嘉绍引桥箱梁体外预应力施工技术

谢研

(中铁大桥局集团第四工程有限公司,江苏南京 210031)

嘉绍引桥箱梁体外预应力施工技术

谢研

(中铁大桥局集团第四工程有限公司,江苏南京 210031)

嘉绍大桥是嘉兴至绍兴公路通道跨越天然屏障杭州湾的一座特大型桥梁,是跨越钱塘江的关键性工程。体外预应力施工质量关系着整座大桥的结构安全,本文从钢绞线下料、体外索安装、钢绞线张拉到减震限位安装及防腐处理,分别介绍了体外预应力施工中的各个要点,对同类大型桥梁体外预应力施工有一定借鉴作用。

体外索 安装 张拉 防腐

1 工程简介

嘉绍大桥是嘉兴至绍兴公路通道跨越天然屏障杭州湾的一座特大型桥梁，是跨越钱塘江的关键性工程。嘉绍大桥北起海宁尖山围垦区，跨越杭州湾水域，直达上虞96丘围垦区，采用双向八车道高速公路标准，总长10.137km；包括主航道桥、北副航道桥、水中区引桥及陆地区引桥，其中北岸水中区引桥和北副航道桥全长5000m。北岸水中区引桥上部结构为70m跨预应力混凝土连续刚构，共有十三联，合计66孔，均采用单箱双室斜腹板箱梁形式，北引桥共有体外预应力钢绞线2258.5吨。

2 体外预应力施工前准备

在箱梁一联安装完成后，体外索进场施工，连续穿索、张拉作业，直至全桥体外索安装完毕。体外预应力施工顺序为：本阶段钢筋混凝土梁架设完毕—准备工作—穿体外索—体外索张拉—端部防腐。

2.1 施工准备

千斤顶、油泵等整个加载系统在施工前需完成标定。千斤顶的标定的准确与否关系到整个索体的受力，直接影响工程的质量。规范规定，千斤顶与配套油压表使用6个月或已张拉作业达到200次须进行标定、校验。

2.2 穿索通道的准备

在每段混凝土梁的预留人孔处，钢绞线将从孔道内穿入到前端，在安装第一跨时，需要将钢绞线完全穿入梁内后再反穿至另一段锚具处，以后几跨则不需要反穿的过程。

在向前牵引的过程中，为了保护环氧层不被破坏需要将一段300cm长的HDPE管插入孔内并使其固定，用磨光机将HDPE管口打磨平滑，以保护环氧钢绞线的不受损伤。如图2-1所示：

同时在墩顶转向器的管口需用临时PE管对钢绞线做铺垫，地面采用土工布在地下铺垫并在上面布置尼龙滚轮架或土工布对钢绞线做支撑保护，以保护钢绞线通过时环氧涂层不被破坏(见图2-2)。

2.3 钢绞线下料

在穿索前必须将本阶段所有的钢绞线下料完毕，利用放线架在桥面上下料，将转盘放线架放置于箱梁顶面上。用钢丝绳栓住放线架底盘，防止滑动。在待下料的位置隔2m间距布置一块垫木(外包土工布或胶皮)进行施工，过程中注意环氧层的保护(见图2-3)。

下料长度要考虑钢绞线的传束张拉的需要，另外还要增加一个垂度的影响值(开始按长度的1%考虑，后面有经验后可酌情按实际减少)，每盘钢绞线要按照钢绞线总长提前计算好每次下料长度和下料次数，做到最大充分利用，以免浪费钢绞线。

