浅谈混凝土连续箱梁施工中的预应力施工方法

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摘 要：介绍预应力混凝土连续箱梁施工中预应力的施工方法，同时简要说明施工中应当注意的几个问题。

关键词：连续箱梁；预应力；施工方法

后张法预应力混凝土连续箱梁是现在最常见的桥型之一，适用于跨径10-25m桥梁，这种结构的优点是经济、施工方便、结构高度小，因而在已建成的小跨径桥梁中占有相当大的比例，在整个桥梁的施工中，预应力的施工是其中的重点和难点。本文主要对孔道定位和检查、预应力筋制作与穿束、预应力张拉、压浆和封锚的施工方法进行重点阐述。

一、孔道定位和检查（波纹管布置）

波纹管设置前要先检查是否因焊接等原因产生空洞或变形，若发现一定要在浇筑混凝土前修补。根据图纸要求在箱梁肋上准确布置波纹管，纵向间距小于1m,横向按设计坐标定位，在与锚垫板接头处，用胶带或其它东西堵塞好，防止水泥浆渗进锚孔内。注意波纹管在定位后要再次检查是否损坏变形，端部的锚垫板预埋时应与钢束端部垂直，螺旋筋紧靠锚具。

二、预应力筋制作及穿束

1.预应力筋钢绞线制作钢束时，首先计算好钢束下料长度，计算时要考虑结构的孔道长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、自由长度等，并分别编束，达到每束钢绞线的长度一致。钢绞线在加工场集中下料，下料误差要求同束各根之间相对长度差≤5mm；钢绞线切割时，须在每端离切口30～50mm处用铁丝绑扎并用湿布包裹，切割用切断机，不得使用电弧焊、气割焊切割；切断时要注意使切面与轴线垂直，以便张拉时检验断丝；钢绞线编束时自一端开始向另一端梳理使其平顺松紧一致，自端头开始每间隔1米用20#铁丝绑扎一道，全长绑扎完成编束，在每束的两端2.0米范围内保证绑扎间距不大于50厘米。钢丝端（可制成圆锥形包裹）插入钢束中不准外漏，以防把波纹管刺破。编好的钢束挂牌标记分别存放以免出错，存放时注意钢束不能互相挤压以防将钢绞线损坏或压扁钢束。

2.预应力筋穿束有先穿束法和后穿束法，先穿束法即安装完钢筋后将孔道布设到位，在浇灌混凝土前将钢绞线先穿束完成，后穿束法则是在浇灌混凝土后穿束钢绞线。穿钢束前应清除孔道内的积水和杂物并用高压风吹干，穿束采用人工或慢速卷扬机牵引由一端依次穿束。若孔道是曲线状，人工穿束比较困难，通常将钢丝绳系在高强钢丝上，用人工先将高强钢丝拉过孔道，然后将钢丝绳头用φ12的半圆钢环与钢束头焊接在一起，开启卷扬机将钢束徐徐拉过孔内。

三、预应力张拉

1.张拉前的准备。检查钢绞线等各类材料的复验报告，检查锚具、赛片、油顶、油表等张拉设备的检校证书是否符合有关规定，材料经过存放后是否有损伤和污染，合格后方可投入使用。清理锚垫板处的积浆，画好孔道中心线，检查孔道，清除杂物，锚垫板与预应力是否垂直，否则加钢锲板；检查设备运转是否正常，供电是否正常；张拉活动工作的安全及防护装置是否完善。

2.预应力张拉。待混凝土强度达到90%并养生7天后，方可进行预应力钢束张拉。张拉以应力控制为主，用伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值之差控制在±6%以内。张拉控制应力按设计要求取值,并根据预应力筋的截面积计算，将张拉控制应力换算成压力表读数，并确定张拉过程中的几个主要应力值的读数。张拉程序的总原则是对称分级张拉。张拉顺序为先纵向长束后短束，先中间后两边对称张拉。腹板束张拉时先张拉中腹板束后张拉边腹板束；顶板束张拉时先张拉靠近中腹板处的钢束，后张拉边腹板处的钢束，顶板束与底板束张拉应上下交替进行。

