现浇箱梁后张法预应力施工技术

李同健

1 概述

信南高速公路跨宁西铁路分离式立交特大桥主桥上部结构为(3×50)m+(32+3×50+32)m九跨等高预应力混凝土连续箱梁，箱梁采用双向预应力体系，并按部分A类混凝土构件设计。纵向预应力分为腹板束、顶板束和底板束，钢束规格为19-φj15.24，7-φj15.24;横向预应力分为横梁预应力和桥面板预应力，钢束规格为19-φj15.24，4-φj15.24。预应力束采用 1860级低松弛钢绞线，锚具均为夹片锚，张拉时以张拉力和张拉伸长量进行双控。

2 后张预应力施工

2.1 波纹管

1)布置波纹管时首先用钢筋加工井字架作为波纹管的定位架，纵向间距在直线段为 0.8 m，曲线段为0.5 m，横向位置按设计图纸上的坐标定位，波纹管中穿有内衬管。2)在波纹管接头处一定要将波纹管接口用小锤整平。3)浇筑混凝土前应检查波纹管是否有孔洞或变形，接头处是否用胶带密封好，在与锚垫板接头处，一定要用胶带或其他东西堵塞好以防水泥浆渗进波纹管或锚孔内。4)浇筑混凝土时应尽量避免振捣棒直接接触波纹管。

2.2 钢绞线

1)钢绞线采用江苏武进金属制品有限公司生产的低松弛钢绞线，公称直径为φj15.24 mm，标准强度为1 860 MPa。2)钢绞线下料在钢料厂进行，应清除其表面上的杂物及锈蚀，以防钢束受污染。下料长度=孔道长度+150 cm，若采用卷扬机穿束则需增加20 cm，下料时用砂轮切割机切割。3)将钢绞线理顺，用扎丝绑扎好。4)将钢束端头做成圆锥状，用氧焊焊牢，切忌使用电焊焊接。表面要用砂轮修平滑。5)穿束前用高压水冲洗孔道，清除孔内杂质，保证穿束通顺。6)钢绞线在浇混凝土前进行安装。在浇混凝土过程中，设专人使用手动葫芦进行钢绞线往复活动。7)如果在浇筑混凝土后进行钢绞线安装，在钢束穿进过程中堵塞，要立即停止，找准堵塞管位置，凿开混凝土清除管道内的堵管杂物，仍继续用卷扬机将束拖过孔道。桥面开仓时不可损坏邻近的波纹管，封仓前应先把割断的桥面钢筋焊好，最好在封仓处埋有排气孔，便于压浆。

2.3 张拉

2.3.1 准备工作

1)孔道摩阻和锚头损失值确定。按规范要求，选取合适的孔道进行孔道摩阻和锚头损失试验，确定孔道摩阻和锚头损失。2)张拉控制应力和理论伸长量的计算。计算过程中要考虑是否需要超张拉或考虑锚头损失等因素引起的张拉应力变化，但在任何情况下，张拉控制应力不应超过设计规定的最大控制应力。3)将锚垫板喇叭管内的混凝土清理干净，并消除钢绞线上的泥浆。4)套上工作锚板，在锚板锥孔内抹上一层薄薄的黄油，在锥孔内装上工作夹片。

2.3.2 千斤顶的定位安装

1)套上相应的限位板。2)装上张拉千斤顶，并且与油泵相连接，注意千斤顶要和油压表配套使用。3)装上工具锚板，在锚板锥孔内装上工具锚夹片，锥孔内表面和夹片表面涂上约1 mm厚的蜡质润滑剂，以使张拉完毕后夹片能自动松开。

2.3.3 张拉

1)张拉过程如下:0→初应力20%σk→张应力40%σk→张应力100%σk，持荷2 min后回油。2)伸长量较大时应采用两次或多次张拉，此时应注意控制千斤顶的伸长值不超过千斤顶的行程20 cm。3)若伸长量不足或过大，要及时分析原因，采取相应的措施后方可进行下一步施工。

