悬浇连续梁后张法预应力施工控制技术-中铁十六局集团贵广铁路胡晓军.docx

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悬浇连续梁后张法预应力施工控制技术吕伏河，胡晓军（中铁十六局贵广铁路第一项目部，广东肇庆526300）摘要：混凝上预应力后张法施工是日前许多桥梁工程中通常使用的施工方法。在悬浇连续梁后张法施工中，后张法预应力施工直接影响到连续梁结构抗拉强度和抗裂缝变形能力,甚至影响到使用安全。文章结合武广客运专线王灌冲大桥的现场施工实践经验，就后张法施工纵、竖向预应力中的纵向预应力施工技术进行了总结，对钢绞线、波纹管原材控制、预应力筋管道的施工定位、当钢绞线与竖向预应力筋和普通钢筋发生冲突时允许进行局部调整的原则、锚垫板安装、金属波纹管接头管的处理等每道工序进行了阐述，对施工中常遇到的问题做了理论分析，并提出了相应的预防补救措施，为以后的预应力施工提供借鉴。关键词：后张法；波纹管；钢绞线；1.工程概述武广客运专线王灌冲大桥是目前世界上最大跨径的高速铁路连续梁桥，主跨采用70+125+70m双线预应力混凝土连续梁。该桥中心里程DK1628+395.58，跨京珠高速公路，其交叉角度为34°。王灌冲大桥立面布置图如图1所示。 图1王灌冲大桥主桥布置图（单位：m）连续箱梁位于直线上，单箱单室变截面、变高度，梁高5.2m～9.2m，顶板宽13.4m，底板宽7.7m，梁底线为抛物线型，箱梁采用纵、竖向双向预应力体系。本文以主桥纵向预应力张拉施工为例浅谈后张法预应力施工控制。2．原材控制及张拉设备校正纵向预应力钢绞线采用1×7-15.2-1860-GB/T5224-2003，抗拉强度标准值σpk为1860MPa的高强低松弛钢绞线，每束由7根φ5mm钢绞线组成，公称直径(外接圆直径)15.2mm，公称面积(受力面积)139mm2，理论重量1.101kg/m，其技术条件符合GB/T5224-2003标准。竖向采用φ25mm精扎螺纹钢，型号J785，极限强度fpk=980MPa，屈服强度σ0.2=785MPa，伸长率σs≥7%，10h松弛率＜1.5%。竖向锚固采用JLM型锚具，每次张拉一根，下端固定在梁内，管道形成采用内径φ35mm原材进场后需采取支垫及覆盖等措施避免锚具、预应力筋受雨水、养护用水浇淋，防止出现锈蚀。进场后存放于干燥处，并高出地面20cm，上面及时盖好。特别是波纹管壁厚仅0.3mm所有材料进场时必须由供货商提供该批材料的质量合格证明书。根据客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件规定，钢绞线每批不大于30t，同厂家同品种同规格同批号为一个检验批，选择厂家时需对破断负荷、屈服负荷、弹性模量、极限伸长率、松弛率进行全面检验；日常检验时需对破断负荷、屈服负荷、弹性模量、极限伸长率进行检验。精扎螺纹钢每30t为一批，每批取2根80cm进行拉伸试验；竖向锚具为1000套取6套(3组)，不足1000套时取6套，并配3根130cm精扎螺纹钢进行静载试验。波纹管每批不大于50000m的同厂家、同品种、同规格、同批号金属波纹管为一个批次。选择生产厂家时需对外观、尺寸、径千斤顶额定张拉吨位宜为张拉力的1.5倍，且不得小于1.2倍，本工程纵向采用柳州欧维姆公司生产的YCW400型，最大张拉力400t；竖向张拉采用YC60A(YCW60B)千斤顶，最大张拉力60t。工程使用千斤顶及油压表送往技术监督站进行校验，测出力与油表方程式及对应曲线。