預(yù)應(yīng)力混凝土節(jié)段箱梁體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

陸安

摘 要：近年來節(jié)段箱梁短線匹配法預(yù)制施工技術(shù)在橋梁施工中得到了廣泛應(yīng)用，其預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)采用體外預(yù)應(yīng)力為主，體內(nèi)預(yù)應(yīng)力為輔。節(jié)段箱梁體外預(yù)應(yīng)力施工直接關(guān)系到橋梁的質(zhì)量和使用安全。文章結(jié)合泉州灣跨海大橋?qū)嶓w工程成功實(shí)踐，詳細(xì)闡述了節(jié)段箱梁體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，可供同類工程施工參考。

關(guān)鍵詞：節(jié)段箱梁；體外預(yù)應(yīng)力；質(zhì)量；使用安全

1 工程概況

泉州灣跨海大橋工程A1合同段南岸淺水區(qū)引橋（八車道）為50m跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，共3聯(lián)，左右分幅設(shè)置，單幅21孔，兩幅橋共42孔，分為636個(gè)節(jié)段，在預(yù)制梁場(chǎng)內(nèi)采用短線匹配法預(yù)制。箱梁采用縱、橫雙向預(yù)應(yīng)力體系。縱向體內(nèi)頂板和底板預(yù)應(yīng)力束均采用采用15-16和15-19兩種，錨下張拉控制應(yīng)力σk=1395Mpa；錨具采用15-16型錨具。采用內(nèi)徑90mm的塑料波紋管成孔。體外預(yù)應(yīng)力鋼束均采用15-27，錨下張拉控制應(yīng)力σk=1209Mpa。箱梁頂板橫向預(yù)應(yīng)力束采用15-3，BM15-3扁錨，錨下張拉控制應(yīng)力σk=1395Mpa。采用內(nèi)尺寸60×22mm的扁形塑料波紋管成孔。頂板橫向預(yù)應(yīng)力束沿橋軸線按0.6m的標(biāo)準(zhǔn)間距布置。

2 體外預(yù)應(yīng)力施工

2.1 施工前準(zhǔn)備工作

（1）施工順序：本階段鋼筋混凝土梁架設(shè)完畢-準(zhǔn)備工作-穿體外索-體外索張拉-端部防腐。（2）施工準(zhǔn)備千斤頂、油泵標(biāo)定：千斤頂、油泵等整個(gè)加載系統(tǒng)在施工前必須標(biāo)定。千斤頂必須由第三方進(jìn)行標(biāo)定。千斤頂與配套油壓表使用6個(gè)月或已張拉作業(yè)達(dá)到200次須進(jìn)行標(biāo)定、校驗(yàn)。（3）穿索通道的準(zhǔn)備：鋼絞線從預(yù)留的施工通道處穿入箱梁內(nèi)側(cè)并牽引至預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)，在安裝第一跨時(shí)，受施工空間的影響需要將鋼絞線從前面引至待施工跨的前段再反穿至梁內(nèi)，以后幾跨則不需要反穿的過程；環(huán)氧鋼絞線外側(cè)環(huán)氧涂層，施工中需要采取嚴(yán)格的保護(hù)措施防止涂層的損傷。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(zhuǎn)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(dòng)。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(jìn)行施工，過程中注意環(huán)氧層的保護(hù)。在向前牽引的過程中，為了保護(hù)環(huán)氧層不被破壞需要將一段300cm長(zhǎng)的HDPE管插入孔內(nèi)并使其固定，用磨光機(jī)將HDPE管口打磨平滑，以保護(hù)環(huán)氧鋼絞線不受損傷，見圖1。同時(shí)在墩頂索道管的管口需用臨時(shí)PE管對(duì)鋼絞線做鋪墊，同時(shí)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(duì)鋼絞線做支撐保護(hù)，以保護(hù)鋼絞線通過時(shí)環(huán)氧涂層不被破壞。（4）鋼絞線下料：下料長(zhǎng)度要考慮鋼絞線的傳束張拉的需要，另外還要增加一個(gè)垂度的影響值（開始按長(zhǎng)度的1%考慮，后面有經(jīng)驗(yàn)后可酌情按實(shí)際減少），每盤鋼絞線要按照鋼絞線總長(zhǎng)提前計(jì)算好每次下料長(zhǎng)度和下料次數(shù)，提高鋼絞線的使用率，以免浪費(fèi)鋼絞線。（5）安裝箱梁內(nèi)臨時(shí)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(shè)置臨時(shí)支撐架，托住鋼絞線，臨時(shí)支撐架裝有塑料滾輪，保護(hù)鋼絞線環(huán)氧層。