按照以上张拉的程序，分3次张拉到100%；

015%δcon 30%δcon 100%δcon（持荷2分钟） 回油锚固

L1（张拉从15%到30%时的伸长值）L2（张拉从15%到100%时的伸长值）

预应力钢绞线的实际伸长值，宜在初应力为15%δcon时开始量测，但必须加上初应力以下的推算伸长值（即15%到30%时的伸长值），伸长值计算公式为：L=L1+L2。张拉前对钢束伸长量计算采用的系数（钢绞线弹性模量Ep，孔道每米的局部偏差对摩擦的影响系数k、预应力筋――孔道壁的摩擦系数μ）通过试验进行实测，并相应修正伸长量的计算值，张拉后若实际伸长值与理论伸长值之差超过±6%时，应停止张拉，查明原因，采取措施后再继续施工。

张拉过程如下：装工作锚环和夹片，将钢绞线穿过锚环上相对应的小孔，使钢绞线平行顺直后，工作锚环贴紧锚垫板，在每道小孔中的钢绞线外周插入两块卡片，卡片缝隙大小要调整均匀，要求两卡片外露面要平齐、缝隙要均匀，否则进行调整重装。最终橡胶圈套在卡片尾上的凹槽内，装限位板，限位板上的每一个孔对准相应的钢绞线和锚卡环小孔，使限位板紧贴锚环，无缝。装千斤顶，钢束穿过穿心千斤顶的孔道，千斤顶紧贴限位板，务必使千斤顶、限位板、锚环、锚垫板都在同一中心线上（即四对中）。开动油泵少许打油，千斤顶张拉缸保持适量加油后，稍松千斤顶吊索，调整千斤顶使千斤顶、锚具、锚垫板在同一中心线上，以防张拉过程中出现断丝。对称钢束采用两台千斤顶同时张拉。张拉缸进油达到初始应力后停拉，记录张拉缸行程，作为计算延伸量的起点值。张拉缸继续进油，分级进行张拉，记录张拉力和延伸情况。达到设计张拉力后持荷2分钟，核对延伸量，符合规范要求后作好记录。张拉完后不要割丝，待强度复合要求后，再用砂轮锯切割。切割时必须用湿布包裹钢绞线。

3.张拉时做好张拉记录。每个测力计、压力表、油泵、千斤顶的鉴定号；测量钢绞线延伸量时的初始拉力；在张拉完成时的最后拉力及测量的延伸量；千斤顶放松以后的回缩量；在张拉中间阶段测量的延伸量及相应的应力；张拉日期及温度。

4.张拉注意事项。张拉前检查梁体混凝土是否达到张拉强度，锚垫板下混凝土是否密实；清除锚垫板上的混凝土，并检查是否与孔道垂直，如超过3mm，则需加扁楔板补平；预应力钢绞线采用应力控制方法张拉时，应校核预应力钢绞线的伸长值，预应力钢绞线的实际伸长值必须加上初应力以下的推算伸长值，并扣除砼构件在张拉过程中的弹性压缩值；锚具和夹片使用前应进行硬度试验；千斤顶、油泵、压力表按要求做定期校验，张拉系统使用前进行标定，张拉力按标定曲线取值。

四、压浆及封锚

压浆是后张法预应力施工中最关键的一步，张拉张完毕后，孔道应尽早压浆（24h以内）。

1.施工准备工作。检查确认材料数量、种类是否齐备，品质是否保证，检查机具是否完备；切断夹片外侧的钢绞线时注意保证钢绞线外露量≤25mm；清理锚垫板上装配螺孔内的水泥浆，必要时用丝攻重新清理螺纹；用钢丝刷清理锚座底面的水泥浆，保证锚座底面平整；清理盖帽的平面和密封槽，注意保持清洁；在密封槽内均匀涂一层玻璃胶，装入O形橡胶密封圈，并在锚座平面的商标处涂玻璃胶；装配盖帽，将螺栓加垫片对齐位置旋入锚座螺孔内，旋紧。要保证排气口要垂直朝正上方；在两端锚座上安装压浆管、球阀和快换接头，必须检查并确保安装阀能安全开启及关闭；定出抽吸真空端及压浆端，一般情况下，抽吸真空端为置于高处锚座上的压浆孔，压浆端为置于低处锚座上的压浆孔。

