公路跨線橋預(yù)應(yīng)力箱梁工程中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

摘要：以具體工程為例，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件，闡述箱梁工程預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料、穿束、張拉、孔道壓漿及封錨施工技術(shù)要點(diǎn)，以提高橋梁預(yù)應(yīng)力工程施工效率，保證橋梁工程整體施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；箱梁；預(yù)應(yīng)力；施工技術(shù)

0 " 引言

對(duì)于公路橋梁工程來(lái)說(shuō)，預(yù)應(yīng)力施工是重要組成部分，其施工質(zhì)量的好壞會(huì)直接影響整個(gè)橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力工程涉及內(nèi)容多，施工周期長(zhǎng)，施工環(huán)節(jié)連貫性強(qiáng)，且對(duì)施工技術(shù)要求較高。在開(kāi)展預(yù)應(yīng)力施工時(shí)，必須根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)情況，綜合考慮相關(guān)影響因素，選擇合適的施工工藝，保證階段的施工均達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和施工要求。

1 " 工程概況

天津港集疏運(yùn)專用貨運(yùn)通道工程橋梁共有5座，全長(zhǎng)4562.9m，其中主線橋1座，長(zhǎng)度為2092.8m，匝道橋4座，長(zhǎng)度為2470.1m。道路等級(jí)為城市快速路，設(shè)計(jì)速度為80km/h，橋面寬度35.55m。其中主線1處上跨快速路，3處上跨市政道路路口。主線橋上部結(jié)構(gòu)為等高預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁，采用斜邊腹板箱梁斷面，腹板斜率1：3，懸臂長(zhǎng)度2.5m。30m跨徑梁高1.8m，35m跨徑梁高2m，50m跨徑梁高2.8m，53.5m跨徑梁高3m。

2 " 預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料及穿束

2.1 " 預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料作業(yè)要點(diǎn)

采用砂輪切割機(jī)實(shí)施切割。選擇地形平坦的區(qū)域作為鋼絞線下料場(chǎng)地，采用合理鋼絞線的保護(hù)措施保護(hù)鋼絞線，避免鋼絞線出現(xiàn)磨損或銹蝕[1]。按照鋼絞線下料方案進(jìn)行下料，嚴(yán)格控制下料誤差，確保下料長(zhǎng)度誤差不超過(guò)-50～+100mm。制作簡(jiǎn)易鐵籠，避免下料過(guò)程中因鋼絞線存放雜亂或卷曲不當(dāng)而移動(dòng)彈傷施工人員。采用20號(hào)鐵絲進(jìn)行綁扎，綁扎間距保持在1.0～1.5m，綁扎松緊適當(dāng)。

2.2 " 預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束作業(yè)要點(diǎn)

在鋼絞線兩端做好標(biāo)識(shí)，理順?shù)摻g線，使各根鋼絞線均保持在相同松緊狀態(tài)，然后再進(jìn)行編束。檢查孔道內(nèi)是否存在積水或雜質(zhì)，如若存在，則要及時(shí)進(jìn)行清理，清理完畢后才能準(zhǔn)備穿束。根據(jù)孔道和鋼絞線具體情況選擇合適的穿束方法，短鋼絞線采用人工穿束，長(zhǎng)孔道采用人工穿束為主、卷?yè)P(yáng)機(jī)為輔的穿束方法。

3 " 預(yù)應(yīng)力張拉工藝

在確保所選工藝符合箱梁工程施工要求的同時(shí)，要盡可能借鑒新的施工工藝，制定合理的施工方案，并按照施工流程規(guī)范作業(yè)。預(yù)應(yīng)力張拉工藝流程具體見(jiàn)圖1。

3.1 " 張拉設(shè)備確準(zhǔn)備

張拉工序施工采用智能張拉系統(tǒng)，型號(hào)為T(mén)YZ/60-Ⅶ/TK。選用張拉千斤頂為350t穿心式千斤頂[2]。

3.2 " 制孔

采用橡膠棒插拔成孔。橡膠抽拔棒分2段，先采用鍍鋅皮套管套接，再在接頭上纏裹塑料膠帶，封閉接頭，確保不出現(xiàn)漏漿情況。橡膠棒接頭處理具體見(jiàn)圖2。

在預(yù)埋橡膠抽拔棒時(shí)，應(yīng)利用應(yīng)鋼筋定位網(wǎng)固定限制抽拔棒，避免橡膠抽拔棒出現(xiàn)移位或上浮的現(xiàn)象。選擇合理的材料制作鋼筋定位網(wǎng)，采用φ10mm鋼筋制作焊接而成，嚴(yán)格控制鋼筋焊接間距，保持在500mm范圍內(nèi)為宜。

