谈变截面预应力现浇箱梁施工工艺控制

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摘 要 采用和等截面相同的张拉工艺，势必会造成对腹板很大的伤害。因此针对截面变化比较大的特点，采用分阶段，二次张拉的施工工艺，让腹板在张拉过程中，有一个逐渐适应的过程，减少应力变化较大造成对腹板的伤害。根据预定分阶段、二次张拉的施工工艺，施工过程中的质量过程控制简化为“五控一防”。梁预应力钢束采用两端同时对称张拉，张拉顺序为先张拉底层钢束，然后张拉顶层钢束，最后张拉中层钢束。

关键词 后张法；变截面；预应力现浇箱梁；工艺控制

中图分类号 U445.57 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）011-0112-02

二广高速公路南阳境分水岭至南阳段工程独山联络线互通式立交桥，跨径组合为一联（5*20）m，采用后张预应力混凝土连续箱梁结构。桥梁纵面位于R=30000米，T=231.545米，E=0.894米的凸型竖曲线内。平面在JK17+297.624之前位于直线段上，其后位于R=5500米的左偏圆曲线上。箱梁主体采用C50混凝土，梁高1.4米，桥梁分左右两幅，左幅起点宽度为14米，终点宽度为14.78米，宽度变化不大。右幅起点宽度为18.77米，终点宽度为24.59米，宽度增加了5.82米。该桥最大的特点是各跨宽度变化不一致，不是等率变化。以本桥右幅来说，五跨的截面变化率（截面增加量除以跨径）分别为3.45%；3.8%；4.85%；8.325%；8.675%，从变化率上，我们可以看出波纹管的中心线不是一条完整的直线，而是一条有多个转点的折线。因此在张拉过程中，在转点处所受到的应力比较大，也比较集中。如果采用和等截面相同的张拉工艺，势必会造成对腹板很大的伤害。因此针对截面变化比较大的特点，采用分阶段，二次张拉的施工工艺。让腹板在张拉过程中，有一个逐渐适应的过程，减少应力变化较大造成对腹板的伤害。

1 施工工艺控制

根据预定分阶段、二次张拉的施工工艺，施工过程中的质量过程控制简化为“五控一防”即：原材控制；位置控制；振捣控制；张拉控制；压浆控制和防止进浆。

1.1 原材料及张拉设备控制

1）进到现场的材料要妥善保管，要有防雨、防潮措施，按施工进度计划进料，或在施工现场随用随加工制作。有严重锈蚀的不得使用，作报废处理。

2）波纹管在运、安放过程中，减少或防止外力作用，防止波纹管变形，发现变截面的波纹管应更换。

3）加强对波纹管的保护，减少对其损伤。减少电焊作业。在普通钢筋骨架成型后再铺设波纹管，用振捣棒振捣混凝土时，要避开波纹管、波纹管接头。用大规格的波纹管作套管，套管长20～30cm.管道接头在套管内要对口、居中，两端的环向缝隙用胶带封闭严密。

4）施加预应力前，应对张拉设备进行核查。施加预应力所用的机具设备以及仪表应由专人使用和管理，并应定期维护和校验。千斤顶及其配套的油汞、油压表一起进行校验。校验仪器可采用压力试验机、标准测力计或传感器等，一般采用长柱压力试验机的方法。与每台油泵配套的压力表应有两块，在操作时，一块作为备用。张拉力与压力表之间的关系曲线通过校验得出。

