加納路橋塔馬利立交橋預應力現澆連續箱梁張拉、壓漿施工

唐戰

1工程概述

塔馬利立交橋主線橋起點樁號為K0+123.000，終點樁號為K0+807.000，橋梁全長684米，最大橋高10m，單跨36m，全橋共6聯：5*（3*36）+1*（4*36）。

本橋預應力束共分為4種，分別是縱向通長束、橫梁束、底板束、頂板束。預應力鋼絞線工程量為349.8T，均采用后張法施工。其中頂、底板束為為單端張拉，縱向通長束與橫梁束均為兩端張拉。

本橋預應力束采用智能張拉設備進行施工，采用真空壓漿工藝。

為降低人為操作因素對預應力施工質量的影響，本項目鋼絞線張拉采用智能張拉設備。根據計算，箱梁腹板縱向預應力通長束、底板束、橫梁束采用2套400T智能千斤頂進行張拉作業，箱室內頂板短束采用2套150T智能千斤頂進行張拉作業，同時配備2套智能張拉泵站。

2 張拉前準備工作

2.1好的波紋管安裝線形和高穿束質量對建立符合要求的預應力有著重要的影響，因此張拉前應按照專項方案整束穿縱向通長束和橫梁束。張拉前預應力鋼絞線束穿束完畢，鋼絞線數量經檢查無誤。

2.2預應力鋼絞線的張拉是保證現澆梁質量的關鍵工序，張拉前應保證現澆梁梁體混凝土的強度達到設計規定強度以上，操作者要經過培訓、考核，要求持證上崗。

2.3在進行張拉作業前，對千斤頂、油泵等設備進行配套標定，并每隔一段時間進行一次校驗。有幾套張拉設備時，對張拉設備進行編組，不同組號的設備不得混合。

2.4張拉前應拆掉箱梁邊腹板側模、橫梁端模、齒塊槽口模板及支撐，松開箱室內模，同時拆掉支座上下底板的限位裝置;

2.5拆模后，應對梁體混凝土做一次全面檢查，尤其是齒塊、張拉槽口等張拉端面處錨下混凝土的質量進行檢查，若錨墊板下混凝土或其他應力集中區域存在蜂窩或空洞，應及時鑿除，并采用高強環氧砂漿進行修復。

2.6安裝張拉千斤頂前必須將錨墊板、喇叭口清理干凈，使千斤頂能與錨墊板密貼，保證接觸面平整，受力均勻，減少鋼絞線的摩阻力。

3 預應力孔道實際摩阻損失測試

（1）梁的兩端裝千斤頂后同時充油，保持一定數值（約4MPa）。

（2）甲端封閉，乙端張拉。張拉時分級升壓，直至張拉控制應力。如此反復進行3次，取兩端壓力差的平均值。

（3）仍按照上述方法，但乙端封閉，甲端張拉，取兩端3次壓力差平均值。

（4）將上述兩次壓力差平均值再次平均，即為孔道摩阻力測定值。

注：此項已跟設計確認，設計方已將孔道摩擦、錨圈口損失等計入張拉控制應力，因此該測試不需要進行。

4 張拉要求

（1）控制應力

預應力鋼束均采用標準強度fpk=1860MPa的高強度、低松弛鋼絞線，鋼束的控制應力為0.75fpk，即σcon=1395MPa。

（2）張拉條件

待混凝土強度達到設計強度的90%且彈性模量不小于設計值的85%，混凝土齡期不小于10天，方可張拉預應力。

（3）原材料

所有預應力鋼絞線、錨具、波紋管等材料具有出廠檢驗報告，具備產品合格證明，且經進場檢驗無誤，妥善保存。

（4）張拉順序

先腹板束，后頂板束，再底板束，最后橫梁束，由外至內，左右上下對稱張拉，兩束預應力對稱同步張拉。

（5）張拉控制

預應力張拉采用引伸量與張拉力雙控，以張拉力控制為主，實測伸長量與計算伸長量校核。

（6）鋼束安裝

鋼束在不同腹板高度處的安裝原則：頂板平行段距頂緣距離相同;底板平行段距底緣距離相同，高度變化體現在斜線段上。

（7）每束鋼絞線斷絲或滑絲數量不超過1絲;每個斷面斷絲之和不超過該斷面鋼絲總數的百分比為1%。

（8）張拉操作人員應經驗豐富，具備熟練工藝，熟悉設備及張拉操作流程。

5 常規張拉作業工藝

雖然本項目采用的是智能張拉設備，全部鋼束均采用智能自動張拉工藝，但為防止在特殊情況下須采用常規的手動張拉，特同時制定此常規張拉作業方案。

5.1張拉作業流程

5.2實際伸長值計算

預應力筋實際伸長值按下式計算：

△Ls=△L1+△L2

式中：△Ls-預應力筋的實際伸長值

△L1-從初應力值到最大張拉應力間的實測伸長值（mm）

△L2-初應力以下的推算伸長值（mm），可采用相鄰級的伸長值。

預應力筋張拉采用應力控制為主，伸長值校核的方法控制。實際伸長值與理論伸長值的差值應符合設計規定;偏差應控制在±6%以內，否則應暫停，待查明原因并采取措施予以調整后，方可繼續張拉。