當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到4～8MPa時(shí)，就已經(jīng)達(dá)到抽拔條件要求，應(yīng)綜合參考施工環(huán)境（溫濕度）、水灰比及凝結(jié)速度，確定最佳的抽拔時(shí)間。配合使用人工和機(jī)械設(shè)備進(jìn)行橡膠棒抽拔作業(yè)，根據(jù)項(xiàng)目體量和橡膠抽拔棒規(guī)格，選擇5t卷?yè)P(yáng)機(jī)作為抽拔機(jī)械。

抽拔出橡膠棒后，需要對(duì)成孔進(jìn)行質(zhì)量檢查，確?？妆谶B續(xù)光潔，成孔效果達(dá)到施工要求。另外，在抽拔過(guò)程中，如果發(fā)生抽拔棒斷裂事故，應(yīng)將單根鋼絞線彎曲制作成鉤，采用人工的方式將彎鉤緩慢送入管道內(nèi)，勾住斷裂的抽拔棒，再借助卷?yè)P(yáng)機(jī)將鋼絞線彎鉤和抽拔棒同時(shí)拔出。

3.3 " 確定張拉條件并收集相關(guān)數(shù)據(jù)

為保證混凝土施工質(zhì)量和滿足模板周轉(zhuǎn)需求，應(yīng)在達(dá)到預(yù)應(yīng)力張拉要求后及時(shí)實(shí)施張拉。不同預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)存在一定差異，但通常都是分預(yù)張拉、初張拉和終張拉3個(gè)階段進(jìn)行，各個(gè)階段需要達(dá)到條件也不同。

3.3.1 " 預(yù)張拉

檢測(cè)確定梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到33.5MPa時(shí)，即可開(kāi)始預(yù)張拉。先安排施工人員拆除放松模板，再嚴(yán)格按照張拉規(guī)范進(jìn)行預(yù)張拉。

3.3.2 " 初張拉

檢測(cè)確定梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到或超過(guò)43.5MPa時(shí)，即可進(jìn)行初張拉。張拉時(shí)需將梁體吊移出制梁臺(tái)位。

3.3.3 " 終張拉

檢測(cè)確定梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到53.5MPa、彈性模量達(dá)到35.5GPa，且混凝土齡期超過(guò)10d時(shí)，即可施加應(yīng)力完成終張拉。在張拉前，施工人員要先根據(jù)施工圖紙確定張拉順序，左右對(duì)稱張拉，兩端的張拉荷載和同步率應(yīng)盡可能保持一致，同步率誤差不得超過(guò)5%，最大不平衡束不超過(guò)1束。同時(shí)，還需要對(duì)限位板槽深進(jìn)行檢查，確保其與鋼絞線直徑標(biāo)準(zhǔn)契合，避免磨損刮傷鋼絞線[3]。

3.3.4 " 收集相關(guān)數(shù)據(jù)

根據(jù)預(yù)制梁生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求和相關(guān)施工規(guī)范，測(cè)試孔道、錨具及張拉設(shè)備的預(yù)應(yīng)力瞬時(shí)損失和摩阻，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，為張拉計(jì)算提供數(shù)據(jù)支撐，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，確定最為合理的張拉應(yīng)力值和伸長(zhǎng)量。

3.4 " 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉

3.4.1 " 鋼絞線預(yù)、初張拉程序

做好預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉的準(zhǔn)備和確定工作，數(shù)據(jù)和張拉順序核對(duì)無(wú)誤后，應(yīng)經(jīng)由工程部長(zhǎng)審核簽字，確認(rèn)后即可將數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，實(shí)施預(yù)應(yīng)力張拉。

設(shè)計(jì)預(yù)、初張拉的鋼絞線張拉程序?yàn)椋撼跏紶顟B(tài)→施加初始20%預(yù)、初張拉應(yīng)力，持續(xù)負(fù)荷30s→測(cè)量張拉伸長(zhǎng)量→施加預(yù)、初張拉應(yīng)力，持續(xù)負(fù)荷120s→測(cè)量張拉伸長(zhǎng)量→補(bǔ)充預(yù)、初張拉應(yīng)力→測(cè)量張拉伸長(zhǎng)量→回油錨固→施加100%預(yù)、初張拉應(yīng)力，持續(xù)負(fù)荷→達(dá)到張拉力值和伸長(zhǎng)量。

