淺談某渡槽工程槽身縱向鋼絞線穿索技術問題的處理

雷朝生

淺談某渡槽工程槽身縱向鋼絞線穿索技術問題的處理

雷朝生

一、工程簡介

該工程為南水北調中線一期工程總干渠陶岔渠首～沙河南段某渡槽工程，位于河南省鄧州市小王營～冀寨之間的某河上。主要建筑物為1級，次要建筑物為3級。渡槽設計流量為350m3/s，加大流量為420m3/s。槽身為相互獨立的3槽預應力混凝土U型結構，單跨長40m，共18跨，單槽內空尺寸7.23m×9.0m，直線段壁厚35cm，端部壁厚為65cm，單槽自重約1600t。

單榀槽身施工內容主要有：混凝土工程量 612 m3，強度等級為C50W8F200，鋼筋 89.5t，鋼絞線36.05t，其中環向鋼絞線17.33t、縱向鋼絞線18.72t。

工程跨槽身采用移動模架造槽機（DZ40/1600型）進行槽身原位現澆施工，造槽機主要由外梁系統（505t）、外模及外肋結構（300t）、內梁系統（187t）、內模結構（180t）、電氣及液壓系統等組成。采用造槽機施工，如此規模的施工在國內水利工程中尚屬首次。

二、預應力材料

1.鋼絞線

預應力混凝土使用的鋼絞線應符合《預應力混凝土用鋼絞線》（GB/T 5224-2003）要求。渡槽工程槽身所用的鋼絞線結構為1×7，公稱直徑Φj15.2mm，公稱截面面積140mm2，強度級別為1860MPa，單根鋼絞線的最大負荷不小于260kN，屈服負荷不小于234kN，伸長率不小于3.5%，1000h的松弛率不大于2.5%（70%標準強度）。

2.錨具

錨具應滿足分級張拉、補張拉及放松預應力的要求，附件上設置灌漿孔或排氣孔。錨具重復張拉其性能應滿足：錨具效率系數ηa≥0.95；組裝件受力段長度的極限總應變εapu≥2%。

錨具組裝件在應力上限為標準強度值fptk的65%時，應力幅度不小于80MPa，試件經受200萬次循環荷載后，錨具零件不應疲勞破壞，預應力筋在錨具夾持區域發生疲勞破壞的截面面積應不大于試件總截面面積的5%。

3.夾具

夾具應具有良好的自錨性能、松錨性能和重復使用性能。需敲擊才能松開的夾具，必須保證其對預應力筋的錨固沒有影響，且對操作人員的安全不造成危險。

4.波紋管

該工程采用后張法施工，孔道形成采用HDPE高密度聚乙烯塑料波紋管，波紋管應滿足《預應力混凝土橋梁用塑料波紋管》（JT/T529-2004）要求。波紋管的連接頭采用大一型號的波紋管套接，兩端搭接不少于15cm，用透明膠帶將結構包裹密實，確保不漏漿。

三、錨索下料及安裝

1.錨索下料

下料人員根據下料單的長度進行下料。操作過程：（1）根據下料單的長度，用砂輪逐根進行切割，嚴禁使用氧氣乙炔切割。（2）鋼絞線順直無側彎，切口無松散，如遇死彎必須切掉。（3）不同長度、種類的鋼絞線應有標識，分區堆放以方便運輸、使用。（4）使用GYJ450型擠壓機，在有粘結鋼絞線的一端，安裝擠壓P型錨具擠壓套進行錨固作業，要求擠壓力應大于20MPa。

2.錨索安裝

（1）錨索定位

錨索管道安裝位置正確是確保預應力鋼束施工質量的重要環節，必須嚴格控制，底板結構鋼筋綁扎完畢后再進行定位筋安裝。為確保鋼絞線的精確定位，根據槽身結構圖紙特別制作了槽身預應力專用樣架鋼筋，定位筋使用固定模具在廠內加工成型，可確保其加工尺寸精確。

沿預應力筋的布孔位置按設計坐標進行測量放樣，縱向定位筋間距50cm分布、環向定位筋間距30cm布置。當定位鋼筋與槽身結構鋼筋、鋼絞線位置發生沖突時可適當調整其位置。縱向錨索定位偏差控制在±10mm內，環向無粘結鋼絞線定位偏差控制在±5mm內。

波紋管直徑分別為 Φ90cm和Φ70cm兩種，用大一號同型號波紋管作為接頭管，定位筋與管道綁扎牢固。

（2）布筋時應掌握原則

槽身內底部8根波紋管在底層U型鋼筋安裝完成后立即進行，其余波紋管需待面層鋼筋鋪設完成后進行；預應力筋集束在槽身的任何截面保持鋼束中心與圖中預應筋的坐標一致；端部承壓板、錨墊板的位置應保證與定位中心線左、右對稱；預應力槽身施工時，以預應力筋位置為主，當非預應力鋼筋與主筋位置沖突時，經設計同意可將非預應力鋼筋作適當調整；施工過程中應盡量避免電火花損傷預應力筋及波紋管，受到損傷的預應力筋必須修復或者更換。

四、鋼絞線穿索

該工程槽身40m長預應力筋采用單根穿索單端張拉。由于上下相鄰兩跨槽身分縫僅5cm，上一跨槽身澆筑完成后相鄰下一跨槽身無穿束空間。為解決上述問題，將錨固端P錨形式設計帶卡箍式圓形P錨。

預應力定位鋼筋安裝完成后進行縱向波紋管安裝，錨固端預留3.5m空隙，外套大一型號的波紋管，即Φ90mm波紋管外套4m長Φ105mm的波紋管，Φ70mm波紋管外套4m長Φ90mm的波紋。

逐根將帶有擠壓頭的鋼絞線從錨固端上層鋼筋傾斜穿入波紋管中，再從張拉端反向穿入帶卡箍式圓形P錨板中。

采用6mm厚鋼板通過螺桿與錨板連接，擠壓錨頭防止鋼絞線脫離P型錨板。

五、預留孔道成型

該工程粘結預應力筋采用預埋塑料波紋管的方法預留孔道，波紋管采用單壁螺旋式塑料波紋圓管，公稱內徑分別為70mm、90mm。塑料波紋管在使用前應進行外觀檢查，其內外表面應清潔，不應有孔洞和不規則的皺褶。

縱向錨具與端模間隙、預應力筋錨固端約束環部位均采用泡沫膠對其進行填充密實，要求錨具灌漿孔及錨具與波紋管間空隙密實不漏漿，且保證與預應力筋張拉作用線垂直，錨墊板以外露出的預應力筋采用彩條布包裹保護，防止槽身澆筑過程中粘帶水泥漿。

六、結束語

工程槽身預應力筋采用單根穿索單端張拉，由于兩跨槽身分縫寬度僅5cm，待澆跨槽身縱向鋼絞線穿索困難。施工中通過將常規的P錨型錨具優化為帶卡箍式的圓形P錨具，調整鋼絞線穿束工藝，逐根將帶有擠壓頭的鋼絞線從錨固端上層鋼筋傾斜穿入波紋管中，再從張拉端反向穿入帶卡箍式圓形P錨板中，有效解決了縱向預應力穿索技術難題

（作者單位：中水淮河安徽恒信工程咨詢有限公司 233001）