后張法預應力箱梁預制與張拉施工技術研究

郭 娟 娟

(山西長興路橋工程有限公司，山西 長治 046000)

1 工程概況

某在建高速公路橋梁全長1 226 m，橋梁上部結構采用預應力連續箱梁。橋梁上部結構施工采用先簡支后連續，箱梁長度為20 m，本項目施工采用后張法進行預應力張拉。為了保證箱梁預制與張拉施工質量，在施工過程中通過建立質量控制體系，對箱梁預制全過程進行嚴格的質量控制。

2 預應力箱梁預制施工技術

2.1 箱梁預制底座設計

本項目箱梁預制底座基礎采用C20混凝土，底座采用C30混凝土，底座臺面采用6 mm鋼板。根據箱梁自重和施工荷載對底座地基進行處理，以保證基礎不產生沉降或底座斷裂。臺身設置有模板對拉筋孔道，為了保證箱梁預制底模與臺身混凝土固定牢固，在臺身頂面邊角處設置40 mm槽鋼。吊裝槽口設置在距梁端100 cm處，并在缺口上部設置2 cm厚鋼板，以保證底座表面平整。根據施工工期，梁片數量，結合施工現場實際情況確定箱梁預制底座的數量。做好總體布置，相鄰底座之間應該留出混凝土澆筑與預應力張力施工所需的間隔。對箱梁預制底座進行沉降觀測，設置觀測臺賬，對變形過大的底座及時進行處理。

2.2 模板

箱梁預制所選用的模板厚度為6 mm的定型鋼模，必須具有足夠的強度和剛度。模板安裝前應檢查有無變形，銹蝕，并提前進行修整，打磨，涂抹脫模劑。模板數量應滿足施工現場周轉要求，以保證施工的連續性。模板安裝按要求進行定位，接頭處采用螺栓固定，接縫處填充高密海棉膠條塞縫，有效防止錯臺和漏漿。

2.3 鋼筋綁扎與波紋管安裝

根據圖紙要求，在鋼筋加工廠進行鋼筋下料，運輸到施工現場后按照間距、數量等進行鋼筋布置和綁扎。鋼筋接頭處焊接應滿足搭接長度要求，雙面焊不得少于5d，單面焊不得少于10d，且同一斷面接頭數量不得超過鋼筋總數量的30%。為了保證鋼筋保護層厚度，可在鋼筋上安裝高強塑料墊塊或與混凝土同標號砂漿。波紋管安裝前首先進行外觀質量檢查，并進行密封性試驗。安裝過程中嚴格控制變形，不得使用電火花灼傷波紋管。使用螺栓固定錨具，并采用定位鋼筋進行定位，套管采用直徑大一號的波紋管，長度40 cm左右。

2.4 混凝土施工

2.4.1 配合比的選定

本項目箱梁設計采用C50混凝土，按照設計要求進行嚴格的配合比設計，準確確定各原材料組成。通過對不同水灰比，砂率和外加劑加入量組合進行試驗，確定混凝土水灰比范圍為0.35～0.45之間，坍落度范圍為70 mm～90 mm，且應滿足外觀質量要求。

2.4.2 混凝土澆筑

按照施工配合比進行混凝土拌制，運輸到施工現場后采用龍門吊吊料斗入模。混凝土分段澆筑長度為8 m～10 m，底板澆筑完成后再進行腹板和頂板澆筑。混凝土澆筑厚度不得大于30 cm，分層澆筑，分層振搗，接槎處透層振搗，以保證不產生施工縫。混凝土振搗采用插入式振搗器，振搗間距20 cm左右，振搗過程中不得觸碰模板、鋼筋和波紋管，確保不漏振，不過振。為了防止混凝土澆筑過程中出現芯模上浮，采用頂壓措施對內膜進行固定。混凝土澆筑完成后及時進行表面收漿，并及時進行養護。

