客运专线(32+48+32)m现浇连续箱梁预应力施工

【摘 要】本文将结合大同至西安客运运专32+48+32m现浇连续箱梁工程，对客运专线采用的预应力施工过程控制进行简单阐述。

[关键词] 客运专线预应力张拉 真空辅助压浆

大同至西安客运专线是国务院批准的《中长期铁路网规划》的重要组成部分。本工程为大西客运专线站前13标大荔特大桥项目32+48+32m现浇连续箱梁工程，共承担6处32+48+32m后张法预应力混凝土现浇连续箱梁任务。（32+48+32）m预应力混凝土连续箱梁，标准箱梁总长113.5m。预应力体系采用三向预应力：纵向、竖向、横向，纵向预应力分布在箱梁的腹板、底板和顶板内，竖向预应力分布在腹板内，横向预应力分布在横隔梁内。纵向预应力筋采用高强度低松弛钢绞线，（32+48+32）m消耗 1×7-15.2-1860-GB-T5224-2003钢绞线55.68t，采用内径为90mm的金属波纹管成孔，采用自锚式拉丝体系群锚M15-12锚具（夹片式）。横向、竖向预应力均采用JL32PSB830精轧螺纹钢筋，采用内径50mm的铁皮管成孔，采用JLM-32锚具锚固。

1、预应力张拉

1.1、张拉设备及主要材料

纵向预应力张拉设备采用张拉电动液压千斤顶组采用柳州力天预应力设备厂YCW400E-200型穿心式张拉千斤顶，张拉吨位400T，行程200mm；横、竖向预应力张拉设备采用EJⅢ-100KN型张拉千斤顶，张拉吨位100T；高压油表采用精度为0.4级、读数0-60MPa、直径为150mm的油压表；预应力筋采用天津冶金钢制品有限公司生产生产的1-7-15.2-1860-GB/T5224-2003高强度低松弛钢绞线，单束公称直径φj15.2mm、抗拉标准强度Rgb=1860MPa，弹性模量Eg=1.95×105MPa。锚具、夹具采用湖北襄樊中铁宏预应力设备有限公司生产的OVM锚具、夹具。采用的锚具、夹具应通过铁路产品CRCC认证，否则不得用于铁道专项工程中。

1.2、张拉前应做好相应的准备工作

1.2.1 技术准备

①对张拉千斤顶和油表进行标定,检查千斤顶和油压表是否在校正期内，有无异常现象。

② 对图纸的设计伸长量进行复核，并根据标定合格后的千斤顶进行计算张拉伸长量，以计算伸长量作为张拉伸长量的依据。

1.2.2 现场准备

①箱梁内模已拆除及腹板侧向约束已解除。

②支座上下板定位螺栓已解除，以使在预应力张拉过程中支座能自由活动。

③检查确认梁体砼强度和弹性模量是否已达到设计施工要求。

④检查使用的预应力钢绞线是否准确，外露部位无损伤、扭结。

⑤检查灌浆孔有无堵塞，所有灌浆孔应在预应力施加前予以清除干净，以保持畅通。检查张拉束周围有无初始裂纹存在，并对初始裂纹做好标识，便于对裂纹后期观察。

⑥清除梁体张拉端锚垫板上杂物，以保证锚具与锚垫板的密贴。

⑦张拉前应具有主管工程技术员出具油表读数及伸长量控制通知单。

⑧张拉前应确认工作锚环、工作夹片、工具锚环、工具夹片无损坏。

1.3、张拉一般要求

①预应力筋一次张拉完成。

②预应力张拉在梁体混凝土强度及弹性模量均达到设计值的90%以上且混凝土养护龄期不得少于7天时,方能张拉预应力筋。

③纵向预应力钢束张拉采用两端同步、对称（即张拉过程中和张拉后均应保持两端的伸长量基本一致），从外到内并左右对称进行,最大不平衡束不超过1束，伸长量和张拉力双控，并以张拉力控制为主，伸长量作为校核。实际伸长值与理论值得差值应控制在±6%内，否则暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。

④横、竖向预应力筋采用单端张拉，伸长量和张拉力双控，并以张拉力控制为主，伸长量作为校核。张拉控制力为601KN。

⑤为减少竖横向预应力损失，竖横向预应力筋采用二次张拉工艺，即在第一次张拉完成1天后进行二次张拉，弥补由于操作和设备等原因造成的预应力损失，确保预应力钢筋的预应力值。

