大跨径连续箱梁预纵向应力施工工艺

欧燕强

（南宁铁路局南宁工务段，工程师，广西 南宁 530001）

红水河双线特大桥位于湘桂铁路扩改工程柳南Ⅱ标第一项目部，跨来宾市红水河，桥型布置为29 m×32m（预应力整孔箱梁）+80 m+144 m+80m（连续梁）+30m×32m（预应力整孔箱梁），桥长2 250.728m，是湘桂铁路扩改工程的关键性控制工程。红水河双线特大桥连续梁主跨上跨红水河航道，紧邻既有南柳铁路斜拉桥，属高墩大跨桥梁，施工难度大。

1 工程概述

1.1 结构形式 连续梁梁体为单室直腹板变截面箱梁，梁体全长305.8m，桥面板宽12.2m，共设四道当砸墙（挡砸墙、A墙、B墙、H墙），挡碴墙内侧净宽9.0m，边支座中心线至梁端0.9m，中支座横向支座中心间距为5.8m，边支座横桥向支座中心距为6.0m；中跨中部和边跨端部17.9m梁段为等高梁段，梁高6.0m；中支点处梁高为11.0m。除0号段外其余梁段梁底下缘按二次抛物线Y=6.0+X2/696.2m变化。

箱梁顶板宽12.2m，底板宽7.2m；顶板厚50 cm，边跨端块处顶板厚由50 cm渐变至100 cm，中支座附近顶板加厚为65 cm，底板厚48～100 cm。

梁体在支座处设横隔板，全联共设4道横隔板，横隔板中部设有孔洞，以利人员通过。同时在梁端底板设置了检查孔。

1.2 主要工程数量 连续梁梁部主要工程数量见表1.

表1 连续梁梁部主要工程数量表（预应力）

2 张拉设备及机具张拉操作人员

2.1 张拉设备及机具 张拉使用的千斤顶及配套使用的油泵、油表在施工之前要按规范规定到国家计量机构认可的检测部门进行配套校准（本桥到广西预应力机具产品质量监督检验中心校准），以确定张拉应力与压力表之间的读数关系。对同一束预应力筋应采用相应吨位的千斤顶整束张拉，千斤顶额定张拉力宜为预应力筋张拉力的1.2～1.5倍，最大行程宜按预应力筋的伸长量加初始张拉时预留行程计算，张拉油泵额定油压宜为油压的1.4倍，油泵容量宜为张拉千斤顶总输出油量的1.5倍以上。与千斤顶配套使用的油表宜采用防振型，其精度等级不低于1.0级，最小刻度值不大于1Mpa。表盘直径不小于15 cm，表盘量程应在工作最大压的1.25～2.0倍之间。

2.1.1 千斤顶及油表定期校准 千斤顶、油表在使用期间要按国家规范规定定期校准。

1）千斤顶校准周期应符合以下规定：①千斤顶首次使用前必须经过校准。②千斤顶使用一个月。③千斤顶张拉作业达300次。④千斤顶经过大修或漏油严重，经拆修以后。

2）油表校准周期应符合下列规定：①1.0级压表校准周期为一周。②压力表用于张拉作业达300次。③更换用油规格，使用超过允许偏差，发现异常故障（张拉时预应力筋多次断裂，伸长值相差过大等）时。

2.1.2 预应力设备 需用的预应力设备见表2所示。

表2 需用的预应力设备

2.2 张拉操作人员

1）张拉操作人员在张拉施工操作时应该由项目部统一安排岗前培训，考核合格后方可持证上岗。

2）组成预应力施工工班，有项目部专项技术人负责人和工班长负责本桥的预应力施工，预防和解决一些常见的施工问题。

3）在预应力施工过程中还要不断给施工人员灌输施工安全方面的知识，预防和杜绝安全事故发生。

4）每台油泵、千斤顶、油表都要由专人操作和保管。

3 预应力材料

预应力筋、锚具、夹片和链接器的品种、规格、质量应符合设计要求和国家现行标准的规定。本桥采用的预应力材料如下：纵向预应力钢束均采用17-15.2钢绞线，15-17锚具锚固，钢绞线公称直径15.2 mm，抗拉强度标准fpk=1 860 Mpa。其技术标准应符合“GB 5 524”标准的要求，采用内径100mm，外径110mm的橡胶塑料波纹管。采用相应锚具有：OVM 15-17（配相应的夹片）。钢绞线、锚具、夹片、波纹管和相应的连接器使用前应按批次和数量抽样检验各种性能，合格后方可使用。