预应力筋张拉过程中遇有下列情况之一时，需要重新校验：千斤顶油封损坏，漏油严重；油压表指针不能返回零点；千斤顶调换新油压表。校正有效期为一个月且不超过200 3．施工过程控制3.1预应力筋管道当钢绞线、竖向预应力筋、普通钢筋发生冲突时，允许进行局部调整，调整原则是先普通钢筋，后精轧螺纹钢筋，保持纵向预应力筋位置不动。纵向预应力管道采用波纹管。波纹管要求表面光洁无污物、无孔洞。安装前必须按设计图纸上的坐标定位，安装波纹管时用铁丝将管体与井字形定位钢筋捆绑在一起，并将定位钢筋与主筋点焊连接，每60cm设一道定位钢筋，曲线地段弯起点及前后30cm设一道定位钢筋。管道轴线应与垫板垂直，确保管道在浇筑混凝土时不上浮、不变位。纵向波纹管中要穿有内径略小的塑料管，以保证波纹管成孔质量。纵向预应力筋孔道距跨中4m范围不大于4mm，其余部位不大于6mm。每一节段波纹管外露长度不小于40cm以利用下一节段接长。金属波纹管接长采用大一号同型波纹管作为接头管，接头长度不少于30cm，接头装弯曲处，管两端用密封胶带封裹。施工中避免反复弯曲，防止管壁开裂，波纹管接头处内套管要旋紧，并用二层胶布将接口处缠5cm宽，管道之间的连接以及管道与喇叭管的连接应确保其密封性。所有波纹管切开后，均要用锉刀锉平卷起的部分以防穿入钢绞线时挂住钢绞线。钢筋焊接时，焊火花不得碰到波纹管，如有烧伤，需用胶带将波纹管漏处缠好防止漏浆。所有中间高两端低的波纹管以及长束波纹管，管道中间安装出浆孔并接阀门，以保证压浆时管道内压浆密实。出浆孔采用直径约2cm的铁皮管焊接在铁皮上，铁皮与波纹管用胶布缠在一起，铁皮的长度约30cm，宽度约为波纹管周长的1/3。波纹管安装完成后要进行一次检查，确认数量、位置、布置形式符合设计要求后，方可浇筑混凝土。浇筑混凝土前应检查波纹管是否有孔洞或变形，接头处是否用胶带密封好，在与锚垫板接头处，一定要用胶带或其他东西堵塞好，以防水泥渗进波纹管或锚孔内。浇筑砼过程前要检查、清点外界压浆管的数量及完好情况，浇筑混凝土时应避免振捣棒直接接触波纹管，以防漏浆堵孔。并在混凝土灌注过程中，派专人根据混凝土灌注高度经常抽动管道中插入内径略小的塑料管，使漏入管道内的水泥浆在未凝固前被掏出或赶成薄层。3.2锚垫板安装锚垫板安装前需根据封锚处尺寸加工出木盒，通过锚垫板上的螺栓孔将锚垫板拧紧在木盒上，然后将木盒与端模固定。锚垫板安装后，螺旋筋要与锚垫板临时点焊在一起，注意锚垫板要在钢筋绑扎与端模固定前安装好。纵向锚垫板灌浆口要用海绵条堵塞，砼浇筑后抽出灌浆，不能堵塞。3.3钢绞线的下料、编束和穿束将钢绞线放在放线架，将它缓缓拉出，注意不得产生弯折变形，钢绞线下料应按设计孔道长度加张拉设备长度，并留锚外不少于10cm的长度进行下料，下料采用砂轮机平放切割。断后平放在地面上，并用铁丝对端部进行绑扎防止钢绞线散头。 钢绞线下料长可采用公式如下：L=L0+2L1+nL2+2L3其中L为下料长，L0为锚具支承板间孔道长度，L1为锚具高度，L2为张拉千斤顶支承端面到槽形口外端面间的距离(包括工具锚高度)，L3为长度富余量一般取10cm，当单端张拉时n取1，当双端张拉时n取2。钢绞线切割完后须按各束理顺、编束，并间隔1.5m用20#铅丝捆扎以防止缠绞，同一束钢绞线应顺畅不扭结，同一孔道穿束应整束整穿。纵向预应力筋由于较长，需用卷扬机穿入。在每一节段浇筑后，需穿入8#粗铁丝，待最终穿钢绞线时先将卷扬机的钢丝绳与预埋的铁丝连住，让铁丝将钢丝绳拉到波纹管的另一侧，再由钢丝绳拉钢绞线穿入波纹管。