預應力混凝土箱梁施工技術

王尚書

（中鐵隧道集團二處有限公司，河北 三河 065200）

1 前言

針對國內外目前在中小跨徑橋梁上廣泛采用的現澆箱梁以及先簡支后連續預制箱梁施工過程中存在的部分問題，結合兩座背景工程橋對現澆箱梁施工過程和箱梁預制過程中的關鍵技術進行總結。本文提出的預應力混凝土現澆連續箱梁以及預制箱梁的關鍵施工技術。

2 混凝土施工的控制方法

2.1 混凝土材料選擇

混凝土的配合比在試驗室提前進行試配，其強度必須滿足設計要求。考慮到澆筑箱梁混凝土時，圖紙設計一次連續澆筑混凝土量大，結構配筋率大。若采用坍落度小于的非泵送混凝土，利用吊車、人工運輸方式送至橋面，施工時間長會嚴重影響坍落度的損失，反而增大了出現裂縫的可能性。經綜合考慮，設計了泵送混凝土，其坍落度控制在16～19cm。

采用保水性好、干縮值小且質量穩定的普通硅酸鹽水泥混凝土收縮是混凝土體內水泥凝膠體中的游離水蒸發，而使其本身體積縮小的一種物理化學現象，為防施工用水量大而引起硅失水量大產生收縮裂縫，混凝土水灰比控制在0.5以內，摻入的緩凝高效減水型泵送劑，有效減少了混凝土用水量，避免了混凝土出現泌水離析現象，改善了混凝土和易性和可泵送性，減少混凝土干縮。施工中首先要把握好原材料的進料關，否則將出現諸多問題。

2.2 混凝土生產

為了保證混凝土施工質量，在實際混凝土生產中采取了以下技術措施：

所有結構用混凝土全部由混凝土攪拌站集中供應，配料計量采用經過標定的電子自動計量配料機完成，配料計量一律采用重量比。

混凝土原材料：水泥、砂石料、外加劑等，選用質量比較穩定的供應商，并按規范規定復試。

施工時以理論配合比為基礎，根據現場砂石含水量試驗結果、澆筑氣溫和拌合運輸設備、運距等情況，換算成施工配合比。在每班開盤前測定砂石含水量，根據混凝土入模時的反饋意見適當調整施工配合比。

在混凝上拌制過程中，嚴格控制混凝土出機和運到現場后的坍落度同時在混凝土生產、澆筑中，對混凝土坍落度進行抽查，嚴防坍落度過大的混凝土。

每臺班，試驗員隨時抽查混凝土坍落度情況，經常檢查自動計量設備，防止混凝土坍落度不穩定。

試驗員及時收集原材料質保書、檢驗報告及混凝土施工日記，記錄每個部位使用的原材料批號、配合比情況，出現問題便于分析原因。

2.3 混凝土澆筑

如混凝土的施工工藝不合理、施工時氣溫過高，振搗不好、養護不當、拆模過早、施工荷載作用等，均易造成混凝土質量不穩定。因此施工中要嚴格按規范施工，控制好各個環節。

3 預應力施工關鍵技術

3.1 預應力鋼筋下料和穿束控制

預應力鋼絞線下料長度既要滿足使用要求，又要防止下料過長造成浪費。預應力筋下料長度的計算，應考慮箱梁孔道長度、張拉千斤頂長度與穿束方法等因素。

鋼絞線的下料:鋼絞線下料場地應平整，鋼絞線下料長度誤差控制在（-50，+100）mm的范圍內。鋼絞線的盤重大、盤卷小、彈力大，為了防止下料過程中鋼絞線紊亂并彈出傷人，事先用鋼管架制作成簡易的鐵籠裝載鋼絞線原料。因鋼絞線為高強鋼材，如局部加熱或急劇冷卻，將引起該部位的馬氏組織脆性變形，小于允許張拉力的荷載即可造成脆斷，危險性很大。鋼絞線下料時，將鋼絞線盤卷裝在鐵籠內，從卷內逐步抽出，安全施工。鋼絞線的下料采用砂輪切割機切割，不得使用電弧切割。鋼絞線下料后，彩編簾法"編束"平放于加工平臺上，用一號鐵絲每隔1m綁扎纏繞一道后卷起形成鋼絞線束，以利于穿孔。編好束的鋼絞線應標明使用梁片的編號，以免用錯。