4 预应力施工工艺

4.1 钢绞线的下料成束及穿孔 本桥采用低松弛钢绞线不用预拉，可在梁上干净的地方直接下料。

1）下料采用砂轮机切断，不得用电焊和氧割烧断，切割钢绞线前先在切割线左右两端各3～5 cm处扎丝一道，防止切断后散头。

2）钢绞线的下料长度在设计图中已给出，并说明已包括张拉端的工作长度75 cm。

3）钢绞线束在储存制作安装过程中，应该防止钢绞线束锈蚀、沾上油污及损伤变形。

4）穿束前应将锚下垫板面上灰浆除净，检查锚下垫板混凝土是否密实，垫板和孔道是否垂直，如果有问题应该及时处理。

5）穿束前应用高压水冲洗波纹管内孔道的杂物，并用高压风将孔道内的积水吹干，确定孔道干净没有问题后可进行穿束作业。

6）钢绞线穿束采用人工和机具相互配合的方法，人工先将一根下好料的钢绞线从管道一端穿到另一端，在把一根Φ16钢丝绳从管道另一端拉回来。把钢束的一头和一根环形Φ16钢筋焊起来（钢绞线预留切除长度），用钢丝绳套住环形Φ16钢筋，采用卷扬机拉动钢丝绳，从而将钢束拉到另一头，再切除焊接部分，完成钢绞线的穿束。

4.2 安装锚具及张拉设备

4.2.1 张拉机具配套及组装

1）张拉前对使用的千斤顶、油表进行配套安装，并根据千斤顶的校核验曲线算出各级张拉吨位下油表读数，填在油表读数卡片上。

2）将千斤顶、油泵及油管等张拉设备接好后，排除千斤顶油缸和油管内空气，以使张拉压力平稳。

4.2.2 张拉设备安装和拆除顺序 安装工作锚板→安装夹片→安装限位板→安装千斤顶→安装工具锚板→安装夹片→张拉→拆除夹片→拆除千斤顶→拆除限位板。

4.2.3 安装工作锚 先在工作锚板上用油漆作好编号，再将同一编号的钢绞线穿入锚板孔内，将锚板推至锚下垫板止口环内。

4.2.4 安装夹片 安装时锚板、锥孔、夹片必须清油，不允许锚板、钢绞线夹片上有浮锈、油污、砂粒等杂物。每付夹片用橡胶圈箍在一起，沿钢绞线端用手推进锚板孔内。夹片全部安装就位后，用手锤将每孔中夹片击平打紧。

4.2.5 安装限位垫板 限位垫板和工作锚板是配套使用的，其空位两者相一致，将限位板沿着钢绞线端推靠工作锚板贴紧。

4.2.6 安装千斤顶 先将钢绞线采用铁丝扎紧保留编号，将千斤顶用链子葫芦吊起来穿在钢绞线上，千斤顶前支承口套在限位板外面，使千斤顶与孔道中线初对位，再将千斤顶充油使之贴紧限位板。

4.2.7 安装工具锚 先去掉钢绞线上的扎丝，按钢绞线编号穿入工具锚对应锚孔内，然后将工具锚推入千斤顶套座内，最后再安装夹片，使千斤顶与孔道中线精确对位。

4.3 钢绞线张拉 张拉采用“双控法”施工，每个节段浇筑完毕待混凝土强度达到设计强度90%以上且满足5天龄期，经现场监理认可后可进行张拉。张拉顺序严格按设计预应力钢束布置图进行，张拉时两端同时进行，每束钢束张拉程序为：0→10%控制应力→100%控制应力（持荷5min）→回油锚固。锚固时从一头进行，同时观察另一头的油表读数，如有预应力损失，可补张拉至设计拉力后锚固另一头。

张拉开始时预应力钢绞线两端同时给千斤顶主缸充油，是钢绞线略为拉紧，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线相互吻合。当钢绞线达初应力10%控制应力时两端做伸长量标记，并观察有无滑丝情况，张拉应力采用逐级加压的方法进行，当张拉达到设计控制应力时，继续供油保持张拉力不变，持荷5 min。同时在两端实测伸长量，比较看是否与理论伸长量相符，计算实际伸长量和理论伸长量误差是否符合规范要求（实测值与理论值差值不得大于±6%），然后锚固钢绞线拆除千斤顶，张拉完成。

张拉过程中如有滑丝、断丝、伸长量不够的情况时，则需要分析其原因并处理后重新张拉。

4.4 管道压浆 预应力在张拉完后48 h内要进行孔道压浆。压浆前用水泥浆对锚具夹片空隙进行封堵，水泥浆的相关性能要符合国家规范要求。压浆采用真空压浆法，其真空度应维持稳定在-0.06～-0.08MP之间。压浆的最大压力不宜超过0.6Mpa，压浆充盈度宜达到另一端饱满并且抽空机排气管排除与进浆管流动度相同的浆体为止。关闭出浆口后应保持0.5Mpa～0.6Mpa且不少于3min的稳定期。

5 结束语

红水河双线特大桥连续梁预应力施工采用了最新的连续梁施工工艺，讲述了连续梁预应力施工全过程，分析施工工艺，总结施工心得，可供同类桥梁施工借鉴。