现浇预应力混凝土连续箱梁高架桥的施工

【摘要】:笔者就桥梁工程中现浇预应力混凝土连续箱梁高架桥施工进行分析探讨，对预应力混凝土连续箱梁施工中预应力拉时、预应力混凝土浇筑时等常见问题进行了分析研究，通过对亲身施工的经验，着重从预应力方面浅谈一下连续梁施工过程控制的几个关键因素,提出了相应的对策措施，具有一定的意义和价值，供大家借鉴参考。

【关键词】： 预应力;土连续梁;工技术问题

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

引言

当前国内的公路桥梁发展迅猛，涌出跨经大、形式多样、结构复杂的连续桥梁，现浇预应力混凝土连续箱梁由于结构稳定、外形漂亮、施工便利等优点,由于这几年被人们广泛应用于城市桥梁、互通立交与跨路桥梁建设中，也带动了预应力混凝土连续箱梁施工的发展。预应力混凝土连续梁的施工直接影响工程质量、安全和使用寿命，施工时把握重点环节，并切实抓好每道工序，各个环节的质量控制，只有把握好质量关，才能为安全提供有力保障。

一、预埋孔道的施工控制

在预应力施工中，其孔道预埋、预应力筋穿束、张拉及压浆是关键，同时也存在一些问题，经现场论证，可以采取必要的预控方法，予以消除。 应力钢束的孔道位置、孔道是否畅通、钢绞线是否绞缠是预应力质量控制的关键。孔道位置准确与否直接关系到实际施工中的预应力是否与设计的预应力相符，对结构安全及使用寿命均有影响。

孔道过大会导致多根钢绞线绞缠在一起，使各根钢绞线受力不均匀，摩阻损失变大。预埋锚下垫板时，其角度错误、垫板后振捣不到位、锚头处内部构件不全或安装错误（如弹簧筋、钢筋网片、防崩钢筋等），是锚头处拉爆的直接原因，施工中必须做好预控工作。

二、预埋孔道（波纹管）

预应力混凝土连续梁桥，预埋孔道一般采用镀锌波纹管，其直径的选用由钢铰线根数确定，接头管一般采用大1号的同型波纹管，长度一般为20～30 cm。接头处用胶带封裹严密以防接缝处漏浆，端部应延伸至与锚下垫板的外侧洞口平齐，以避免浇注时，混凝土从孔口倒流进波纹管。

波纹管安装，要根据设计的孔道走向，按40～60 cm设置一道定位筋，波纹管就位后，检查波纹管的密封性并检查波纹管与托架绑扎是否固定，以防混凝土浇筑过程中，波纹管出现上浮或移位现象。为防止混凝土浇筑时管道的破裂，可采取在波纹管内穿内径稍小的硬性衬管（PVC类）的措施来预控。

三、预应力束的制作与安装

1 应力束的制作

钢铰线进场时，经抽检送验合格后方可使用。钢铰线束的下料长度要综合考虑设计的孔道长度、锚夹具厚度、工具锚厚度、千斤顶长度、长度富余量、安装穿束器等。切断时必需采用砂轮切割机，切口要平齐、丝头不散，严禁电（气）焊切割。

2穿束方法

钢绞线穿束可分为整束穿和单根穿，连续梁钢绞线束一般采用整束穿，穿束工作一般由人工和卷扬机相互配合完成。直线束、短束一般采用人穿束；对于特长束、特重束、曲线束一般采用卷扬机。一般先用单根钢丝穿入波纹管，然后通过钢丝将卷扬机钢丝绳拖入波纹管。穿入速度一般控制在5～10 m／min。在预应力钢材布置完后，必须做好电（气）焊等用电设备的使用防护工作，防止电弧或火花造成预应力钢材强度变低。

四、张拉控制

张拉时，张拉应力是否达到设计规定值直接影响预应力效果。由于实际的管道摩阻、锚口及喇叭口摩阻与设计并不完全相符，可根据摩阻试验得到相关系数计算调整张拉力。但预应力值超过设计值过多时，其抗裂度随之升高，致使预应力筋在承受使用荷载时处于过高的应力状态，时间一长很容易产生应力裂纹，严重危害结构的使用安全。

1张拉前机具的检查及校验

张拉前需保证油泵油量充足，保持千斤顶与油泵以及高压油管两端连接器的清洁无杂物，确认千斤顶及油泵无漏油现象。由于张拉装置存在内摩擦，压力表显示的张拉力值与设计值必然会存在误差，因此千斤顶及压力表在使用前需要进行配套标定。张拉要用精密压力表（精度0.4级），检定周期为每周一次，千斤顶检定周期不得超过一个月且不超过200次张拉作业。