2.制水泥浆。要求水泥浆水灰比控制在0.3～0.4之间；水泥浆稠度控制在30～50秒；水泥浆的泌水性小于初始体积的2%，四次连续测试的结果平均值小于1%；拌合后泌水在24小时内全部重新被浆吸回；浆体的初凝时间为3小时；浆体的体积变化率小于2%。

搅拌机搅拌水泥浆之前，加水空转数分钟，将积水倒净，使搅拌机内壁充分湿润。搅拌好的灰浆要做到基本卸尽。在全部灰浆卸出之前不得再投入未拌合的材料，更不能采取边出料边进料的方法。 搅拌时首先将称量好的水(扣除用于溶化减水剂的水)、水泥、膨胀水泥、粉煤灰倒入搅拌机，搅拌2min；将溶于水的减水剂倒入搅拌机中，搅拌3min出料；水泥浆出料后应尽量马上泵送，否则要不停地搅拌；严格控制用水量，否则多加的水会全部泌出，易在管道顶端造成空隙；对未及时使用而降低了流动性水泥浆，严禁采用增加水的办法来增加灰浆的流动性。

3.压浆。压浆前检查灌浆孔、排气孔并采用高压风进行孔道内清理，用清水充分冲洗，湿润管道。压浆采用真空压浆工艺，将注浆阀、排气孔全部关闭，启动真空泵，打开抽气阀门，对压浆管道进行抽气，抽吸真空度要求达到－0.1MPa以上的负压，停泵2分钟左右，若压力表保持不变，证明管道达到压浆条件。启动压浆机并压出残存在压浆机及喉管的水分、气泡，检查所排出的水泥浆的稠度。当合格的水泥浆从喉管排出后，暂停压浆机并将压浆喉管通过快换接头接到锚座的压浆快换接头上。保持真空泵启动状态，开启压浆端阀门并将已搅拌好的水泥浆往管道压注。待水泥浆从出浆端接往负压容器的透明喉管压出时，检查所压出水泥浆的稠度。直至稠度一致及流动顺畅后，关闭出浆端阀门，暂停压浆机。再次启动压浆机，直至水泥浆从出气孔流出，待从排气管流出的水泥浆稠度一致及流动顺畅时，暂停压浆机，密封出气孔。最后开动压浆机，保持压力于0.7MPa，持压5min。关闭压浆机及压浆端阀门，完成压浆。

4.注意事项。压浆过程中及压浆后48h内，结构混凝土的温度不得低于5℃，否则应采取保温措施，当气温高于35℃时，压浆宜在夜间气温稍低时进行。对极端 (寒冷和炎热气候) 条件时的压浆作业，应遵守有关施工规范的规定。锚头一定要密封好，最好在张拉完成后24h内开始压浆。严格掌握水泥浆的配合比，浆体材料误差不能超过规定值。灰浆进入压浆之前应通过1.2mm的筛子。压浆工作宜在灰浆流动性没有下降的30-45分钟时间内进行，孔道一次灌注要连续。中途换管道时间内，继续启动压浆泵，让浆体循环流动。压浆时，每次留取不少于3组试件（每组70.7mm×70.7mm×70.7mm）,标准养生28天后进行试验，作为水泥浆质量的评定标准。压浆后先将其周围冲洗干净并凿毛，然后设置钢筋网和浇筑封锚砼，封锚砼的标号符合设计规定。长期外露的锚具要注意采取防锈措施。

结语

现浇混凝土连续箱梁施工的桥梁具有良好的整体性和较大的抗扭刚度，且外形美观，施工技术成熟，被广泛应用于立交、高架等桥梁中。

参考文献：

【1】《公路工程质量检验评定标准》JTG80/1-2004。

【2】《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011。

【3】《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004