嘉紹引橋箱梁體外預應力施工技術

謝研

(中鐵大橋局集團第四工程有限公司,江蘇南京 210031)

嘉紹引橋箱梁體外預應力施工技術

謝研

(中鐵大橋局集團第四工程有限公司,江蘇南京 210031)

嘉紹大橋是嘉興至紹興公路通道跨越天然屏障杭州灣的一座特大型橋梁,是跨越錢塘江的關鍵性工程。體外預應力施工質量關系著整座大橋的結構安全,本文從鋼絞線下料、體外索安裝、鋼絞線張拉到減震限位安裝及防腐處理,分別介紹了體外預應力施工中的各個要點,對同類大型橋梁體外預應力施工有一定借鑒作用。

體外索 安裝 張拉 防腐

1 工程簡介

嘉紹大橋是嘉興至紹興公路通道跨越天然屏障杭州灣的一座特大型橋梁，是跨越錢塘江的關鍵性工程。嘉紹大橋北起海寧尖山圍墾區，跨越杭州灣水域，直達上虞96丘圍墾區，采用雙向八車道高速公路標準，總長10.137km；包括主航道橋、北副航道橋、水中區引橋及陸地區引橋，其中北岸水中區引橋和北副航道橋全長5000m。北岸水中區引橋上部結構為70m跨預應力混凝土連續剛構，共有十三聯，合計66孔，均采用單箱雙室斜腹板箱梁形式，北引橋共有體外預應力鋼絞線2258.5噸。

2 體外預應力施工前準備

在箱梁一聯安裝完成后，體外索進場施工，連續穿索、張拉作業，直至全橋體外索安裝完畢。體外預應力施工順序為：本階段鋼筋混凝土梁架設完畢—準備工作—穿體外索—體外索張拉—端部防腐。

2.1 施工準備

千斤頂、油泵等整個加載系統在施工前需完成標定。千斤頂的標定的準確與否關系到整個索體的受力，直接影響工程的質量。規范規定，千斤頂與配套油壓表使用6個月或已張拉作業達到200次須進行標定、校驗。

2.2 穿索通道的準備

在每段混凝土梁的預留人孔處，鋼絞線將從孔道內穿入到前端，在安裝第一跨時，需要將鋼絞線完全穿入梁內后再反穿至另一段錨具處，以后幾跨則不需要反穿的過程。

在向前牽引的過程中，為了保護環氧層不被破壞需要將一段300cm長的HDPE管插入孔內并使其固定，用磨光機將HDPE管口打磨平滑，以保護環氧鋼絞線的不受損傷。如圖2-1所示：

同時在墩頂轉向器的管口需用臨時PE管對鋼絞線做鋪墊，地面采用土工布在地下鋪墊并在上面布置尼龍滾輪架或土工布對鋼絞線做支撐保護，以保護鋼絞線通過時環氧涂層不被破壞(見圖2-2)。

2.3 鋼絞線下料

在穿索前必須將本階段所有的鋼絞線下料完畢，利用放線架在橋面上下料，將轉盤放線架放置于箱梁頂面上。用鋼絲繩栓住放線架底盤，防止滑動。在待下料的位置隔2m間距布置一塊墊木(外包土工布或膠皮)進行施工，過程中注意環氧層的保護(見圖2-3)。

下料長度要考慮鋼絞線的傳束張拉的需要，另外還要增加一個垂度的影響值(開始按長度的1%考慮，后面有經驗后可酌情按實際減少)，每盤鋼絞線要按照鋼絞線總長提前計算好每次下料長度和下料次數，做到最大充分利用，以免浪費鋼絞線。