2.2 體外索安裝

本項(xiàng)目采用人工導(dǎo)引、單根鋼絞線穿索的施工工藝。具體操作步驟如下：（1）檢查：調(diào)整檢查整個(gè)預(yù)埋索道管情況，走勢(shì)目測(cè)直線應(yīng)平滑順直，曲線應(yīng)順暢，無死彎硬折，無破損，還應(yīng)重點(diǎn)檢查張拉端是否牢靠，接頭是否完好。（2）導(dǎo)引：在導(dǎo)入口與梁內(nèi)配備監(jiān)視人員指揮下，將第一根鋼絞線從預(yù)留孔處穿入，到達(dá)箱梁內(nèi)。（3）穿索：指揮梁內(nèi)施工人員將鋼絞線從索盤上人工牽入整個(gè)穿索通道，直至鋼絞線末端也進(jìn)入梁內(nèi)；梁內(nèi)通道每隔10米安排一名工人，人工將鋼絞線逐一傳送到規(guī)定位置。（4）反穿（第一跨安裝時(shí)會(huì)出現(xiàn)的工序）：將鋼絞線反向牽引，直至達(dá)到后端錨具處，在預(yù)留出張拉長(zhǎng)度后（不可過長(zhǎng)或過短，要嚴(yán)格控制）安裝夾片錨固；另一端同樣處理。（5）重復(fù)上述步驟將27根鋼絞線安裝完畢。在鋼絞線穿過錨具時(shí)和墩頂索道管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(zhuǎn)向部分。每根鋼絞線穿索前都要進(jìn)行編號(hào)，鋼絞線在穿過分絲板、束梳器時(shí)都需按孔位布置，一一對(duì)應(yīng)穿索，不能有交叉現(xiàn)象。鋼絞線穿索按照從下往上的順序，依次穿索。

2.3 鋼絞線張拉

本工程的張拉方式采用兩端對(duì)稱張拉。（1）單根張拉。采用4臺(tái)單孔張拉千斤頂兩端兩側(cè)對(duì)稱張拉，見圖2。采用單根張拉雖然張拉次數(shù)較多，但是設(shè)備拆裝簡(jiǎn)便、操作靈活。（2）張拉工藝。接通油泵和千斤頂?shù)挠凸埽瑱z查精密壓力表是否與千斤頂相符，在未張拉之前，可以在空載的情況下活動(dòng)兩個(gè)行程，確保千斤頂在張拉時(shí)無任何問題。啟動(dòng)油泵，在張拉過程中，鋼絞線緩慢被拉出。當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控給定的張拉噸位后，應(yīng)先穩(wěn)住油壓，檢查索力值是否正確，在經(jīng)過一段持荷時(shí)間（2分鐘左右）后，然后啟動(dòng)頂壓缸，利用頂壓桿將夾片頂進(jìn)錨板內(nèi)，最后回油，緩慢卸除拉力。回油、關(guān)機(jī)、斷電、完成張拉的全過程。（3）張拉力控制。張拉前要對(duì)鋼絞線預(yù)張拉，以消除環(huán)氧鋼絞線的垂度（一般取值為最終張拉力的10%）。預(yù)張拉后千斤頂不拆下，繼續(xù)張拉至設(shè)計(jì)索力，此時(shí)測(cè)出鋼絞線的伸長(zhǎng)量，伸長(zhǎng)量之和與理論計(jì)算值比較，限差為±6%，符合者持荷5分鐘錨固，否則，應(yīng)重復(fù)張拉。

圖1 梁上預(yù)留孔準(zhǔn)備

圖2 對(duì)稱張拉示意圖

2.3 鋼絞線保護(hù)

環(huán)氧層是決定環(huán)氧鋼絞線使用壽命的重要因素，為了保證本項(xiàng)目體外索的使用壽命，在環(huán)氧鋼絞線運(yùn)輸、堆放、下料、安裝、張拉等各個(gè)環(huán)節(jié)均必須采取相應(yīng)措施保證環(huán)氧層不受損傷。在施工過程中，一旦發(fā)現(xiàn)鋼絞線的環(huán)氧涂層有損傷時(shí)應(yīng)立即修補(bǔ)。撞傷與擦傷處不得發(fā)現(xiàn)有鋼絲破損或受傷以及生銹現(xiàn)象，若發(fā)現(xiàn)以上現(xiàn)象則不得采取修補(bǔ)措施，另外如果鋼絞線發(fā)現(xiàn)大面積的破損也不得采取修補(bǔ)措施。

3 結(jié)束語

施工要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的張拉程序及張拉力進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力的施工控制。施工中出現(xiàn)異常現(xiàn)象，應(yīng)立即停止施工，并及時(shí)報(bào)請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理和設(shè)計(jì)，待查明原因，采取措施后再繼續(xù)施工。當(dāng)張拉設(shè)備，如千斤頂、壓力表等損壞或超過規(guī)定使用期限，應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定。張拉操作必須逐級(jí)、平穩(wěn)、對(duì)稱進(jìn)行，不允許出現(xiàn)超載現(xiàn)象，并作好張拉記錄。本體系工作夾片設(shè)計(jì)使用次數(shù)為5次（設(shè)計(jì)最大張拉力），若張拉次數(shù)超過5次，需及時(shí)更換工作夾片。對(duì)稱張拉的索股，張拉兩端的操作人員必須使用對(duì)講機(jī)保持通話，同時(shí)開始張拉，并保持勻速張拉速度，同時(shí)結(jié)束張拉。體外索的施工必須精心組織施工，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，張拉前機(jī)具必須準(zhǔn)確檢校，鋼絞線應(yīng)實(shí)測(cè)出各項(xiàng)性能指標(biāo)。體外索張拉過程中必須進(jìn)行箱梁變形監(jiān)測(cè)，確保施工質(zhì)量。

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