未設(shè)計(jì)預(yù)、初張拉的鋼絞線的張拉程序?yàn)椋撼跏紶顟B(tài)→施加初始20%預(yù)、初張拉應(yīng)力，持續(xù)負(fù)荷30s→測(cè)量張拉伸長(zhǎng)量→施加100%預(yù)、初張拉應(yīng)力，持續(xù)負(fù)荷120s→補(bǔ)充預(yù)、初張拉應(yīng)力→測(cè)量張拉伸長(zhǎng)量→回油錨固。

在實(shí)施張拉時(shí)，相關(guān)數(shù)值均以測(cè)量設(shè)備所測(cè)值為準(zhǔn)。預(yù)應(yīng)力張拉以油表讀數(shù)為準(zhǔn)，伸長(zhǎng)量以實(shí)測(cè)值為準(zhǔn)。若發(fā)現(xiàn)張拉伸長(zhǎng)值誤差超過(guò)±6％，施工人員應(yīng)該立刻暫停預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)，放張超長(zhǎng)鋼束，全面排查誤差原因，處理異常問(wèn)題，處治完畢后才能繼續(xù)實(shí)施張拉。

3.4.2 " 鋼絞線張拉伸長(zhǎng)量計(jì)算

預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長(zhǎng)值△L可按下式計(jì)算：

△L=P平·L/（Ap·Ep） " " " " " "（1）

式中：P平為應(yīng)力筋的平均張拉力，單位為N；L為預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度，單位為mm；Ap為預(yù)應(yīng)力筋的截面面積，單位為mm2；Ep為預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量，單位為N/mm2。

預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力P平可按下式計(jì)算：

P平=P[1-e-（k·x+u·θ）]/（k·x+u·θ） "（2）

式中：P平為預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力，單位為N；P為預(yù)應(yīng)力筋的張拉端的張拉力，單位為N；e為自然對(duì)數(shù)底，取2.71828；x為從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度，單位為m；θ為從張拉端至計(jì)算截面曲線孔道部分切線的夾角之和；k為孔道局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)；u為預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩擦系數(shù)。

3.4.3 " 張拉操作要點(diǎn)

檢查孔道、錨具和千斤頂?shù)奈恢?，并利用錨板和千斤頂調(diào)整各個(gè)設(shè)施的位置，使上述軸線軸心對(duì)應(yīng)相同。同時(shí)，逐一排查鋼絞線的松緊性，保證每一根鋼絞線受力相同，且松緊度也滿足施工要求。

從兩端同步向千斤頂主缸送油，施加初始應(yīng)力（20％σcon）。持續(xù)負(fù)荷，停油劃線，用鉛筆在工具錨口劃線，準(zhǔn)確讀取液壓缸伸長(zhǎng)值和夾片外露量。如發(fā)現(xiàn)有絲滑標(biāo)記，則要檢查是哪根鋼絞線出現(xiàn)了張拉偏差，造成了夾片外露不合格。采用退錨的方式對(duì)工具錨外夾片進(jìn)行處理，嚴(yán)重時(shí)需直接更換鋼絞線和夾片。如果沒(méi)有出現(xiàn)滑絲現(xiàn)象，則可以繼續(xù)實(shí)施張拉。

施加應(yīng)力（100％σcon），持續(xù)負(fù)荷5min，讀取液壓缸伸長(zhǎng)值和夾片外露量，并參考理論伸長(zhǎng)量，驗(yàn)算是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。若二者誤差低于允許值±6％，則可以判斷張拉合格，即可回油錨固，結(jié)束預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)。反之如果二者誤差超過(guò)允許值±6％，技術(shù)人員則需要全面排查誤差原因，并重新實(shí)施張拉，直至達(dá)到設(shè)計(jì)和施工要求[4]。

持續(xù)加載負(fù)荷過(guò)程中，若出現(xiàn)油壓下降的情況，施工人員應(yīng)及時(shí)調(diào)整油壓，并全面排查鋼束是否出現(xiàn)滑絲和斷絲的情況。張拉應(yīng)力采用油表讀數(shù)和伸長(zhǎng)量實(shí)測(cè)雙重方式進(jìn)行控制，必須保證張拉應(yīng)力施加符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和具體施工需求。

3.4.4 " 鋼絞線束張拉質(zhì)量要求

控制兩端伸長(zhǎng)量差值，若差值超過(guò)允許值10%，則要及時(shí)處治張拉不同步的問(wèn)題。檢查鋼束滑絲、斷絲情況，24h后每片梁滑斷絲數(shù)量必須控制鋼絞線總數(shù)的0.5%以內(nèi)，同側(cè)同束斷絲數(shù)量必須控制1根以內(nèi)。

