南水北调系杆拱桥预应力钢绞线后张法施工

齐凤军，杨可新，尤建宇

（山东临沂水利工程总公司，山东 临沂 276000）

四柳树生产桥位于梁山县小安山镇四柳树村东，在柳长河设计桩号12+645处，主桥为84 m钢筋混凝土系杆拱桥，计算跨径80 m，主桥下部构造为矩形混凝土墩，其余为柱式桥墩，桥台为柱式台，基础为桩基础。主桥上部结构由系梁、横梁、行车道板、吊杆、拱肋及风撑组成。

本桥每道主桥系梁设置16束10Φs15.24预应力钢绞线，两侧对称张拉。每道内横梁设置2束10Φs15.24和2束7Φs15.24预应力钢绞线，每道端横梁设置10束10Φs15.24钢绞线。每道风撑设置4束7Φs15.24预应力钢绞线。钢绞线直径为15.24 mm，标准强度为1 860 MPa。吊杆采用15Φs15.24钢绞线整束挤压拉锁体系，外套钢管防护，吊杆间距4.5 m，全桥共布置15对。

1 预应力钢绞线后张法施工

1.1 材料准备

四柳树生产桥采用的钢绞线为高强度低松弛预应力钢绞线，钢绞线进场以后，存放在具有防雨防潮功能的仓库，避免了因露天放置产生的锈蚀等缺陷。监理对材料进行抽样检验，从每批进到现场的钢绞线中（不大于60 t）随机抽取了3盘，并从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一根试样进行表面质量、直径偏差和力学性能试验。本工程在钢绞线下料时采用高速磨切砂轮切断，钢绞线下料时按照设计图纸尺寸加张拉端工作长度下料，同时在施工现场放样，确定最终下料长度。

1.2 张拉前设备的校验

在对四柳树生产桥桥梁部位进行钢绞线张拉施工之前，先将张拉设备送至检验部门进行检验，如：油表、千斤顶、预应力筋等予以标定校验，设备满足施工规范后，再进行预应力钢绞线张拉施工。

1.3 张拉前的技术准备

钢绞线张拉的大小直接影响到后张法预应力的实际效果，如果钢绞线的张拉力越大，那么桥梁受力和内应力就越好。反之对桥梁和钢绞线构件的影响很大，工程不安全。因此施工技术人员在对四柳树生产桥桥梁部位钢绞线进行张拉施工时，首先对钢绞线进行张拉测算，然后在工程图纸上标明预应力的大小，以及钢绞线的张拉程度，最后通过千斤顶、油压表配套标定的油压值，测量出四柳树生产桥桥梁预应力钢绞线施工张拉力值。在对油压表进行校验的时候，其精度最好不低于1.5级，本工程采用的精度是2.5级，这样钢绞线的张拉值可以直接从油压表读出。

1.4 张拉锚具、夹片的准备

在四柳树生产桥系杆拱桥后张法预应力钢绞线张拉施工的过程中，依靠的是锚具传递预应力，因此施工过程中，对钢锚进行安装准备时，首先把钢锚内的灰尘清理干净，尤其是埋藏在里面的混凝土。然后及时清理钢锚垫板的注浆孔，及清除钢绞线上的泥浆和腐蚀的锈蚀，来确保钢绞线干净、整洁。在安装钢锚时，钢锚的锚板与锚垫板止口对齐，在每一个钢锚的锥孔内安装工作夹片，夹片与夹片之间齐平，确保每一个夹片之间的距离不超过0.1 cm。

1.5 千斤顶的安装

在对钢锚进行安装准备好之后，进行千斤顶的安装。千斤顶安装时，首先在相应的限位板上套上工作锚，其尺寸是根据预应力钢绞线的实际大小进行确定，保证不偏大或者偏小。然后千斤顶紧跟限位板，贴到限位板上。在实际施工时，利用可以重复使用的工具锚板安装工具夹片，推到千斤顶的沉孔台内，工作锚安装工具夹片的时候，确保打紧工具夹片。在确保工具夹片打紧之后，就可以进行下一道工序的施工。

1.6 预应力钢绞线张拉

在四柳树生产桥预应力钢绞线张拉时，结构混凝土强度达到设计强度的90%，预应力钢绞线采用应力控制方法张拉，通过以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值之差符合设计要求。

1.7 预应力管道安装

在四柳树生产桥后张法预应力混凝土结构中，管道材料按设计要求选用塑料波纹管道。塑料波纹管道在各个管道曲线转折点均有定位钢筋固定，使其牢固地置于模板内的设计位置，定位后的管道平顺且与锚垫板垂直，锚垫板垂直于孔道中心线。管道和接头有足够的密封性，确保浇筑时未发生渗漏和抽真空时的漏气。

1.8 混凝土浇筑

浇筑混凝土时，根据结构或构件的不同形式选用插入式、附着式或平板式等振动器进行振捣。在本程中对梁腹板与底板及顶板连接处的承托、预应力筋锚固区以及其他钢束与钢筋密集部位，采用插入式振动器振捣。锚垫板后设有螺旋箍筋及加强钢筋网，该处钢筋结构的布置比其余部位密集，混凝土浇筑相对困难，稍有不慎则会导致混凝土空洞，该处混凝土选用小直径插入式振动器振捣，但在振捣时不得直接碰撞锚垫板。

1.9 孔道压浆及封锚

本工程的孔道为超长孔道，采用真空辅助压浆工艺。压浆前，对塑料波纹管道进行冲洗以清除有害物质，对孔道内可能发生的油污等，采用对预应力筋和管道无腐蚀作用的中性洗涤剂，用水稀释后进行冲洗。冲洗后，使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出。压浆时，对孔道进行抽真空，真空度宜稳定在-0.06～-0.10 MPa范围内。真空度稳定后，立即开启孔道压浆端的阀门，同时启动压浆泵进行连续压浆。压浆完成后，对梁端混凝土凿毛并将其周围冲洗干净，设置钢筋网浇筑封锚混凝土。

2 施工中易出现的问题及处理措施

1）穿束困难，是由于孔道偏离设计位置，孔道内有异物，穿束方法不正确引起的，应重新进行清孔，处理好钢束头部，改变穿束方式。

2）张拉过程中出现滑丝现象，是由于限位板尺寸过大或者夹片硬度不足，从而造成滑丝现象。如果是由于限位板尺寸过大而产生滑丝，则应更换限位板，如果是由于夹片硬度不足导致滑丝，则应更换夹片。

3）张拉油表读数值误差较大，不能准确反映张拉力。如果张拉力与伸长值两者之间不能相对应且出现较大误差，说明千斤顶与油表不配套或油表失灵，此时需更换油表重新标定。

4）伸长值异常，根据规范要求，实际伸长值与理论伸长值应控制在理论计算伸长值±6%范围内，如果超出范围，即可认为伸长值异常。采取以下处理措施：一是对理论计算伸长值进行全面复核，特别是几个取值是否合理，是否符合实际情况，必要时应进行现场实验测定。二是检查张拉机具、油压表等是否有异常情况，复核计算的油压表读数等数据是否准确。三是对由于波纹管破损而漏浆，造成钢束与混凝土握裹、摩阻力增大的情况，采用反复多次张拉并持续一段时间，以克服摩擦力过大的影响。

3 结语

结合在南水北调四柳树系杆拱桥施工中的应用，后张法预应力表现出了本身特性稳定，质量稳定可靠的特点，完全达到了设计效果。随着国家越来越注重安全生产、质量生产，作为施工技术人员更应时刻加强专业技术的学习，结合科学理论，确保后张法预应力施工技术在建筑领域得到广泛推广和使用。