5.3 理論伸長值計算

預應力筋的理論伸長值按下式計算：

△LL=PPL/（APEP）

式中：△LL-預應力筋的理論伸長值;

L-預應力筋的長度（mm），此處根據設計圖紙取值;

AP-預應力筋的截面面積（mm2），此處根據設計圖紙取值;

EP-預應力筋的彈性模量，此處根據設計圖紙取值;

PP-預應力筋的平均張拉力;

式中：PP-預應力筋平均張拉力（N）;

P-預應力筋張拉端的張拉力（N）;

X-從張拉端至計算截面的孔道長度（m）;

θ-從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和（rad）

k-管道每米局部偏差對摩擦的影響系數，此處取0.0015;

μ-預應力筋與孔道壁的摩擦系數，此處取0.225;

5.4 現場操作步驟

（1）安裝工作錨板

將工作錨板安裝在錨墊板的限位槽內，對準止口，使工作錨板不脫離限位槽。然后把用細鋼圈或橡皮筋箍住的每副夾片依次套入每根鋼絞線內，并用套筒將夾片打緊。

（2）安裝限位板

取出與工作錨板相配套的限位錨板，套入鋼絞線，套入時，應與工作錨板的孔相對應配合。

（3）安裝撐腳錨板

若千斤頂張拉端面過于狹窄，千斤頂的工作空間不足，則在千斤頂和限位板之間加一定數量撐腳錨板，以加大千斤頂作業空間。

（3）安裝千斤頂

安裝張拉千斤頂時要對準孔道，要使千斤頂軸線、錨板軸線、以及預留孔道軸線同心。

（4）安裝工具錨

將工具錨板安裝在千斤頂前端支承蓋上，并依次套上工具夾片，頂緊工具夾片要輪番數次，夾片要平齊，千斤頂要吊正。工具錨板孔位與限位板和工作錨板的孔位對正，鋼絞線束不能在千斤頂內扭絞。

（5）張拉

張拉開始后將吊住千斤頂的導鏈放松。張拉過程中兩端要同步進行，配對講機聯絡，兩端油壓表上升速度差不超過2MPa，否則應及時調整。

（6）實際伸長值測量

在張拉到該束的初應力后，油泵停止泵油，千斤頂持荷，標記鋼絞線位置;然后繼續張拉至相鄰級應力，停止泵油，千斤頂持荷，用鋼尺測量鋼絞線的絕對伸長值;最后張拉至控制應力，停止泵油，千斤頂持荷，用鋼尺測量從初應力至最大張拉應力間的實測伸長值。

（7）換行程

部分通長束的伸長值超過千斤頂行程，須進行二次張拉。千斤頂單次行程到頭后，記錄此時油壓后臨時錨固，千斤頂回油縮缸。回油完畢后，重新安裝工具錨，并打緊夾片（重復步驟4），將油泵加壓至上次行程到頭時的油壓，然后從此時開始記錄伸長值（重復步驟6）

（8）錨固

張拉至控制應力并持荷5min，過程中油壓應穩定在控制應力對應的油壓上。持荷完畢后千斤頂回油，工作錨錨固。取出工具夾片及工具錨，千斤頂移出，將多余鋼絞線切除時，且用手砂輪切割機切割，切割后預應力筋的外露長度不應小于30mm。

至此單次張拉作業完成

6智能張拉系統張拉作業工藝

6.1 智能張拉準備工作

智能張拉作業準備工作除遵循前述 “第2點-張拉前準備工作”中的內容外，還應進行下列工作：

（1）將項目信息、鋼絞線束型號規格、錨具型號規格、鋼絞線束種類、彈性模量、控制應力等參數錄入設備;

（2）按照千斤頂編號換算、輸入對應的標定方程（標定方程與千斤頂必須一一對應）;

（3）將待張拉鋼絞線束編號、梁號、張拉長度、預張力值、終張力值、理論伸長量等張拉工藝參數導入設備;

