體外預應力加固大跨度連續剛構橋質量控制

張伯林

(廣州市穗高工程監理有限公司，廣東廣州 510045)

1 工程概述

廣州某特大橋跨越珠江主航道及副航道，由左右兩幅獨立的橋梁組成。主橋跨徑組合為51.6 m+3×80 m+51.6 m(跨越珠江副航道)+6 m(過渡梁)+106.6 m+2 ×160 m+106.6 m(跨越珠江主航道)，結構形式為連續剛構橋，上部為單箱單室三向預應力結構。由于超載原因，普查發現橋梁結構存在跨中下撓、腹板斜向開裂、中跨跨中橫向開裂和腹板斜裂縫向底板延伸等橋梁病害，為保證橋梁安全，必須對橋梁進行加固。主航道(106.6+2×160+106.6)每幅橋共布置16束體外束，體外束的形式為:以中主墩為界，左右兩跨各布置8束。輔航道(51.6+3×80+51.6)每幅橋共布置18束體外束，體外束的形式為:左右兩跨各布置體外束各6束，中跨布置體外束6束，共18束。體外束均采用兩端張拉。體外索采用環氧涂層鋼絞線組成的鋼絞線束。要求錨具可以重復調整體外索的拉力，并且在體外索出現破壞時可以整束更換，為以后的橋梁維護提供方便。為防止鋼束在穿束及張拉過程中相互纏繞，轉向及錨固轉向處設置分絲器。預應力錨固塊采用C55混凝土結構，通過在原結構上鉆孔植筋實現新舊混凝土的結合，為避免體外索自由長度較長時產生振動，設置防振限位裝置。

施工監理內容主要包括:原材料質量控制，錨固塊、轉向塊施工質量控制，穿索質量控制，體外索張拉質量控制，體系防護質量控制等，以下分別闡述體外預應力加固施工監理控制要點。

2 原材料質量控制

1)鋼絞線采用環氧涂層鋼絞線，涂層厚度0.6 mm～1.1 mm，環氧涂層鋼絞線自身防腐性能較優越。要求做靜載錨固性能試驗，檢驗夾片與鋼絞線咬合性能，試驗表明咬痕明顯，環氧涂層未脫落，夾緊牢固。涂層的粘附性檢查:沿直徑為鋼絞線公稱直徑32倍的心軸進行180°彎曲，在彎曲鋼絞線外圍不應該出現肉眼可見的涂層裂紋或者粘結失效。2)鋼絞線標準強度1 860 MPa，彈性模量不低于195 GPa。環氧涂層填充型預應力鋼絞線要求符合規范ASTMA882/A882M-02a環氧涂層填充型七絲預應力鋼絞線標準規范及《預應力混凝土用環氧涂層鋼絞線》。3)錨具采用體外束專用錨具，其性能應滿足《后張預應力體系的驗收和應用建議》與國家標準GB/T 14370-2000預應力用錨具、夾具和連接器的規定。4)錨固塊新舊混凝土連接采用植筋膠，其性能應符合JTG/T J22-2008公路橋梁加固設計規范錨固用膠粘劑安全性檢驗合格指標的A級膠要求。5)C55自密實混凝土配合比控制指標:水泥(含粉煤灰)用量要求不大于450 kg/m3(另摻入適量微膨脹劑);水灰比控制不大于0.35;初凝時間控制在4 h～6 h，因開放交通需要希望澆筑后能盡快凝固。

3 錨固塊、轉向塊施工質量控制

1)為加強新、舊混凝土的結合，應對原構件混凝土存在的缺陷清理至密實部位，并將混凝土表面鑿毛，在原結構鋼筋網空當處間隔一定距離鑿出剪力鍵，槽深約3 cm，溝槽面積應為新舊混凝土接觸面積的10%左右，并盡量布置于接觸面的邊緣部位。

2)錨固塊施工前需核實是否有足夠的張拉空間，如不足需調整錨具規格，確保錨具安裝后有足夠的張拉空間。

3)復核放線鉆孔位置。檢查鉆孔直徑和深度是否符合設計要求;清孔須用丙酮或工業酒精擦拭孔壁孔底;植筋膠灌注應飽滿，每個部位抽三根植筋進行抗拉拔試驗，要求拉拔力滿足設計要求。

4)張拉體外索時，預埋轉向器時嚴格按照圖紙尺寸要求預埋，采用定位鋼筋固定在準確的位置，控制其定位誤差不超過5 mm。

5)鋼筋制安，綁扎牢固，焊接飽滿、平順。鋼筋骨架必須穩定牢固，在安裝及澆筑混凝土時不得松動或變形。

6)模板面之間應平整，接縫嚴密不漏漿。

7)檢查混凝土的均勻性和坍落度。從高處直接傾卸時，其自由傾落高度不宜超過2 m，當傾落高度超過2 m時，應通過串筒、溜管或振動溜管等設施下落;澆筑混凝土時，除少量塑性混凝土可用人工搗實外，宜采用振動器振實。留置混凝土試件，同條件養護，檢驗混凝土強度。

