浅谈30米预应力连续箱梁预应力施工工艺

摘要: 二环西高架桥工程桥梁上部结构采用整体式预应力混凝土连续箱梁，基本跨径为30米，分单箱、多箱等。在跨越不同的障碍物时，根据具体情况分别选用21.5-45米不同的跨径。现浇箱梁多用于大型连续桥梁。本项目采用的是预应力钢筋混凝土连续箱梁，除了有纵向预应力外，还设置横向预应力，因此，预应力钢束的施工直接影响现浇箱梁的整体质量。为了确保现浇箱梁的施工质量，二环西高架桥工程对现浇箱梁施工采用标准化管理，本文主要从波纹管安装、预应力施加、孔道压浆等方面进行阐述。

关键词：高架桥现浇箱梁预应力施工工艺标准

中图分类号：TU378文献标识码： A

引言 济广高速济南连接线（济南二环西路高架桥）工程是省委、省政府确定的支持济南城市发展的重要交通基础设施项目。项目主线起自天桥区济广高速现有的天桥互通立交处，与济广高速公路相连接，终点位于槐荫区段店互通立交北，接段店互通立交并与经十路相连接，全长8.01公里，北园高架连接线2.11公里，新建匡山互通立交，改建现有的天桥互通立交，桥梁上部采用现浇箱梁，为了加强工程质量，优化施工工艺，二环西高架桥工程对现浇箱梁施工采用标准化管理，现通过总结工程管理经验，谈一谈现浇箱梁预应力施工工艺。

1.设计要求

1.1、结构体系

现浇连续梁桥及简支转连续预应力混凝土箱梁桥按部分预应力混凝土A类构件设计。

2.2、主要材料力学性能及相关计算参数取值

预应力钢绞线力学性能指标表

预应力钢绞线计算参数表

2.波纹管安装

2.1采用塑料波纹管。波纹管的连接采用套管连接，连接长度20cm，在连接处设“井”字型固定架进行固定，而且连接处应平齐，不破裂，不变形，接口处用胶布缠裹后再加缠一层透明胶带。在钢束曲线的最高处设排气孔1-2道。锚垫板与波纹管连接采用内穿式，即直接将波纹管穿入锚垫板内部，接口处用胶布缠绕，以防止水泥浆进入预应力管道内。

2.2波纹管定位：用定位架确定波纹管的位置。波纹管定位架严格按照规范和设计要求定位，直线段一般每延米设置一个定位架，曲线段适当加密，每间隔50cm设置一个定位架。要确保波纹管位置坐标符合要求，锚垫板位置正确及钢束的平顺性。

3预应力施加

3.1准备工作

1）检查梁体有无蜂窝麻面、孔洞、露筋、露钢束，锚垫处有无空洞等情况，若有上述情况则采用监理工程师认可的材料和工艺进行处理，然后再张拉；

2）钢绞线在浇筑砼之前穿入波纹管，波纹管接口密封好同时浇筑完砼后活动一下钢绞线，防止波纹管漏浆与钢绞线凝固在一起，钢绞线穿束可采用穿束机逐根穿入孔道采取措施保证孔道内不发生相互缠绕，也可整束穿入，穿入时预先编束将钢绞线逐根理顺，防止缠绕，每隔1.5米捆绑一次，使其绑扎牢固、顺直；

3）清除钢束外露部分的污物，清除锚具上面的油污及卡片的毛刺；

4）对锚头进行裂缝检查，逐片检查夹片的硬度，连接器使用前应对其对进行必要的试验，以保证该连接器能满足相关技术要求。见检测报告；

5）计算引伸量：根据钢绞线的实际检测弹性模量计算出其伸长量，并与设计值相比较，如果出入较大则分析原因。

3.2预应力张拉：

1）当砼同体养生强度达到设计值的90%以上且砼弹性模量不低于砼28天弹性模量的80%，而且龄期达到7天时即可进行张拉。

2）装工作锚环和夹片：钢绞线通过锚环上上对应孔后，锚环紧贴锚垫板，在每孔中钢绞线和孔壁间装入两片夹片，用Ø20mm钢管套在钢绞线上将卡片打入锚孔，要求两夹片外露面平齐，间隙均匀，再装上环型胶（钢丝）圈；

3）安装限位板：将限位板的孔通过钢绞线后，限位板紧贴锚环且无缝；

4）装千斤顶：钢束通过千斤顶的孔道，千斤顶紧贴限位板，务使千斤顶、限位板、锚环、锚垫板都在钢束的轴心线上（即四对中）。注意：钢绞线要编束、理顺，不能交错，否则会发生断丝现象；

5）装工具锚环：工具夹片的光面先抹少许石蜡或垫塑料薄膜后再装入，便于夹片的退出；

6）开动油泵少许加油，千斤顶保持适量油压后稍松千斤顶吊索调整千斤顶，使其对中；

7）预应力张拉严格按照设计要求的张拉顺序和张拉控制吨位进行。混凝土达到90%设计强度以上时方可施加预应力；

8）将钢绞线理顺，严禁交叉，挤压；

9）张拉

a.总的原则是对称分级张拉。

b.预应力张拉顺序：

通长腹板束边（中）跨腹板束顶底板束。腹板束张拉时，先张拉中腹板束后张拉边腹板束；顶底板束张拉时，应先张拉靠近中腹板束钢束后张拉靠近边腹板处钢束，顶板束与底板束张拉应上下交替进行。钢束张拉时对称进行，采用双控。