2.3.4 锚固

1)松开送油油路截止阀，张拉活塞在预应力筋回缩下回程若干毫米，工作锚片锚固好预应力筋。2)关闭回油油路截止阀，向回程油缸送油，活塞慢慢回程到底。3)按顺序取下工具夹片、工具锚板、张拉千斤顶、限位板。

2.3.5 封锚

1)在距工作夹片5 cm处，切除多余的预应力筋，用混凝土封住锚头。2)因本桥属高空作业，且前台操作面小，采用氧气—乙炔加热切割，用湿麻布袋包住钢绞线使锚具夹片不受热，以确保夹片不因受热退火而滑丝。

2.4 压浆

1)一般在张拉后24 h内往张拉孔道内压浆。如情况特殊不能及时压浆，应采取保护措施保证锚固装置及钢绞线不被锈蚀，以防滑丝。2)压浆是后张法预应力施工中的最后也是关键的一步，压浆前对压浆机进行认真检查、标定，用压浆机向管道内注压清水，充分冲洗，润湿管道，至全部管道冲洗完后，正式拌浆，开始压浆。压浆开始后需等另一端排水，排水孔亦喷出纯浆并稳定后，才可封闭排气孔，其后对管加压到0.6 MPa以上并持荷3 min后封闭。灌浆后3 d内不得切割钢绞线和碰撞锚具。

2.5 注意事项

1)张拉前必须做好张拉控制应力和理论伸长值的计算工作，张拉过程中应认真做好伸长值的量测和记录，张拉完成后做好理论伸长值和实测伸长值的偏差比较，在张拉伸长量与理论伸长量误差超过±6%时，应及时进行原因分析和查找。2)本工程经过试验，选用20%控制应力作为19-φj15.24纵向束初应力、15%控制应力作为桥面横向预应力束单根张拉初应力效果比较明显，张拉伸长值的误差均在允许误差范围内。3)张拉系统使用前应进行标定。4)夹片与锚环孔不应粘附泥浆或其他杂物，且不允许锈蚀。5)限位板应根据千斤顶的外径选择。6)工具锚夹片对表面和锥孔内表面用前应涂有润滑剂以便退锚灵活。7)锚具安装到位后，应及时张拉，以防止因锈蚀而产生滑丝、断丝。8)在张拉过程中，应注意是否有异常现象如响声、油压表指针抖动等，张拉完成后检查钢绞线上夹片留下的咬痕，以便及时发现滑丝问题。如出现滑丝，可用单根张拉千斤顶进行补张拉。9)张拉前应检查张拉系统安全可靠，张拉时应有安全措施，张拉千斤顶后严禁站人。10)灌浆后3 d内不得切割钢绞线和碰撞锚具。

3 事故分析

3.1 断丝

1)钢绞线本身质量有问题。不合格钢绞线应禁止使用。2)钢束在孔道内部弯曲，张拉时部分受力大于钢绞线的破坏力。穿束过程中应规范作业。3)油顶重复多次使用，导致张拉力不准确。按规范要求200次或者6个月后应标定油顶。

3.2 滑丝

1)塞片、锚具的硬度不够。2)钢绞线可能有负公差及受力性能不符合设计要求。3)可能在张拉时锚具锥孔与夹片之间有杂物。4)钢绞线上有油污、锚垫板喇叭口内有混凝土和其他杂物。5)锚固效率系数小于规范要求值。6)初应力小，可能钢束中钢绞线受力不均，引起钢绞线收缩变形。7)切割锚头钢绞线时留得太短，或未采取降温措施。8)长束张拉，伸长量大，油顶行程小，多次张拉锚固，引起钢束变形。

4 结语

桥规要求后张预应力施工采用张拉力和张拉伸长量进行双控，因此施工过程中施工参数的选取、钢绞线伸长值的量测和记录极其重要。本工程施工中严格了施工工序控制，使张拉伸长值的误差均控制在允许范围内。

[1] JTG D62-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

[2] JTJ 041-2000，公路桥涵工程施工技术规范[S].

[3] 徐 健.浅析预应力混凝土箱梁施工控制[J].山西建筑，2009，35(11):155-156.