2.4.3 梁體養護

混凝土初凝后即可進行養護，在梁體頂面土工布覆蓋，灑水保濕養護，養護時間不少于14 d。模板達到一定強度后，進行模板拆除，拆除時不得用力錘擊，防止破壞混凝土。

3 預應力張拉施工工藝

3.1 張拉設備選取

在正式張拉前，對千斤頂，油表，高壓油泵等張拉設備進行檢驗校定，并繪制張拉力與壓力表之間的關系曲線。

3.2 張拉力計算

本項目預制箱梁張拉錨固應力計算公式為σk=0.75Ryb，可通過計算確定張拉力。另外，在張拉力控制時，還應該充分考慮錨環孔口的預應力損失，通常損失值為張拉應力的3%。

3.3 確定張拉油表讀數

根據計算所得的張拉力，在加上3%的張拉力損失，確定張拉力控制值。根據張拉力與壓力表之間的關系曲線，通過內插法確定張拉力值，進而確定張拉力控制值所對應的油表控制讀數。

3.4 理論伸長量計算

理論伸長量的計算是鋼絞線伸出千斤頂缸體的長度，應計算鋼絞線在1.03σk張拉應力作用下的伸長量。由于孔道張拉采用對稱張拉的方式，一般先計算1/2的伸長量，翻倍即可確定理論伸長量。

3.5 預應力張拉施工

1)鋼絞線安裝。

預應力鋼絞線安裝采用后穿法，為了保證孔道暢通，在混凝土澆筑前在孔道內穿入硬質塑料管，并在混凝土澆筑完成后及時抽出。不得使用電弧焊或氣焊切割鋼絞線，應采用砂輪截斷。為了防止鋼絞線纏繞，每間隔1.0 m～1.5 m用鐵絲綁扎，靠近端頭2 m范圍間距為0.5 m。鋼絞線穿束前使用空壓機清理波紋管內雜物，穿束后檢查鋼絞線外漏長度，保證兩端外漏長度相等，為下一步張拉做好準備。

2)確定張拉順序和張拉程序。

鋼絞線張拉應嚴格按照設計圖紙要求進行，通常采用先上后下，橫向對稱，兩端均勻張拉的順序進行張拉。張拉初應力為10%σk，然后依次為20%σk，1.03σk，穩定后進行錨固。

3)預應力張拉注意事項。

預應力張拉應在梁體混凝土強度達到90%以上進行，張拉采用雙控張拉，張拉力控制為主，伸長量控制為輔。張拉力控制主要以張拉油表讀數控制，伸長量與理論伸長量相差應在±6%以內。切除多余的波紋管，并將錨墊板孔內的混凝土清除干凈。預應力鋼絞線張拉應多根同時張拉，不宜采用小千斤頂進行逐根張拉。張拉前對錨具的承壓面進行徹底清理，錨環應安裝在錨下墊板槽口內，以防止影響張拉效果。

3.6 孔道壓漿

張拉完成后，使用砂輪將多余的鋼絞線切除，然后進行孔道壓漿。孔道壓漿選用P.O52.5水泥，并摻入一定量的膨脹劑，水泥漿拌和時間不得少于1 min。壓漿前先使用壓縮空氣將預應力筋孔道，然后使用清水沖洗干凈。壓漿過程中嚴格控制壓力，最大壓力應控制在0.5 MPa～0.7 MPa，穩壓2 min。

3.7 封端

為了保證封錨質量，對錨頭部位混凝土進行鑿毛。按照設計圖紙要求封錨鋼筋網，固定模板。封錨混凝土振搗應保證密實，防止出現蜂窩麻面，并做好養護。嚴格控制箱梁長度，誤差控制在-10 mm～+5 mm。

4 結語

預應力箱梁箱梁預制與張拉施工工藝復雜，施工質量控制難度大，應在施工中制定質量控制方案，對每一道工序進行嚴格控制，防止出現質量隱患。通過對預應力箱梁箱梁預制與張拉施工中臺座的設計與施工，模板安裝，鋼筋綁扎，混凝土施工，張拉力與伸長量的計算，預應力張拉與封錨等施工工序進行分析，總結了施工要點，找出了質量控制關鍵點，有效提高了工程質量。