2孔道摩阻系数的实测

预应力筋的设计张拉控制力一般指的是锚下控制力，它包括了预计的预应力损失值，但不包括锚头摩阻损失。因此在进行预应力张拉施工时，实际张拉控制应力必须加上锚头摩阻损失。针对锚头及孔道的摩阻损失应请具有资质的检测方检测。当实测的孔道摩阻系数与设计摩阻系数存在偏差时，应及时与监理及设计单位联系，以便调整张拉应力及相应的设计伸长量。

3张拉过程的控制

张拉时，一般采用张拉力控制、伸长值做校核进行“双控”。张拉时预应力筋的实际伸长值与理论伸长值的允许偏差为±6%。预应力筋张拉顺序要严格按照设计要求进行，当设计无具体要求时，应按规范给出的先纵向、再竖向、后横向的顺序进行预应力的张拉，且保证竖向和横向预应力筋张拉滞后纵向预应力筋张拉不大于三个悬浇梁段。

张拉施工要满足混凝土的强度和龄期要求，防止混凝土初始弹性模量不足，引起桥梁内部应力增大。 张拉过程中可能出现断丝、滑丝现象，分析原因，主要有：施工中存在焊渣等其他灼伤、碰伤钢绞线；钢绞线自身质量问题；张拉力大于设计；夹片质量问题；摩阻力太大；限位板不配套等。这些问题，施工中要采取相应的保护措施，以防止钢绞线的损伤。尤其要做好材料进场抽检工作、油泵压力表的检测工作和限位板配套。当断丝和滑丝数不超过规定值时，可采用超张拉方式补足应力，超过规定值则需卸锚，更换钢束，重新张拉。

为防止张拉后工作夹片回缩至工作锚孔里，施工时要做到钢绞线于工具锚处平顺、工作夹片齐头的同时保证工作夹片与工作锚配套。 张拉时实测伸长值与理论伸长值差值误差大于±6%时应停止施工分析原因，原因主要从以下几个方面入手：计算误差或错误；伸长值偏大（主要与断丝、锚固端锚具安装松弛、钢绞线松弛程度有关）；伸长值偏小（主要与限位板限位量过大和钢绞线松弛程度有关）。

五、孔道压浆

孔道压浆分真空压浆法和常规压浆法两种方法。孔道压浆属于隐蔽工程，其质量缺陷无法直观发现，因此孔道压浆的质量保证，是连续梁施工工艺的施工控制难点。

1、主要存在的问题

后张法预应力混凝土结构压浆常见的质量问题有：孔道内水泥浆强度不够；压浆困难甚至无法正常压浆；孔道漏浆或跑浆。

2、缺陷成因及防止措施

强度不够主要是因为压浆液水灰比过大、水泥质量出现结块、拌和能力差搅拌时间不足造成（过度搅拌会导致水泥浆离析，泌水率变大，影响压浆质量）。

预防措施有：制浆用的原材料（水泥等）要合格，不存在结块现象；所用的其他原材料（如外加剂等）必须符合规定，禁用变质的材料；拌合必须使用强制性搅拌机，严格控制搅拌时间避免搅拌时间过长影响水泥浆的质量。

3、孔道无法正常压浆，对于后穿钢绞线施工的桥梁来说，一般是由于水泥浆数量准备不足和机械设备发生故障、无备用设备造成的。

防治方法：水泥浆用量要综合考虑到排气口、泌水管、出浆口等损耗；平时注意机械设备保养维护，现场有备用设备；一旦中断压浆，立即更换压浆口，在另一个压浆口内注入整个孔道的水泥浆量，以便把第一个压浆口灌入的水泥浆和两次灌浆之间的气体完全排出孔道，确保压浆密实。

4、漏浆的成因主要有以下三个方面：出浆管和管道之间的接口（压浆阀）没有处理好；排气管和波纹管之间的接口或压浆阀没有密封好；两波纹管之间的接头没有密封好。

预防措施有：对排气孔和波纹管之间的连接要在波纹管上开洞并用海绵和压板覆盖，固定后将其引至混凝土面以上50cm左右；对波纹管之间的接头，适当加大接头长度两端用防水胶带密封；对压浆管和出浆管与波纹管的接缝之间使用防水胶带进行密封；浇筑时避免振捣棒碰撞波纹管。

六、应力张拉时常见问题的防治

1预应力钢筋张拉伸长量不足

（1）预应力钢筋张拉伸长量不足的原因

l)预留管道不顺直，致使预应力钢筋与管道壁的摩阻力增加，虽然控制张拉应力未变，但由于预应力钢筋平均张拉应力降低，故而使得伸长量不足。即在千斤顶张拉处虽然未改变张拉应力，但远离张拉点的部位由于管道摩阻力的平衡作用使其张拉应力减小的程度过大，使得整体预应力降低，伸长量自然就不足了。