2.4 安裝箱梁內臨時支撐裝置

為了減少鋼絞線在穿索過程中的垂度及防止鋼絞線與梁底板面接觸，在2米左右的間距設置臨時支撐架，托住鋼絞線。臨時支撐架裝有塑料滾輪，保護鋼絞線環氧層。

3 體外索安裝

本項目采用人工導引、單根鋼絞線穿索的施工工藝(見圖3-1)。具體操作步驟如下：

（1)檢查：調整檢查整個預埋導向管情況，走勢目測直線應平滑順直，曲線應順暢，無死彎硬折，無破損，還應重點檢查張拉端是否牢靠，接頭是否完好。

(2)導引：在導入口與梁內配備監視人員指揮下，將第一根鋼絞線從預留孔處穿入，到達箱梁內。

(3）穿索：指揮梁內施工人員將鋼絞線從索盤上人工牽入整個穿索通道，直至鋼絞線末端也進入梁內；梁內通道每隔10米安排一名工人，人工將鋼絞線逐一傳送到規定位置。

（4）錨具處，在預留出張拉長度后(不可過長，也不能過短，要嚴格控制)安裝夾片錨固；另一端同樣處理。

（5)重復上述步驟將27根鋼絞線安裝完畢。

在鋼絞線穿過錨具時和墩頂轉向器前均需先從背面穿一引棒，將鋼絞線端部與引棒連接后向前送鋼絞線，使其通過轉向部分，如圖3-2所示。

每根鋼絞線穿索前都要進行編號，鋼絞線在穿過分絲板、束梳器時都需按孔位布置，一一對應穿索，不能有交叉現象。鋼絞線穿索按照從下往上的順序，依次穿索。

注意：穿索前，穿索過程中，要把減震塑料套管按照不同的位置提前套入鋼絞線內，否則后期無法安裝減震限位索夾。

穿索過程中，應在鋼絞線前進沿途箱梁底板上鋪設橡膠或尼龍支撐輪或棉氈等物，防止鋼絞線與銳物摩擦導致環氧涂層破損。

4 鋼絞線張拉

本工程的張拉方式采用4臺單孔張拉千斤頂兩端兩側對稱張拉采用單根張拉雖然張拉次數較多，但是設備拆裝簡便、操作靈活。

張拉前要對鋼絞線預張拉，以消除環氧鋼絞線的垂度(一般取值為最終張拉力的10%)；預張拉后千斤頂不拆下，繼續張拉至設計索力，此時測出鋼絞線的伸長量，伸長量之和與理論計算值比較，限差為±6%，符合者持荷2分鐘錨固，否則，應重復張拉；所有鋼絞線張拉完畢后根據索力實際情況確定是否再以100%設計張拉力補拉一次，并測量每根鋼絞線的張拉力。每束鋼絞線從上往下、從左往右張拉，順序如圖4-1所示。

5 減振限位及防腐處理

5.1 減振限位裝置的固定

根據實際索體的位置，結合理論點的位置確定限位裝置的安裝位置，然后將限位裝置固定如圖5-1。固定后對預埋板及螺桿進行清理干凈并打磨除銹，然后涂刷富鋅環氧漆進行防銹。

5.2 端部防腐處理

調索力完畢后根據更換鋼絞線的預留長度(依據設計要求)切斷錨后鋼絞線。嘉紹大橋的防腐方案為防腐壓板和錨板之間灌蠟，然后在外露部分絞線四周涂抹蠟油的方案，示意圖如5-2。

具體防腐施工步驟如下：

（1）注膠：接通油泵與注膠槍的連接，將聚氨酯密封膠放入注膠槍內，連接注膠彎管，準備注入。根據嘉紹大橋27孔錨具要求，每個錨具內注膠360ml，將360ml的聚氨酯密封膠用2.5～3.0MPa的油壓緩慢的平均注入錨具上的3個注膠孔內。

（2）包裝：在錨板四周用牛皮紙塑復合布纏繞一圈，然后用高強復合自粘膠帶固定四周，并且把接口處連接牢；在防松壓板處，用高強度膠帶纏繞2-3圈，必須拉緊后纏繞粘牢，確保復合布和防松壓板之間沒有縫隙，以便灌蠟；在防松壓板后面用高強度復合自粘膠帶將牛皮紙塑復合布纏繞1-2圈，纏繞完成后檢查牛皮紙塑復合布和錨板、防松壓板的邊緣處是否完好；在最上方開一個孔，用鐵皮彎曲成一個槽插在孔中，以便灌蠟；從每根鋼絞線的末端將密封套套進去(大端朝外)，用3/4的鍍鋅管推至與防松壓板壓實，堵住防松壓板孔與鋼絞線之間的間隙。

（3）灌蠟：將蠟油裝在鐵桶里進行初溶解，然后用2000W的加熱棒加熱融化，直至溫度達到150度；在鐵桶旁做好防護措施，用不銹鋼瓢將液態的蠟油緩慢澆入孔中，盡量平穩倒入，防止濺出傷人，直至溢出為止；等待約30分鐘待蠟油固化后拆除牛皮紙塑復合布，檢查蠟油固化情況，(符合要求以后便不用拆除)；用長一字批將密封套一一拔出，重復利用。

圖2-1 梁上預留孔準備

圖2-2 臨時導向的輥軸示意

圖3-1 穿索整體示意圖

圖3-2 穿鋼絞線示意圖

圖3-4 減震塑料套管安裝圖

圖4-1 張拉順序示意圖

圖5 -2 體外束錨頭防腐布置圖

圖5-3 端部防腐示意圖

（4）鋼絞線外露部分的防腐措施：在絞線擦拭管的前端纏繞棉布，用帶有蠟油的絞線擦拭管將防松壓板后面的鋼絞線擦拭一遍，保證所有鋼絞線上都涂抹上蠟油；將用棉布制成的防護罩套在絞線束上面，在靠近防松壓板的一面緊貼防松壓板，并用封箱膠帶粘牢；在制成的防護罩四周以及斷面上均勻涂抹蠟油，厚度約5mm；在涂抹過蠟油的防護罩上再套一個防護罩，開口端緊貼防松壓板，并在防護罩四周纏繞封膠帶3-4圈。

（5)將錨具的保護罩安裝就位，防腐工作完成。端部防腐示意圖見圖5-3。

6 結語

體外索的施工必須精心組織，嚴格按照設計要求和有關規定進行。體外預應力安裝過程中需注意保護鋼絞線環氧層不被破壞，張拉前機具必須準確檢校，鋼絞線應實測出各項性能指標。張拉時采用張拉力和伸長量雙控，嚴格控制張拉力，并校核伸長量，張拉順序盡量對稱分級進行。防腐施工過程中防松壓板應安裝鬧靠，灌蠟應密實等，這些都是體外預應力施工過程中需控制的要點。

[1]劉航,李晨光,體外預應力結構技術與工程應用[M].中國建筑工業出版社.

[2]田克平,公路橋涵施工技術規范實施手冊[M].人民交通出版社,JTG/T F50-2011.

[3]劉正剛.淺談在路橋工程中預應力體外索相關技術的應用[J].大科技,2011(12).