4 穿索施工質量控制

1)體外索下料長度應考慮千斤頂工作長度、固定端預留長度、施工錨墊板后移長度等，下料長度誤差控制在20 cm以內。鋼絞線要避免出現死彎，其最小彎曲半徑不小于1 m。

2)檢查所有預應力管道及轉向器是否通暢，清除雜物使其滿足穿布鋼絞線的要求。預埋鋼管管口應打磨并套上PVC套管，使其順滑，防止穿索及張拉時刮傷鋼絞線。

3)單根鋼絞線的熱擠PE層厚度較薄，下料和穿索過程中要注意保護鋼絞線，防止在施工中碰傷鋼絞線上的環氧涂層和外包PE，從而影響鋼絞線的防腐蝕能力。嚴禁在地面拖拉鋼絞線，嚴禁行人、車輛等踩踏或碾壓。

4)穿索時，須在每個分絲器上做好每個孔的編號，對號穿索，避免纏繞交叉。

5 體外索張拉質量控制

1)轉向塊及錨固塊的混凝土應在強度和彈性模量均達到90%，并達到7 d齡期后才能進行張拉作業。

2)錨具、夾片在安裝前應擦拭干凈，務必保持錨孔清潔，有銹蝕、刮痕的夾片不得使用。夾片應分布均勻并打緊，且外露一致。

3)主橋每束由31根鋼絞線組成，副橋每束由27根鋼絞線組成。體外束采用單根兩端對稱分級張拉，預應力索張拉應力控制為0.6Rb，初張拉(張拉力為0.1倍設計張拉力P)→張拉到0.2P→張拉到0.4P→張拉到0.6P→張拉到0.8P→張拉到P。左右腹板兩束體外索對稱張拉，張拉完2束體外索后進行腹板加厚加固，然后再張拉另2束體外索。

4)千斤頂定位:安裝時應注意工具錨與工作錨環對正，工具夾片安裝平齊，千斤頂安裝應到位，直接頂住錨環，限位尺寸必須正確，確保限位板不變形。

5)每束體外索張拉10根鋼絞線后須對錨固塊處混凝土應力、梁體控制截面應力、墩頂應力梁體裂縫變化情況、梁體撓度變化情況等進行監測，當發現實測值與計算值出入很大時，應立即停止張拉，分析原因，待查明原因并采取措施后才能繼續張拉。每束體外索張拉過程中須監測三次，確保橋梁結構安全。

6)張拉過程中，實施交通管制，張拉完成后才能開放交通。張拉過程中由一人統一指揮，保證左右側兩根和兩端4個千斤頂同步、對稱張拉。張拉采用雙控，以張拉力控制為主，以伸長量控制為輔。檢查油表讀數，復核伸長量。

7)張拉過程中仔細檢查錨固塊及轉向架等構件(混凝土是否有裂縫產生和發展跡象，預埋件有無變化)，一有異常立即報告。

8)體外索張拉完成后，在合適的地方做好標記，以便后期觀測檢查是否松弛。預應力束應留有足夠的錨固長度，可以二次補拉減小預應力松弛。

9)外露錨具應涂裝防護，防止水分、氯離子及其他有腐蝕性的介質侵入。要做好鋼絞線的密封防腐，鋼絞線保護罩注入嘴應設置在上方，墊圈應使用硅膠墊圈，錨固螺母間距不能太大。

6 體系防護質量控制

1)防振限位裝置為鋼結構，構件采用焊接和栓接。焊縫質量等級應符合現行國家標準GB 50205鋼結構工程施工質量驗收規范的規定。

2)索夾位置須定位準確，索夾中心位置與索體中心位置誤差不得大于2 mm。

7 結語

經過參建各方的共同控制，自密實混凝土保證了錨固塊、轉向塊的澆筑質量;分絲器和錨具定位、安裝準確，滿足設計要求。體外索張拉力與設計一致，伸長量偏差控制在允許范圍內。體外索加固有效提高了橋梁強度和剛度，裂縫變小，撓度減小，增加了橋梁的應力儲備，增強了橋梁結構安全性和耐久性，加固效果良好。

［1］JTG/T J23-2008，公路橋梁加固施工技術規范［S］.

［2］JTG/T J22-2008，公路橋梁加固設計規范［S］.

［3］張成安，姜廣強.無粘結后張預應力鋼筋混凝土施工控制［J］.中國市政工程，1999(4):25-27.

［4］姚永春.預應力箱梁張拉施工質量控制要點［J］.山西建筑，2010，36(26):199-200.