主梁纵向预应力钢束与横梁预应力钢束及桥面板横向预应力钢束应交替进行张拉，按下列程序：30%数量的桥面板横向预应力钢束（每隔两束张拉一束）50%数量的横梁预应力钢束100%纵向预应力钢束100%横梁预应力钢束桥面板横向预应力钢束。

在上述要求的顺序情况下，再遵循张拉时均匀对称、产生偏心荷载小的原则进行安排各束钢束张拉，按照以上张拉的原则和程序，分3次张拉到100%。 千斤顶之间同步张拉力允许误差为±2%。

c.张拉分级程序

持荷5分钟

0初应力（15%σcon） 30%（σcon） 100%(σcon)锚固

10）张拉注意事项

a.采用两端张拉钢束，张拉时由专人指挥，操作要规范，严格按照张拉程序对称分级张拉，达到初应力后停拉，记录张拉缸行程作为测算实际伸长值的起点值；

b.采用单端张拉钢束，张拉前先用挤压机将固定端的钢束挤压锚固，在另一端张拉进行单端张拉，张拉时由专人指挥，操作要规范，严格按照张拉程序对称分级张拉，达到初应力后停拉，记录张拉缸行程作为测算实际伸长值的起点值；

c.张拉缸继续进油，分级张拉，达到张拉力后持荷5min，核对伸长值与理论伸长值，当在±6%范围内即符合规范要求，否则应停止张拉分析原因，采取措施后再张拉；

d.达到张拉力而且持菏5分钟后，经核实实际伸长量与理论伸长量在规范规定的范围即6%时，即可进行锚固。千斤顶张拉缸回油即锚固；

e.当钢束的伸长值大于千斤顶行程时，须分数次张拉，当接近千斤顶行程时即进行锚固，重复前述张拉步骤，直至达到张拉力后锚固；

f.张拉缸全部回零卸工具锚，千斤顶全部回零卸除工具锚，检查回缩值，并划线作标志，填写施工原始记录。

g.张拉的质量要求：

i.符合设计张拉力，张拉控制应力的精度宜为±1.5%。

ii.延伸量误差在6%的范围内。

iii.钢绞线断丝、滑丝不得超过1根。

iv.每个断面断丝之和不得超过该断面钢丝总数的1%。

4孔道压浆

4.1压浆准备工作：

1）施工前根据规范及设计要求对压浆用水泥浆进行试配，使之满足规范及设计要求，水泥应采用性能稳定、强度等级不低于42.5的低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥。

2）管道压浆工序制定专门的操作规程：

3）吹净孔道并疏通孔道；

4）用高标号水泥砂浆封锚头（或采用专用的封端套筒）；

5）安装阀门、检查排气孔、压浆孔：排气孔设置在孔道的最高点，孔道波纹管端部牢固设置封堵装置。

6）搅拌机的转速应不低于1000r/min。

4.2孔道压浆

1）孔道内形成真空：压浆前，先把最高点排气孔堵死，用空压机将孔道内空气抽出，使孔道内形成真空，真空度控制在-0.06~ -0.10MPa之间。

2）压浆时应注意压浆的顺序应由下至上，且压浆过程中应缓慢、均匀的进行，对水平或曲线孔道，压浆的压力控制在0.5-0.7MPa；对超长孔道，最大压力不宜超过1.0 MPa；为保证管道内充满灰浆，关闭出浆口后，应保持不小于0.5MPa的压力的一个3-5min的稳定期。压浆过程中及压浆后48小时内结构混凝土的温度不得低于5摄氏度，否则采取保温措施，当气温高于35摄氏度时，压浆宜在夜间进行。

3）压浆时，每一工作班应留取不少于3组尺寸为40×40×160mm试件，标准养生28天，进行抗压强度和抗折强度试验，作为水泥浆质量评定的依据。

4）在压浆过程中及时填写施工记录。

4.3水泥浆性能指标

预应力孔道压浆是防止钢铰线锈蚀和保证钢铰线与混凝土之间握裹成整体的重要措施。施工中应高度重视，使压浆饱满密实。管道压浆应在预应力钢筋张拉完成并经监理工程师同意后立即进行。

3.5封锚

1）锚固端的混凝土保护层厚度不小于50mm。

2）封锚砼应密实、无裂纹。

4.4压浆注意事项

1）水泥浆必须不断搅拌，搅拌均匀后通过滤网置入贮浆桶内，边压浆边搅拌，以防泌水沉淀破坏水灰比。

2）如在压浆过程中出现意外中断，应尽快用空气压缩机从另一端把压进去的水泥浆全部吹出。

3）压浆完毕，应及时用清水彻底清洗机器，以防水泥浆硬化损坏设备。

4）孔道压浆完毕后一段时间（夏天约30分钟，冬天约2～3小时），灰浆不流动时拆除压浆孔阀门。

总结预应力钢筋混凝土箱梁在大跨度结构中有着独特的优越性，但预应力工程的施工具有自身的特点和难点，很多工艺都具有不可逆性。施工、监理人员必须具有高度的责任心，严格按照标准化施工工艺组织实施该项施工，加强技术交底工作，加强预应力钢筋定位、张拉、压浆工序的检查检验工作，方能万无一失，实现设计目标，确保工程质量。

参考标准及规范

《公路桥涵施工技术规范》（JTG F50-2011）

《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）

《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）

《公路工程标准施工招标文件》（2009年版）

《济广高速济南连接线工程施工招标文件》

《济广高速济南连接线工程两阶段施工图设计》