預應力鋼絞線穿束:鋼絞線端頭必須做成錐型并包裹好，先穿引絲，引絲用高強鋼絲或鋼鉸線，引絲用人工先穿，穿過后，一端綁扎在鋼束頭上，另一端用卷揚機拉，并且人力輔助推送。穿束前先用空壓機吹風清理孔道內的污物和積水，再進行穿束，保證鋼絞線束在孔道兩邊長度大致相等。預應力筋安裝在管道中后，管道端部開口應密封以防止濕氣進入在任何情況下，當在安裝有預應力筋的構件附近進行電焊施工時，對全部預應力筋和金屬件均應進行保護，防止濺上焊渣或造成其他損壞。

3.2 預應力張拉

張拉設備采用千斤頂、高壓油泵配精度為1.5級壓力表，施工前用壓力表傳感器且定期對千斤頂、壓力表進行標定。施加預應力所用的機具設備及儀表應由專人使用和管理，并定期維護和校驗。千斤頂與壓力表配套校驗，以確定張拉力與壓力表之間的關系曲線，校驗應在經主管部門授權的法定計量技術機構定期進行。張拉機具設備應與錨具配套使用，并在進場時進行檢查和校驗。對長期不使用的張拉機具設備，應在使用前進行全面校驗。

預應力張拉前應清理承壓板面，并檢查承壓板后面混凝土質量。

安裝限位板及千斤頂:限位板上有不同規格的鋼絞線識別標志，不可用錯。

實施張拉時，使千斤頂的張拉力作用線與預應力筋的軸線重合一致。

張拉操作過程為:①兩張拉端互相呼應，準備操作。②打開油泵全部閥門，啟動油泵，排除油路內的空氣。③關閉張拉油路持荷閥，調節該油路調壓閥，使張拉端油缸緩緩進油，此時回油端閥門全部打開。注意控制錨具、限位板、千斤頂對中情況。④張拉油路油壓升壓至初應力讀數油壓時，作伸長量標記測量油缸活塞伸長量，打緊工具錨夾片，調整千斤頂高度放松倒鏈，使其自然受力。⑤張拉油路油壓平緩、均勻地升至控制張拉力所對應的油表讀數后，持荷3～5分鐘后測量油缸活塞伸長量。⑥松開張拉端持荷閥，緩慢調節張拉油路卸壓閥，當卸壓至初應力所對應的油壓時，停止卸壓，收緊倒鏈，不使千斤頂下滑。繼續調節張拉端油路卸壓閥，直至油壓為0。此時鋼絞線整齊地錨固在工作錨上。⑦關閉頂壓、回程油路持壓閥，調節調壓閥升至5左右進行頂壓，千斤頂回程完畢后，馬上松開該油路調壓閥、持壓閥，使該油路油壓為。⑧關閉油泵。⑨分析各記錄數值，發現問題及時分析原因并處理完畢后，即可進行拆卸操作。如出現錨頭滑絲、斷絲或錨具損壞立即停止操作后檢查處理。

3.3 孔道壓漿

水泥漿制備:水泥漿普通硅酸鹽水泥和水拌和而成，水泥漿抗壓強度應不小于40。通過試驗可以在水泥漿中摻入適量膨脹劑，但其自由膨脹率應小于10。

張拉錨固后及時灌漿，以減少預應力的損失，早建立力筋與梁體內部的聯系，減輕錨固端部的壓力;孔道灌漿要求密實，灌漿時必須連續，所以孔道灌漿應張拉完一跨灌注一跨，不得在各跨全部張拉完畢后一次灌漿。

壓漿采用真空壓漿泵，孔道壓漿采用真空灌漿。張拉完成后，切割錨圈外多余鋼絞線，預應力筋錨固后的外露長度不宜小于30mm。用無收縮水泥砂漿封錨，將錨板及夾片、外露鋼絞線全部包裹，厚度為大于15mm，將孔道系統密封，在構件的一端抽真空，在構件另一端開始灌漿，待水泥漿從真空端流出且稠度和灌漿端相當時，再持壓以保證孔道內水泥漿漿體飽滿，完成真空灌漿。

4 結語

本章從具體的施工角度對現澆箱梁混凝土施工以及預應力張拉和孔道壓漿施工等關鍵工序入手，提出了控制箱梁質量的有效對策，提出從施工的各個環節對質量進行控制，力求將箱梁梁體病害控制在可接受的范圍內，以提高結構的外觀和內在質量。

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