3.4张拉前对砼强度及弹模的要求不小于设计的100%，设计提供的张拉力为锚下张拉力，已考虑了管道磨阻，施工中要根据锚口损失及管道磨阻试验测得的数据进行张拉力的调整，一般取3%的损失，张拉时以伸长量校核，出入在6%范围内属正常，超出6%需进行原因分析。张拉时实行张拉力与伸长量双项控制，以油表读数为主，伸长值作为校核。张拉顺序先腹板束，后顶板束，从外到内左右对称进行，各节段先张拉纵向再竖向再横向。施工时严格按设计顺序进行张拉，预应力筋张拉分初张拉、终张拉、补拉。张拉工艺流程为：0→10%σk(作伸长量标记)→20%σk(测伸长量作为0～10%时的伸长量)→100%σk(持荷5min)→补拉σk(测伸长量)→千斤顶停止供油压(测回缩量)→锚固。注意：张拉前应检查张拉系统安全可靠，张拉时应有安全措施，张拉千斤顶后严禁站人。工作锚板夹片与工具锚夹片不能混用(工作锚具不能重复使用)，工具锚夹片对表面和锥孔内表面用前应涂有润滑剂以便退锚灵活。张拉系统使用前应进行标定，且严格按照规范频次要求鉴定。在张拉过程中，应注意是否有异常现象如响声、油压表指针抖动等，张拉完成后检查钢绞线上夹片留下的咬痕，以便及时发现滑丝问题。如出现滑丝，可用单根张拉千斤顶进行补张拉。3.5压浆工艺预应力管道压浆采用真空辅助压浆工艺；压浆泵采用威胜利公司生产搅拌压浆一体机，可同时作业，连续进行；同一管道压浆应连续进行，一次完成。搅拌顺序如下：加入水的90%→加入灌浆剂→加入水泥→用砂浆搅拌机搅拌(慢搅30s、快搅30s)→加入剩余水→搅拌(快搅60s)→测流动度。压浆前管道真空度应确定在-0.06～-0.10MPa之间；为保证管道中充满灰浆，关闭出浆口后，应保持不小于0.50～0.60MPa的一个稳压期方可关闭进浆口，该稳压期不宜少于2min， 压浆最大压力不宜超过0.60MPa。压浆时出浆口三通管冒出的浆体浓度和进浆浓度一致时，方可封闭保压。压浆应在穿入钢绞线后48h内和张拉完成后24h内进行，以保证钢绞线在压浆完成前不出现锈迹，水泥浆自搅拌至压入管道的时间间隔不应超过40min。压浆过程及压浆后48h之内，结构混凝土的温度不得低于5℃。冬季压浆时采取保温及高压风冲洗措施，防止波纹管内集有水珠，造成水泥浆离析。4结束语新建武广客运专线王灌冲大桥连续梁后张法预应力施工中，从波纹管安装、穿钢绞线、砼浇筑、预应力张拉到压浆封锚的每道工序施工中，采取了一系列的施工控制措施，取得了较好的效果。在预应力张拉施工中，钢绞线伸长值的量测和记录尤为重要。本工程同时采用两种方法对钢绞线进行测量，并对此两种方法进行比较校核，最大偏差不超过6mm，且张拉伸长值的误差均在控制范围内。参考文献：[1]TZ213-2005客运专线铁路桥涵施工技术指南；[2]JGJ85-2002预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程；[3]赵瑛，悬浇连续梁后张法预应力施工控制技术[J].内蒙古科技与经济，2008；[4]田书民，张平，后张法预应力砼连续箱梁桥现浇施工技术，黑龙江科技信息，2007；[5]莫永辉，浅谈后张法预应力施工控制技术《科技信息》2009年第19X期；[6]孙志强，浅谈桥梁工程施工中预应力管道压浆工艺质量控制《黑龙江科技信息》2009年第10期；[7]韩新春，后张法预应力箱梁孔道摩阻力的测定《交通世界》2008年第11期；[8]王月华，翁智赋，曾志等，管道压浆材料工作性能试验研究《铁道建筑》2008年第1期；[9]闫世岗，预应力混凝土箱梁后张法预应力施工控制要点，《山西建筑》，2009；[10]陈中民，预制预应力钢筋混凝土箱梁后张拉施工工艺，山西建筑2007(15)；