2)采用了先将预应力筋穿入管道后浇筑混凝土的方法时，管道漏浆己将部分预应力筋粘结牢固，在张拉时该段预应力钢筋处于拉应力基本为零的状态，相应的伸长量也就基本为零，使得总伸长量不足。

3)所采用的预应力钢筋的实际弹性模量与理论计算伸长量所采用的弹性模量有一定的差异。

4)张拉设备标定时或油表计数换算为拉力不准确。

（2）预应力钢筋张拉伸长量不足的防治措施

1)预埋预应力管道时，对每个坐标位置都要严格按照设计数据准确定位，固定可靠。整个管道线形要保持圆滑顺直，特别是不得有由施工而造成的局部弯曲，在浇筑混凝土之前必须经过认真仔细检查后方可继续施工，并在混凝土浇筑振捣时要特别注意，振捣棒不得直接碰撞管道，以免使预应力管道发生移位。

2)如果用先行将预应力钢筋穿入管道而后浇筑混凝土的施工方法时，在混凝土浇筑和振捣时要特别注意保护管道，不得使插入式振捣器过分靠近管道，以免将管道振漏或发生偏移。并要有专人负责每隔10-20min将各束预应力筋作推拉活动，直至最后浇筑的混凝土达到初凝以后。其作用:一是可以检查预应力钢筋是否被砂浆或水泥浆凝固;二是如果有少量砂浆或水泥浆漏入管道内，通过推拉预应力钢筋可以把这些少量砂浆或水泥浆拉平填入波纹管的凹槽内，使得管道仍能保持基本平滑。在预应力钢筋张拉之前应将其再一次作少许推拉活动，以确认预应力钢筋未被漏浆所凝结。

3)在计算伸长量时，预应力钢筋的弹性模量要采用通过试验取得的实际数据。

4)认真复核张拉力、油表计数的对应关系，找出相应的关系曲线，准确计算。

5)检查油压泵、千斤顶、锚具、油压表等设备是否正常运转，必要时重新进行标定。

（2）管道堵塞预应力筋无法穿入的防治措施

l)在安装波纹管前要认真检查有无小孔，如果发现要用胶带包裹密实。

2)要特别注意波纹管的接头安装质量，接头要牢固平滑，无卷曲无变形，用胶带包裹密实不漏浆。

3)在开始浇筑混凝土至最后一盘的初凝时间内，用比梁稍长的中间焊有两头小中间大的圆滑拉块的钢筋经常来回拉管道，可将少许一旦漏入管道的砂浆或水泥浆拉平，嵌入波纹管的凹槽内，使得管道仍保持基本平滑。

4)一旦发现已经堵塞的情况，要查明准确位置，如果堵塞不严重，可将该位置管道从梁的外部凿开，将管道疏通，穿入预应力钢筋，衬好铁皮后再用高标号的环氧树脂砂浆封堵。

5)在穿入预应力钢筋时，要将其端头打磨圆滑，避免刺破波纹管，如估计波纹管己被刺破时，要拉出预应力钢筋，再试着从另一端穿入，若仍然不能解决问题，则采用上面的办法解决。

3张拉拱度偏大或偏小

l)预应力构件在张拉时，整个构件在预应力钢筋的作用下，由于截面受到偏心压力，均会产生向上的拱度，这个指标虽然规范上或设计上没有统一的限制范围要求，但它反应了构件混凝土的整体强度、变形特点、弹性模量和预应力大小及施工加载均衡程度等的一个综合性的实际指标。施工技术人员或现场监理人员均要认真量测张拉拱度的数据并作好记录，以便能够及时发现施工中出现的一些问题或者在出现问题时作为分析原因的一个重要参考数据。

2)如果在施工中发现数值太大或太小或某一构件与其它构件相比变化较大，一定要慎重对待，认真分析原因找出影响因素，切不可盲目继续进行施工。

3)对于造成张拉拱度数值偏大的原因分析，主要是应考虑混凝土强度、龄期、弹性模量、原材料等方面的因素，对于张拉拱度偏小的原因分析，主要应考虑预应力张拉应力、伸长量是否满足设计要求等问题。

结束语

目前，预应力混凝土连续梁桥得到广泛推广。为了确保施工及营运安全、使成桥后的结构线形及应力达到设计要求，通过研究桥梁的施工中的控制技术来建立一套完善的控制理论是很有必要的。笔者只能根据施工遇到的一些常见问题，结合自己的实践经验，进行粗略总结，旨在指导下一步施工。

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