以及錨環(huán)上面灰漿，敲掉松弱混凝土，并沖洗干凈，設(shè)置鋼筋網(wǎng)澆筑封錨混凝土。為保證封端混凝土與梁體混凝土結(jié)合成一整體，封端鋼筋應(yīng)與梁體鋼筋綁扎形成鋼筋骨架。封錨混凝土施工完畢后，清理墩帽上部雜物。

封端混凝土應(yīng)采用與梁體同強(qiáng)度的混凝土進(jìn)行封端。