浅析悬臂浇筑箱梁预应力施工技术

摘 要：预应力施工是悬臂灌注桥施工中众多工序中最重要的工序之一，该工序施工质量的好坏，不但关系着施工人员的安全，而且还直接影响桥梁合拢后运营质量和使用寿命。本大桥的预应力设计采用纵向预应力钢绞线束、竖向预应力钢筋两种形式。

关键词：悬臂，浇筑，箱梁，预应力，施工

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1、大桥箱梁预应力设计情况

本梁采用纵向、横向、竖向预应力体系。由于钢筋、管道密集，如管道与普通钢筋发生冲突时，允许进行局部调整，调整原则是先普通钢筋，后螺纹钢筋，横向预应力筋，保持纵向预应力管道不动。各梁段预应力钢筋张拉必须在该梁段混凝土强度及弹性模量应不小于设计的85%以上，期龄不少于6天后方可进行，张拉顺序按施工顺序从外到内左右对称张拉，并即时压浆。竖向预应力可在各梁段混凝土强度达到80%后进初、终行张拉，并即时压浆。

2、 张拉程序

悬灌连续箱梁预应力均采用后张法施工，张拉程序见《后张法预应力筋张拉程序表》。

后张法预应力筋张拉程序表

注：初应力按10％～15%σcon控制。

3 材料进场检验和验收

a钢绞线。钢绞线进场检验，进场材料每盘应挂有标牌和出厂证明书，材料员应收集整理存档。钢绞线外观检查：表面不得带有降低钢绞线与砼粘结力的剂、油污等物质。钢丝表面不得有裂纹、劈裂、机械损伤、氧化铁皮，回火成品表面允许有回火颜色。钢绞线力学性能检查：钢绞线进场后，每批取样的盘数为总盘数的50％(不少于三盘)进行直径偏差，捻距和力学性能试验。每批为同编号，同一规格，同一生产工艺制造的钢绞线组成，如有一项试验结果不符合要求，则该盘为不合格产品，再从未试验的钢绞线中取双倍数量的试样进行该不合格项的复检，如仍有一项不合格，则该批钢绞线为不合格产品。

b波纹管。 波纹管进场检查，波纹管外表应清洁，内外表面无油污，无引起锈蚀的附着物，无孔洞和不规则折皱，咬口无开裂，无脱扣。波纹管进场时进行下列试验：抵抗集中荷载试验，抵抗均布荷载试验，承受荷载后抗渗漏试验，弯曲抗渗漏试验，轴向拉伸试验。

c锚具、夹片和静载试验。锚具的进场检查，锚具的外观检查。从每批中抽取10％的锚具(不少于10套)和夹片(每套不少于三片)，检查外观和尺寸，如表观质量超过产品标准允许误差，则应重新取双倍数量复检。硬度试验，应从每批锚具中抽取5％(不少于5套)，对锚具和夹片(多孔锚具每套抽取3个夹片)进行硬度试验，每个零件测试三个点，其硬度均应在设计范围之内。

静载锚固试验，经上述三项实验之后，应从同批中取6套锚具，组装3个预应力筋锚具组装件，进行静载锚固性能试验，如有一个不符合要求，则应另取双倍数量的锚具作试验，如仍有一个不合格，则该批锚具为不合格产品，该组装件技术要求应符合《JGJ85-92预应力筋用锚具，夹具和连接器应用技术规程》。

材料存放，预应力钢筋，锚具，钢绞线和波纹管存放在具有良好通风、防潮和防雨措施的仓库中，不得同其它油性和带锈蚀性物品放在一起。

4机具设备配套标定工作

千斤顶、油泵、油表配套标定工作。千斤顶检校。下列情况之一千斤顶要检校：使用期超过１个月，连续张拉200次之后，千斤顶漏油严重，油表不能回零，调换油压表，张拉时连续断筋，实测预应力筋伸长量与计算值相差过大。

电动油泵检校。油泵需要进行下列项目检查：检查油泵的（一个T构）系统是否加足油，油应采用高级机油，油泵上安全阀必须在规定最大压力时，能灵敏地自动开启回油，检查油管是否已老化，有无破损等损伤，接头是否清洁，油路是否畅通。压力表在使用前应送计量认可单位校检合格后方可使用。

千斤顶，油泵，压力表的配套标定：在千斤顶，油泵，压力表校验合格以后，将其组成套，进行设备的内摩阻校验，并绘出油表读数和相应张拉力关系曲线。标定后张拉设备的试验机或压力传感器的测力精度不得低于2％。标定时应以千斤顶为主动，试验机为被动，在千斤顶行程的1/4、1/2、3/4左右，试验三次，取其平均值。标定使用的油管材质、内径、长度应与张拉时完全一致。最好不要更换。张拉用电动油泵为双路供油，其额定压力不小于50MPa，63MPa最佳。配套标定的千斤顶、油泵、压力表要进行编号，不同编号的设备不能混用。