1.2 位置控制

1）波纹管位置控制：在钢筋绑扎之前，利用全站仪将各条腹板中心线（也是波纹管位置中心线）在箱梁底板放出。在腹板箍筋绑扎完毕，纵向加强筋绑扎一半时，就要根据波纹管设计的位置相对坐标进行定位。首先根据波纹管的纵向中心线（腹板中心线）和同腹板内波纹管相邻间距，定出纵向和横向间距。然后根据波纹管的设计高度，在纵向每隔50 cm，下设一道固定筋，用于固定高度，然后再用∩型卡电焊定位，保证波纹管在混凝土浇筑过程中，不上浮、不变位。点焊过程中，要用木板垫在波纹管上，避免焊渣烧伤。管道位置的平面偏差不得大于0.5 cm，竖向不得大于0.5 cm。在安装波纹管过程中，若钢筋与波纹管位置冲突，原则上钢筋让位于波纹管。钢铰线穿入完毕后，要系统地检查波纹管位置，有移动的要重新加固。

2）锚垫板位置控制：锚垫板在保证中心位置的同时，必须与预应力钢束垂直。因为如果锚垫板与钢束不垂直，很容易造成应力集中，另外受锚垫板材质限制，张拉过程中很容易造成锚垫板崩碎现象。因此，在安装锚垫板的时候，采用定型模板来固定锚垫板，来保证在锚端混凝土凝固之前位置不发生偏移。

3）通气孔位置控制：通气孔采用直径不少于20 mm的塑性管，设置在每跨管道的最高处，利于压浆过程中管道内空气、水、和不合格水泥浆排出。排气管和波纹管接口要采用胶带密封，严防浇筑时进浆。

1.3 振捣控制

1）振捣控制，在混凝土浇筑之前首先向振捣人员进行详细的技术交底。讲明波纹管的位置，严防振动棒直接接触波纹管。腹板振捣时，振动器尽量避开波纹管，以免移动波纹管位置或造成波纹管损伤。

2）振捣采用4个插入式振动器，两个在前，负责底板和下部腹板的振捣；两个在后，负责上部腹板和顶板的振捣。振捣注意腹板上下部的衔接，顶板既要平振又要点振，点振间距控制在20～30 cm之间。由于箱梁钢筋稠密，采用插入式振动棒，移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模应保持50～100 mm的距离，插入下层混凝土50～100 mm，每一处振动完毕后应边振动边徐徐提出振动棒，应避免碰撞波纹管、锚垫板、模板、钢筋及其他预埋件。要严格掌握混凝土的振捣时间，振捣时间过短，不能达到一定的密实度，避免在波纹管和锚垫板附近有空洞现象。振捣要以混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆为宜。在混凝土接近初凝时进行二次收浆并拉毛，防止出现裂缝。

1.4 张拉控制

在最后一批浇筑混凝土强度达到设计强度的90%以后，就可以进行张拉。在张拉进行之前，首先要作好以下几个方面的工作：

1）张拉设备鉴定。主要包括千斤顶、百分表、油泵、搅拌机和压浆机等。进场前，上述设备都要经过有检验资质的单位检校过，合格后持检校证书方可进场作业。

2）检算钢铰线理论伸长量。张拉质量的好坏，最直观反映在伸长量是一个很重要的指标。实际张拉伸长量δ和理论伸长量δ0的关系若超出-6%≤（δ-δ0）/δ0≤6%，那么就要停止张拉，找出原因。因此张拉之前，技术人员要仔细检校每一束钢铰线的理论伸长量。

3）检算百分表和张拉应力对应。在张拉设备检校证书上，有张拉应力回归方程。张拉之前，要根据设计张拉应力要求和回归方程进行换算，将二者对应关系标示在百分表上，操作人员可以很直观的看到。

4）预应力的张拉班组必须固定，且应在有经验的预应力张拉工长的统一指挥，张拉两端要保持同步。梁预应力钢束采用两端同时对称张拉，张拉顺序为先张拉底层钢束，然后张拉顶层钢束，最后张拉中层钢束。

在准备工作完备后，就可以实际操作了。针对截面变化较大，钢铰线弯曲度比较大，为达到设计要求，决定分次进行：即两端对称同时张拉，考虑到千斤顶行程限制，实行多阶段、二次张拉。第一次张拉，达到15%（初应力σo），量取伸长量δ1，再到30%，量取伸长量δ2，再到50%，量取伸长量δ3，然后回顶，记录数值。第二次，直接张拉到50%，量取伸长量δ5，再到80%，量取伸长量δ6，最后到100%，量取伸长量δ7。