規(guī)范操作，合理張拉，控制每一束鋼束張拉的次數(shù)，同束鋼束張拉次數(shù)應(yīng)控制在3次之內(nèi)。張拉過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)錨具和鋼絞線存在明顯刻痕，夾片錯(cuò)位超過(guò)1mm，切割或壓漿時(shí)再次出現(xiàn)滑絲等情況，必須更換損壞夾片和鋼絞線，再次張拉，以保證鋼絞線張拉效果。

3.5 " 孔道壓漿

3.5.1 " 壓漿準(zhǔn)備

張拉作業(yè)結(jié)束且達(dá)標(biāo)后，必須及時(shí)開(kāi)展孔道壓漿作業(yè)，時(shí)間不得超過(guò)48h。選擇合適的壓漿工藝和注漿材料，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配比制備壓漿材料。選擇真空輔助灌漿工藝，管道一端安裝壓漿管道與壓漿機(jī)，另外一側(cè)則安裝抽真空機(jī)和真空管。

在正式進(jìn)行孔道壓漿作業(yè)前，徹底排出孔道和注漿管道中的積水和雜質(zhì)，再啟動(dòng)真空器抽真空。檢查孔道內(nèi)是否存在漏氣和堵塞問(wèn)題，待管道內(nèi)的壓力保持在-0.10～-0.06MPa后，即準(zhǔn)備開(kāi)始?jí)簼{。

3.5.2 " 壓漿要點(diǎn)

注漿遵循自下而上的原則，先緩慢注漿，確定壓漿無(wú)異常情況后，即可加快壓漿速度。當(dāng)壓漿壓力升高到0.5～0.6MPa時(shí)，進(jìn)行保壓控制。保壓持續(xù)2min，觀察保壓情況，確保壓力低于O.5MPa。當(dāng)水泥漿從另一側(cè)真空管流出時(shí)，則要及時(shí)關(guān)閉壓漿閥門(mén)和抽真空器，打開(kāi)管段閥門(mén)，為水泥漿液流出創(chuàng)造便利。流出水泥漿達(dá)到施工要求后，則要及時(shí)關(guān)閉壓漿泵，結(jié)束壓漿作業(yè)。

3.6 " 封錨

根據(jù)箱梁混凝土品質(zhì)和類型來(lái)選擇封錨混凝土，二者混凝土品質(zhì)和類型必須保持一致，即采用C50細(xì)石混凝土。在正式封錨前，應(yīng)做好準(zhǔn)備工作，對(duì)梁體封端混凝土進(jìn)行鑿毛處理，鏟除混凝土表面上凹凸不平的部位，清理支承板和支座上的浮漿和雜質(zhì)。采用砂輪切割機(jī)將張拉外露的鋼束切除至封錨要求，使鋼束外露保留3mm。最后再進(jìn)行混凝土澆筑，保證混凝土澆筑效果和成型質(zhì)量。

4 " 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，預(yù)應(yīng)力技術(shù)優(yōu)勢(shì)突出，性能穩(wěn)定，預(yù)應(yīng)力施工結(jié)束后能夠具有良好的穩(wěn)定性和安全性。在公路橋梁建設(shè)中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，不僅僅能夠保證公路橋梁建設(shè)質(zhì)量，同時(shí)對(duì)公路橋梁的安全長(zhǎng)期使用有重要積極意義。本文依托工程實(shí)例，深入分析公路跨線橋預(yù)應(yīng)力箱梁工程中的預(yù)應(yīng)力各項(xiàng)施工技術(shù)及控制要點(diǎn)，為提升橋梁工程的施工質(zhì)量奠定基礎(chǔ)，希望所提內(nèi)容能夠?yàn)閺V大同仁提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 任海鵬.公路橋梁工程建設(shè)中的預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)要點(diǎn)研究

[J].科技與創(chuàng)新，2021（14）：44-45+48.

[2] 郭文鋒，萬(wàn)海瑞，康樂(lè)，等.橋梁工程現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力箱梁施工關(guān)鍵

技術(shù)[J].施工技術(shù)，2020，49（16）：66-69.

[3] 米澤龍，邵長(zhǎng)權(quán).公路橋梁現(xiàn)澆梁施工技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)

計(jì)，2020（7）：209-210+213.

[4] 許長(zhǎng)建.市域鐵路預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支箱梁張拉施工控制[J].工程建設(shè)

與設(shè)計(jì)，2021（3）：137-139.