1.4、预应力张拉顺序

先张拉纵向预应力束，其次张拉竖向精轧螺纹钢，再张拉横向精轧螺纹钢。

1.5、纵向预应力张拉

1.5.1纵向预应力张拉加载方式

张拉力应按设计控制力逐级加载，按控制力的10%、20%、100%分级张拉，预应力筋实际伸长值的量测采用量测千斤顶活塞行程数值的方法。

张拉操作步骤：010%δ（持荷5分钟，测伸长值）20%δ（，测伸长值）100%δ (持荷5分钟)补拉到100%δ（测伸长值，校核伸长值)锚固封锚。

1.5.2张拉过程质量控制点

①张拉前三控：梁体混凝土强度(≥45MPa)、弹模(≮35.5GPa)、龄期(≥7d)；张拉过程中三控：油压表读数与伸长量复核、持荷时间；张拉三同心：孔道、锚具及千斤顶。

②预施应力以油表读数为主，以预应力筋伸长值作校核。按预应力筋实际弹性模量计算的伸长值与实测伸长值相差不应大于±6%；实测伸长值以10%张拉力作为测量的初始点。每端钢绞线回缩量控制在6mm以内，如钢绞线伸长值偏差超过规定范围，查明原因后重新张拉。

③张拉钢绞线时，必须两边同时给千斤顶主油缸徐徐分级供油张拉，两端伸长应基本保持一致，严禁一端张拉。张拉加力时，不得敲击及碰撞张拉设备。油压表要妥善保护避免受振。

④一段梁断丝、滑丝不得超预应力钢丝总数的0.5%，且一束内断丝不得超过一丝，也不得在梁体的同一侧。因处理滑、断丝而引起钢绞线束重复张拉时，同一束钢绞线张拉次数不得超过3次。若钢绞线与锚具因滑丝而留有明显刻痕时，须更换钢绞线和夹片。

⑤箱梁张后应实测梁体弹性上拱，实测30d上拱值不宜大于1.05倍设计计算值。

1.6、横、竖向预应力张拉

1.6.1张拉流程

横、竖向预应力筋采用单端张拉，张拉力与伸长量双控。横、竖向预应力筋张拉工序为：0---张拉控制力601KN（持荷5min，测伸长量）---锚固---二次张拉---封锚。

1.6.2张拉注意事项

①张拉过程中，应使千斤顶张拉持力点与钢筋中心、锚板中心在一条直线上，如牵引中发现有预应力筋横移的现象，应立即回油调整，重新张拉。张拉时横向应保持对称。

②张拉后螺帽旋紧可采用扭力扳手锚固。

③预应力筋张拉完成后在高出张拉螺母2cm处用砂轮切割机切断，不得采用电气焊切割。

2、预应力孔道压浆

客运专线（32+48+32）m后张法预应力混凝土现浇连续箱梁压浆要求采用真空辅助压浆工艺，以充分保证压浆密实。

2.1、压浆材料及设备

①压浆水泥采用陕西尧柏水泥厂生产的P.O42.5袋装普通硅酸盐水泥，管道灌浆外加剂山西黄河外加剂有限公司生产的聚羧酸型高性能预应力管道灌浆外加剂。掺量为内掺1%，水胶比为0.32。②灌浆剂应送铁道部产品质量监督检验中心检验。③搅拌机转速应大于1000r/min，浆叶的最高线速度应小于15m/s；压浆机采用连续式泵，其压力表最小分度值不大于0.1MPa。

2.2、真空辅助压浆原理

真空辅助压浆体系是将孔道系统封闭，高端用抽真空机将孔道内80%以上的空气抽出，并保证孔道真空压力在-0.06～-0.10MPa，同时从底端（压浆端）压入拌制完成的水泥浆，当水泥浆从抽真空端流出且稠度与压浆端基本相同，进行保压，确保孔道内水泥浆体饱满。

2.3真空辅助压浆工艺特点

①可以消除普通压浆法引起的气泡，同时孔道中残留的水珠在接近真空的情况下被气化，随同空气一起被抽出孔道，增强了浆体的密实度；②消除混在浆体中的气泡，避免了有害水积聚在预应力筋附近的可能性，预应力筋防腐蚀能力可大大提高；③可避免发生浆体析水、干硬收缩等问题；④孔道在真空状态下，减少了由于孔道高低弯曲而使浆体自身形成的压力差，便于浆体充盈整个孔道。