张拉完毕后，就要切割锚外多余钢丝。锚具外部多余的钢绞线采用手持砂轮机切割，切割时为防止钢绞线与锚具过热而产生滑丝现象，采用水降温措施。切割后余留长度不宜小于3厘米。

1.5 压浆控制

作为质量控制的最后一道工序，压浆工作也不容忽视。在张拉完毕48小时内完成孔道压浆。在压浆前，应对孔道进行清洁处理。采用高压水清除管道内杂质，然后用不含油的压缩空气将孔道内所有积水吹出。

1）水泥浆的拌和：原材和配合比要符合设计要求，水灰比控制在0.4-0.45。泌水率，最大不超过3%，拌和后3h泌水率控制在2%，24小时后泌水应全部被浆吸收。稠度，水泥浆稠度控制在14-18s之间。膨胀率，通过实验后，水泥浆内可掺入适量膨胀剂，但其自由膨胀应小于10%。先下水再下水泥，拌和时间不小于1 min，灰浆过筛后存放于储浆桶内。此时桶内灰浆仍要低速搅拌，并经常保持足够的数量以保证每根管道的压浆能一次完成。水泥浆自调制到压入管道的间隔时间不得超过40 min。

2）压浆顺序：孔道压浆顺序是先下后上，要将集中在一处的孔一次压完。若中间因故停歇时，应立即将孔道内的水泥浆冲洗干净，以便重新压浆时，孔道畅通无阻。压浆采用活塞式压浆泵，由于本桥梁孔道较长，最大压力控制在1.0 Mpa。压浆过程应缓慢、均匀进行，当孔道另一端饱满和出浆，并达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为至。为保证管道中充满灰浆，关闭出浆口后，应保持不小于0.5 Mpa的一个稳定期，该稳定期不小于

2 min。压浆完成后，压浆口应立即采用木撅封死。

1.6 严防进浆

波纹管在使用前，必须进行闭水试验，合格后方可投入使用。在接口处理上，采用大直径一级别的同类管道，连结长度为管道内径的5-7倍，最后再采用胶带将连结部分密封。在管道对接时应将其管口处进行整形，去除毛刺，避免对接时划伤管壁。焊接管道定位钢筋时应采取防护措施，避免管道被点焊渣烧伤，浇筑混凝土前应派专人对管道进行仔细检查，尤其应注意检查管道是否被点焊烧伤，出现小孔，要采取措施将小孔包扎起来。排气管设置在管道曲线的最高点处，排气管和波纹管道连接处采用胶带进行密封，避免进浆。排气管采用最小内径为20 mm的塑料管，长度应足以从管道引出结构物以外，排气管外漏一端要用胶带将口封死，避免浇筑混凝土时将口堵死。

在混凝土浇注施工中，派专人定时对管道中的钢铰线进行活动，防止进浆时，钢铰线凝结成块，避免给张拉造成较大质量隐患。在钢铰线穿入完毕后，采用防水布将外漏钢铰线和锚端盖好，防止钢铰线生锈或其他杂物进入管道。

2 结束语

以“分阶段、二次张拉”工艺过程控制为重点，依托“五控一防”的措施，确保了变截面后张箱梁施工质量，加快了施工进度，节约了成本。

基金项目：二广高速公路南阳境分水岭至南阳段工程独山联络线互通式立交桥

参考文献

[1]公路桥涵施工技术规范，JTG/T F50-2011，人民交通出版社.

[2]公路工程质量检验评定标，JTG F80/1-2004，人民交通出版社.

作者简介

陈法启（1978—），男，河南郑州，工程师，本科，从事高速公路建设管理工作。