预应力施工在包庄西生产桥箱梁中的应用

□齐 浩(河南科源水利建设工程检测有限公司)

1.工程概况

包庄西生产桥位于河南省新郑市，是包庄和小李庄主要的生产道路。该桥设计净宽为3.5 m，总干渠设计桩号SH(3)125+593.974，桥梁荷载等级为：公路Ⅱ级。桥型为现浇等截面预应力混凝土箱形连续梁，梁高2.0m，桥梁全长106m。主桥上部结构为预应力混凝土连续箱梁，梁高为2.0m顶板厚度为15～40cm，底板厚度为40cm，中横梁底宽2.5m，端横梁底宽4.5m，腹板宽0.35m。本桥共3跨，分别为33m、40m、33m。箱梁为现浇预应力结构连续、单箱单室，混凝土设计强度等级为C50。

2.预应力施工主要设备

张拉机具：张拉时采用与油泵压力表配套的YCW150型千斤顶。千斤顶与压力表。压浆设备：为保证孔道灌浆质量，采用带有循环拌浆机及活塞式压浆泵的组合压浆设备。主要设备清单见表1。

表1 张拉压浆主要设备清单表

3.预应力施工

3.1 张拉施工流程∶

放钢绞线笼子准备及钢绞线就位→钢绞线下料、穿束→锚垫板面口的波纹管处理及灌浆孔有无堵塞检查→锚垫板面口的波纹管处理及灌浆孔有无堵塞检查→按装工作夹片、锚圈→安装限位板、千斤顶、工具夹片、锚圈→按设计要求的程序、顺序张拉、并作记录→提供张拉记录并由监理工程师签认

3.2 预应力张拉准备

3.2.1 校定液压千斤顶。

3.2.2 混凝土强度检验：预应力筋张拉前，应当检测梁体混凝土的强度。混凝土的强度达到设计强度的90%以上，同时混凝土的弹性模量达到设计混凝土弹性模量的90%，混凝土龄期不少于7d，方可张拉预应力钢束。

3.2.3 施工顺序严格按照设计图纸要求的张拉孔道先后次序，张拉各个孔道并及时压浆。

3.2.4 张拉力的控制：按照设计规范要求，φs15.2预应力钢绞线束锚下控制应力应为σcon=1350MPa，截面积为139mm2。张拉力的校核：按照设计要求，钢束张拉采用张拉力与引伸量双控，以引伸量校核。实际伸长值与理论伸长值之差应控制在＋6%～－6%以内。张拉前将锚垫板表面和其喇叭管内的混凝土残渣清除干净，并清除钢绞线上的锈蚀与泥浆。千斤顶安装时，必须使孔道、锚具及千斤顶轴心“三心一线”，限位板和锚具必须孔孔对应。

3.3 预应力张拉及质量常用控制措施

3.3.1 当混凝土构件达到设计要求的张拉龄期强度，开具“张拉通知单”，并经监理工程师或有关质检部门同意后，才能进行张拉作业。

3.3.2 张拉控制力严格按设计图纸提供的数据并根据张拉标定报告进行控制。钢绞线束张拉顺序严格按设计图纸要求中层束—下层束—上层束的顺序进行。张拉时应使用千斤顶的张拉作用线，预应力钢绞线的轴线、孔道轴线重合。

3.3.3 设计要求采用两端对称张拉法。张拉顺序按照图纸设计张拉顺序（中层束—下层束—上层束）和设计张拉控制力逐步施加预应力。预应力钢束张拉控制标准为双控，其伸长量应从张力的10%开始计入，张拉中测量伸长值与计算伸长值允许偏差为＋6%～－6%。

3.3.4 张拉方式与程序：预应力钢束张拉过程中，应在厂家指导下按《公路桥梁施工技术规范》的要求认真执行，两端对称逐级加压的施工方法。考虑到张拉钢绞线的长度，千斤顶行程不够不能一次张拉到位，需要倒顶才能完成张拉，张拉程序符合规范要求。

初张拉：现浇主梁两端同时对千斤顶主缸充油，使钢丝束略为拉紧，同时调整锚圈及千斤顶位置，使孔道、锚具和千斤顶三者之轴互相吻合，当钢绞线初张拉力达到10%时张拉控制力时作伸长量标记，并借以观察有无滑丝情况发生。

张拉：采用两端同时逐级加压的施工方法进行，两端千斤顶的升压速度应接近相等，当两端达到张拉控制力时，鸣号，并继续供油维持张拉力不变，持荷5 min，同时测量实际伸长值是否与批复的设计伸长值相符。

3.3.6 锚固：预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。打开高压泵截止阀，拉缸油压降至零，活塞回程，锚具即自动跟进。锚固完毕经检验确认合格后方可切割多余的预应力筋，切割时采用砂轮锯，严禁采用电弧进行切割，同时不得损伤锚具。

4.孔道压浆

4.1 孔道压浆施工工艺流程：

张拉施工完毕→压浆原材料准备：水泥、外加剂、水→压浆的浆体制作→测试浆体的流动→逐孔压浆并记录→制作浆体的试件→压试件并提供报告。

4.2 压浆前的准备工作

割切锚外钢丝—封锚—冲洗孔道。

4.3 真空压浆施工工艺

4.3.1 预应力筋张拉锚固后，孔道应尽早压浆，按照设计图纸要求应在24h内进行压浆，压浆前梁体及环境温度均不得低于5℃。孔道压浆是用压浆泵将水泥浆压入管道内，使水泥浆注入钢绞线间隙，充填管道空隙，让钢绞线与梁体混凝土结合为整体。压浆用水泥应为强度等级P.O52.5级低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥，鲜浆泌水率为0。浆体水胶比不应超过0.26～0.28，压入管道的浆体不得含未搅匀的水泥团块。

4.3.2 在压浆前，先用无油的压缩空气吹洗管道，接着用含有0.01L/kg生石灰或氢氧化钙的清水冲洗管道，直到孔道内的松散颗粒全部清除干净，再用无油压缩空气吹干。压浆时，由最低点的压浆孔压入，并且使水泥浆由最高点的排气孔流出，直到流出的稠度达到注入的稠度。管道应充满水泥浆,管道内水泥浆在注入后48h内，结构混凝土温度不得低于5℃，否则应采取保温措施。当白天气温高于30℃时，压浆宜在夜间进行。在压浆完成后，应检查注入端及出气孔的水泥浆密实情况，需要时进行处理。

4.3.3 压浆工序完成后即可进行封端，封端前应先清除锚头、垫板、梁端衔接处的油圬、灰碴，并将混凝土结合面凿毛;然后再绑扎封锚钢筋，立模板，灌筑与梁体标号相同的混凝土。封端的工作量不大，但其结果对梁体的美观影响很大，一定要认真去做，不能疏忽。

5.封端

孔道压浆后应立即将梁端水泥浆冲洗干净，同时清除支承垫板、锚具及端面混凝土的污垢，并将端面混凝土凿毛，以备浇筑封端混凝土。封端程序如下：设置端部钢筋网→妥善固定封端模板，以免在浇筑混凝土时模板走动而影响梁长→封端混凝土的强度应符合设计要求→浇筑混凝土时要仔细操作并认真插捣，使锚具处的混凝土密实。

6.结语

在南水北调工程桥梁施工中，预应力施工可以有效避免钢筋混凝土结构的裂缝出现,提高构件的抗裂性能和刚度,因而在实际工程中被广泛应用。张拉、孔道压浆、封端等作为预应力施工的主要施工步骤，在实际施工中其合理性与科学性，作为工程质量的保障尤为需要关注。