2.4、压浆料搅拌

先在搅拌机中加入实际拌和水的80-90%，进行高速搅拌，再均匀加入全部压浆剂，边加边搅拌，然后加入全部水泥，搅拌2分钟，最后加入剩下的10-20%的水，继续搅拌2分钟(搅拌总时间不宜超过4min)。如果浆体表面气泡较多，则适当降低搅拌速度，搅拌完毕，略加放置，刮去表面的浮浆。浆体搅拌完毕后，禁止另行加水调整其流动度。将调好的水泥浆放入储浆罐，并检验搅拌罐内浆体流动度。储浆罐水泥浆进口处设2.0mm×2.0mm过滤网，以防杂物堵管。

2.5、灌浆顺序

先下后上。首先由底端以0.6MPa的恒压力向高端压送水泥浆，管道出浆口应装有三通管，当确认出浆浓度与进浆浓度一致时，方可在0.50-0.60MPa下封闭持压3min，压浆最大压力不宜超过0.60MPa。若无漏浆则关闭进浆阀门卸下输浆胶管。

2.6、压浆

①在水泥浆倒入储浆罐中，引到灌浆泵，开启灌浆泵，使浆体从灌浆高压橡胶管排出，以排除灌浆管中的空气、水和稀浆。当排出的浆体流动度与搅拌罐中浆体的流动度一致时，暂时关闭灌浆泵，将高压橡胶管出口端接到孔道的灌浆管上，扎牢。②启动真空泵，当真空值达到并维持在-0.06～-0.10MPa时，打开灌浆阀，启动灌浆阀泵，开始灌浆，灌浆过程中真空泵保持连续作业。③待抽真空端的透明塑料管内有浆体经过时，关掉真空泵前端的真空阀，关掉真空泵，水泥浆会自动从“止回排气阀”中顺畅流出，待稠度与灌如浆体相当时，关闭抽真空端所有阀门。④灌浆泵继续工作，当灌浆端排气孔流出的浆体稠度与灌入的浆体稠度相同时，在0.50-0.60MPa压力下，封闭持压3min，完成排气和泌水，使孔道内浆体密实饱满，完成灌浆，关闭灌浆泵和灌浆端所有阀门。

2.7、压浆质量控制要点

①在终张拉结束后48h内进行管道真空压浆。水泥浆自搅拌结束至压入管道的间隔时间不得超过40min，管道压浆控制在正温下施工，并保证无积水无结冰现象。压浆时及压浆后3天内，梁体及梁体周边环境温度不得低于5℃。冬季压浆时要采取保温措施。②同一管道压浆连续进行，一次完成。压浆次序自下而上，比较集中和邻近的孔道，应先连续压浆完成，以免串到邻孔的水泥浆凝固、堵塞孔道。③启动真空泵前首先注满水箱的水，使真空泵在正常运转时水能够循环进行，达到为真空泵降温的目的；电动机的转向按外壳指示方向操作，以免水箱的水流入真空箱；每次注浆完毕，须对管道和阀门等清洗。④压浆过程中经常检查压浆管道是否堵塞和漏浆。如不能连续一次灌满或间隔时间超过30分钟，立即用水冲洗干净，待处理后再压浆。⑤压浆后应检查压浆料的密实情况，如有不实，应及时补灌，必须使压浆孔完全密实。⑥禁止在施工过程中由于流动度不够额外加水。

3、封 锚

①封锚混凝土采用C50无收缩混凝土，坍落度控制在60-80mm。

②浇注梁体封锚砼之前，先将锚垫板表面的粘浆和锚环外面上部的灰浆铲除干净，并对锚圈与锚垫板之间的交接缝用聚氨酯防水涂料进行防水处理，检查无漏浆的管道后，将锚穴砼表面凿毛，安设锚穴钢筋，浇注封锚混凝土。

③封锚钢筋网片挂设：用一端带有螺纹的短钢筋安装于锚垫板螺栓孔，与锚穴内钢筋网绑扎在一起，以保证封锚混凝土与梁体连为一体。

④封锚混凝土要加强捣固，要求混凝土密实，无蜂窝麻面，与梁端面平齐，封端混凝土各处与梁体混凝土的错台不超过2mm。

⑤加强养护，充分保持混凝土湿润，防止封端混凝土与梁体之间产生裂纹。养护结束后，在封锚混凝土跟梁体混凝土相接涂刷聚氨酯防水涂料，宽度宜为4-5cm。

[结束语]

截至2011年05月下旬大西铁路站前13标大荔特大桥项目32+48+32m现浇连续梁工程，已经完成了2处。通过采用此后张法预应力张拉施工工艺，预应力施工情况整体良好；真空辅助压浆工艺的实施大大提高了孔道压浆的密实性，增强了预应力筋防腐蚀能力，符合整个现浇连续梁梁体耐久性100年要求。