5预应力钢绞线下料，梳理，穿束

钢绞线下料，钢绞线下料长度=设计锚固长度+工作长度；钢绞线下料采用砂轮锯切割，在切口处20mm范围内用细铁丝绑扎牢固，防止头部松散。

钢绞线的梳理，事实证明，钢绞线在穿束过程中如果不予梳理，将造成伸长量不足、滑丝和断丝等一系列问题。传统采用编号、绑扎法存在效率低，质量不高等问题，施工中实施有一定困难。我单位采用一种简便有效的梳理方法：在穿束制头时，先穿入一个工作锚环，然后按锚孔布置方式焊制锥头，保证其顺直不扭转，穿束时将锚环抵在垫板上，像梳子梳理头发一样，将钢束梳好，穿束完毕后将另一端离锥头50～80cm处绑扎牢固，割去锥头，用这种方法不但经济方便，而且梳理效果好。详见图《钢绞线穿束示意图》。

钢绞线穿束示意图

钢绞线的穿束，构件(或结构)端部的孔道必须有护孔部分(即喇叭管)，实践证明不合规定的喇叭管是产生问题的祸源。因此，穿束前应该检查构件端部预留口的扩孔部分(即喇叭管)的形状和尺寸，同时，用穿孔器检查孔道全程的最小直径。上述两项合格者可以穿束，其中一项不合格不能穿束；穿束前清理孔道，内部无泥沙污垢，穿束时宜将预应力筋盘在卷盘上或框架内，以防预应力筋接触地面弄脏。卷盘宜有制动装置，防止其自动松散；使用钢套牵引法穿束时，除注意符合卷场机安装操作要求外，戴网套的预应力筋端头要用流线型钢套套牢，以防捅坏预应力孔道，捅破网套，造成事故，穿束后检查预应力筋外露情况。

6锚具、限位板、千斤顶和工具锚的安装

锚具必须按规定程序进行试验验收，验收合格者方可使用。锚具使用前应该清理干净，表面不得残留铁屑、泥砂、油垢。采取适当的定位措施，保证工作锚环与孔道的同心度。安装工作锚，尽可能使钢绞线平行通过锚孔，避免乱穿和交叉等情况，特别是10m左右的短束，注意锚环和锚垫板的对中，防止打伤工作锚。工作锚环的楔片，安装时用适当力将楔片敲入锚孔即可。

限位板安装应注意各孔与工作锚环一一对应，预应力筋绝不能交叉错位。安装前检查锚环外圆是否有损伤，是否影响配合。安装千斤顶时，注意不要推拉油管及其接头，油管不宜扭曲，以延长使用寿命。夹具(工具锚)和锚具(工作锚)相同，注意锥孔不得有污物。为拆卸方便，夹具的楔片宜重复使用，直到其折断或楔片齿顶部被压平，不能锚固预应力筋时，再更换新片。为卸锚方便，工具锚孔中和楔片的圆锥表面应均匀涂抹石腊。

7张拉

悬臂施工连续箱梁的预应力张拉原则是采用完全对称张拉，即箱梁两端同时同步进行，横截面中线两侧对称进行。张拉前对操作人员进行培训，培训合格后方可上岗操作。张拉前准备好张拉操作记录，检查张拉校验记录是否完整、正确、有无异常、理论油压是否正确。油路不得漏油，各阀门工作正常，电路绝缘良好，马达运转良好。千斤顶、锚具、夹具、顶压器或限位板对中良好。千斤顶后方危险区无人员停留或穿行。

张拉时油泵操作过程如下：

初始状态：马达不转，各阀门打开；张拉状态：启用油泵马达；关闭张拉油路持荷阀，调节该路调压阀，使张拉油缸进油，回程(注意打开回程油路持荷阀和调压阀，使该路油压为零)；注意控制锚具、千斤顶和夹具对中情况，特别在最初建立油压时，应及时调整。千斤顶行程不得超过额定行程的90%，否则损坏千斤顶，千斤顶在没有油压时，不能受压，受压会损坏内部零件；到达张拉油压后，按设计规定时间持荷(3-5分钟)；打开张拉油路调压阀；缓缓开启张拉油路持荷阀，使油压缓降至零；回程状态：回程油路供油，使千斤顶回程。此时，注意张拉油路油压为零，回程油压不得超过20MPa；关闭马达，松开所有阀门。

8拆卸夹具(工具锚)、 清除张拉后外露的钢丝

千斤顶回程时，夹具楔片应能自动离开锚环。不能放松时，可用锤敲击锚环，在任何情况下不得敲击锚片。使用砂轮锯切割多余的钢绞线。

9 封锚和压浆

压浆机具设备有：HP-013型灰浆泵，压力0.6～0.9MPa，HJ200灰浆拌和机，自制低速搅拌设备的贮浆桶，2.5×2.5mm网筛，压浆管，连接阀若干。

由于压浆质量对整个预应力体系的建立至关重要，针对以往传统压浆工艺出现的压浆不饱满、预应力筋容易锈蚀导致桥梁使用的耐久性出现问题，我们拟对莲花岗大桥大桥的预应力孔道压浆采取真空辅助压浆方案。真空辅助压浆的施工设备、工艺压浆施工，以保证压浆的质量。施工工艺为：①、准备，所有的进浆口、吸气孔安置阀门，组装真空设备和压浆设备，清理孔道内的水及杂物；②、打开孔道的抽真空端阀门，关闭其他阀门，开启真空阀门抽取孔道内的空气。使孔道内处于80%的真空状态，使孔道的水蒸发为水气。③、在负压力下，压浆泵将浆体压入孔道。④、按次序关闭抽气端的阀门，分别打开盖帽的排气孔，在正压力下分别进行排浆，然后关闭其他排气孔；⑤、孔道加压至0.4Mpa，关闭进浆口阀门之前保压一段时间。