（4）輸入分級張拉百分比、持荷時間、位移上限、張拉模式、預張目標力、終張目標力

（5）本橋腹板縱向通長束、橫梁束采用2拖4雙束自動對稱同步張拉。頂、底板束采用自動雙束單端同時張拉。

（6）張拉時，張拉設備將自動采集并保存對應鋼絞線束的實際伸長量，張拉力值，計算伸長量偏差。伸長量偏差在6%以內方可繼續張拉，否則應查明原因后再張拉

（7）智能張拉設備使用前，首次加注液壓油，必須將液壓油箱加滿液壓油;使用過程中，千斤頂全行程伸出時，液壓油箱液面位置必須在最低和最高液位中間，泵站應使用優等抗磨液壓油。

（8）加油后，首次運行泵站設備，必須先多次點動電機，將泵站設備油泵的空氣排干凈才能正常運行。

（9）智能千斤頂首次運行，必須空載全行程運行2-3分鐘，將千斤頂內的空氣排出干凈，設備才能正常運行。

（10）泵站設備電源接線為380三相四線制（3P+PE）供電，需使用四芯動力電纜連接至附近配電箱，地線必須連接正確，電源接入后，必須確保電源在380v的正常電壓范圍以內。電源接線必須牢固，以免電源缺相。

（11）每次設備運行前，檢查確保所有油管、線纜連接正確牢固，以免影響設備運行，或數據不準確。

張拉作業前，技術人員應提前將以上信息錄入智能張拉設備，熟悉張拉設備操作流程。

7管道壓漿

（1）壓漿設備：壓漿機、壓漿管。

（2）采用一次壓漿工藝（即一端壓漿，另端出漿）。

（3）壓漿的充盈度應達到孔道另一端飽滿且有排氣孔排除與規定流動度相同的水泥漿為止。關閉出漿口后，宜保持一個不小于0.5MPa的穩壓期，該穩壓期的保持時間宜為3-5min。

（4）進漿閥必須持壓力上升至0.6～0.7Mpa并持續2分鐘后，對超長孔道最大壓力不宜超過1.0MPa，本項目壓漿壓力維持在0.8MPa-1Mpa左右。壓漿的充盈度應達到孔道另一端飽滿且排氣孔排出與規定流動度相同的水泥漿為止，關閉出漿口后，宜保持一個不小于0.5Mpa的穩壓期，該穩壓期的保持時間為5min。

（5）本項目將采用真空輔助壓漿工藝，在壓漿前硬度孔道進行抽真空，真空度宜穩定在-0.06—0.10MPa范圍內。真空度穩定后，應立即開啟孔道壓漿端的閥門，同時啟動壓漿泵進行壓漿。

（6）水泥漿終凝后，方可卸拔壓漿閥。

（7）在壓漿順利的前提下，宜適當加大水泥漿濃度。

（8）水泥漿自攪拌至壓入管道內的間隔時間不得超過40分鐘，在此時間內不斷攪拌水泥漿，不得額外加水增加漿液流動性。

（9）每個孔道的壓漿必須一氣呵成。壓漿中途因故障不能連續一次灌滿時，應立即用壓力水沖洗干凈，研究處理后再壓漿。

（10）壓漿要從最低點的壓漿孔壓入;對上下分層的管道，應按下層后上層的順序壓漿;同一管道的壓漿應連續進行，一次完成。壓漿應緩慢、均勻地進行，不得中斷，孔道中間曲線段最高點應依次設置排氣孔，保證孔道排氣順暢，壓漿密實，壓漿時排氣孔要依次一一打開關閉，使孔內排氣通暢。

（11）管道壓漿應飽滿密實。對密實度有懷疑時，應研究措施對該孔檢查驗證，如確有不密實時，應改進壓漿工藝。

（12）水泥、水、外加劑應計量準確，攪拌時先加水與外加劑，后加水泥，攪拌均勻，拌合時間不少于1分鐘。

（13）壓漿機進漿口加過濾網，過濾網孔200目。

日最高氣溫高于35℃時，宜于夜間從事壓漿作業，水泥漿溫度不應高于25℃。

8封端施工

在封端時要把張拉槽口內被截斷的鋼筋在封錨時應恢復原位并按要求焊接，外露預應力筋保護層厚度需保證3cm，鋼筋接長的長度需保證端部混凝土4cm保護層要求，錨固端錨具的保護層厚度需按設計要求設置。預應力筋錨固后的外露部分采用砂輪切割，外露長度為30～35mm。

施作梁端封錨混凝土前要先檢查有無漏壓管道，然后將封端的接口混凝土鑿毛，清掃鑿除的混凝土表面浮塵，鏟除錨墊板表面浮漿以及錨環上面灰漿，敲掉松弱混凝土，并沖洗干凈，設置鋼筋網澆筑封錨混凝土。為保證封端混凝土與梁體混凝土結合成一整體，封端鋼筋應與梁體鋼筋綁扎形成鋼筋骨架。封錨混凝土施工完畢后，清理墩帽上部雜物。

封端混凝土應采用與梁體同強度的混凝土進行封端。