2.4 安装箱梁内临时支撑装置

为了减少钢绞线在穿索过程中的垂度及防止钢绞线与梁底板面接触，在2米左右的间距设置临时支撑架，托住钢绞线。临时支撑架装有塑料滚轮，保护钢绞线环氧层。

3 体外索安装

本项目采用人工导引、单根钢绞线穿索的施工工艺(见图3-1)。具体操作步骤如下：

（1)检查：调整检查整个预埋导向管情况，走势目测直线应平滑顺直，曲线应顺畅，无死弯硬折，无破损，还应重点检查张拉端是否牢靠，接头是否完好。

(2)导引：在导入口与梁内配备监视人员指挥下，将第一根钢绞线从预留孔处穿入，到达箱梁内。

(3）穿索：指挥梁内施工人员将钢绞线从索盘上人工牵入整个穿索通道，直至钢绞线末端也进入梁内；梁内通道每隔10米安排一名工人，人工将钢绞线逐一传送到规定位置。

（4）锚具处，在预留出张拉长度后(不可过长，也不能过短，要严格控制)安装夹片锚固；另一端同样处理。

（5)重复上述步骤将27根钢绞线安装完毕。

在钢绞线穿过锚具时和墩顶转向器前均需先从背面穿一引棒，将钢绞线端部与引棒连接后向前送钢绞线，使其通过转向部分，如图3-2所示。

每根钢绞线穿索前都要进行编号，钢绞线在穿过分丝板、束梳器时都需按孔位布置，一一对应穿索，不能有交叉现象。钢绞线穿索按照从下往上的顺序，依次穿索。

注意：穿索前，穿索过程中，要把减震塑料套管按照不同的位置提前套入钢绞线内，否则后期无法安装减震限位索夹。

穿索过程中，应在钢绞线前进沿途箱梁底板上铺设橡胶或尼龙支撑轮或棉毡等物，防止钢绞线与锐物摩擦导致环氧涂层破损。

4 钢绞线张拉

本工程的张拉方式采用4台单孔张拉千斤顶两端两侧对称张拉采用单根张拉虽然张拉次数较多，但是设备拆装简便、操作灵活。

张拉前要对钢绞线预张拉，以消除环氧钢绞线的垂度(一般取值为最终张拉力的10%)；预张拉后千斤顶不拆下，继续张拉至设计索力，此时测出钢绞线的伸长量，伸长量之和与理论计算值比较，限差为±6%，符合者持荷2分钟锚固，否则，应重复张拉；所有钢绞线张拉完毕后根据索力实际情况确定是否再以100%设计张拉力补拉一次，并测量每根钢绞线的张拉力。每束钢绞线从上往下、从左往右张拉，顺序如图4-1所示。

5 减振限位及防腐处理

5.1 减振限位装置的固定

根据实际索体的位置，结合理论点的位置确定限位装置的安装位置，然后将限位装置固定如图5-1。固定后对预埋板及螺杆进行清理干净并打磨除锈，然后涂刷富锌环氧漆进行防锈。

5.2 端部防腐处理

调索力完毕后根据更换钢绞线的预留长度(依据设计要求)切断锚后钢绞线。嘉绍大桥的防腐方案为防腐压板和锚板之间灌蜡，然后在外露部分绞线四周涂抹蜡油的方案，示意图如5-2。

具体防腐施工步骤如下：

（1）注胶：接通油泵与注胶枪的连接，将聚氨酯密封胶放入注胶枪内，连接注胶弯管，准备注入。根据嘉绍大桥27孔锚具要求，每个锚具内注胶360ml，将360ml的聚氨酯密封胶用2.5～3.0MPa的油压缓慢的平均注入锚具上的3个注胶孔内。

（2）包装：在锚板四周用牛皮纸塑复合布缠绕一圈，然后用高强复合自粘胶带固定四周，并且把接口处连接牢；在防松压板处，用高强度胶带缠绕2-3圈，必须拉紧后缠绕粘牢，确保复合布和防松压板之间没有缝隙，以便灌蜡；在防松压板后面用高强度复合自粘胶带将牛皮纸塑复合布缠绕1-2圈，缠绕完成后检查牛皮纸塑复合布和锚板、防松压板的边缘处是否完好；在最上方开一个孔，用铁皮弯曲成一个槽插在孔中，以便灌蜡；从每根钢绞线的末端将密封套套进去(大端朝外)，用3/4的镀锌管推至与防松压板压实，堵住防松压板孔与钢绞线之间的间隙。

（3）灌蜡：将蜡油装在铁桶里进行初溶解，然后用2000W的加热棒加热融化，直至温度达到150度；在铁桶旁做好防护措施，用不锈钢瓢将液态的蜡油缓慢浇入孔中，尽量平稳倒入，防止溅出伤人，直至溢出为止；等待约30分钟待蜡油固化后拆除牛皮纸塑复合布，检查蜡油固化情况，(符合要求以后便不用拆除)；用长一字批将密封套一一拔出，重复利用。

图2-1 梁上预留孔准备

图2-2 临时导向的辊轴示意

图3-1 穿索整体示意图

图3-2 穿钢绞线示意图

图3-4 减震塑料套管安装图

图4-1 张拉顺序示意图

图5 -2 体外束锚头防腐布置图

图5-3 端部防腐示意图

（4）钢绞线外露部分的防腐措施：在绞线擦拭管的前端缠绕棉布，用带有蜡油的绞线擦拭管将防松压板后面的钢绞线擦拭一遍，保证所有钢绞线上都涂抹上蜡油；将用棉布制成的防护罩套在绞线束上面，在靠近防松压板的一面紧贴防松压板，并用封箱胶带粘牢；在制成的防护罩四周以及断面上均匀涂抹蜡油，厚度约5mm；在涂抹过蜡油的防护罩上再套一个防护罩，开口端紧贴防松压板，并在防护罩四周缠绕封胶带3-4圈。

（5)将锚具的保护罩安装就位，防腐工作完成。端部防腐示意图见图5-3。

6 结语

体外索的施工必须精心组织，严格按照设计要求和有关规定进行。体外预应力安装过程中需注意保护钢绞线环氧层不被破坏，张拉前机具必须准确检校，钢绞线应实测出各项性能指标。张拉时采用张拉力和伸长量双控，严格控制张拉力，并校核伸长量，张拉顺序尽量对称分级进行。防腐施工过程中防松压板应安装闹靠，灌蜡应密实等，这些都是体外预应力施工过程中需控制的要点。

[1]刘航,李晨光,体外预应力结构技术与工程应用[M].中国建筑工业出版社.

[2]田克平,公路桥涵施工技术规范实施手册[M].人民交通出版社,JTG/T F50-2011.

[3]刘正刚.浅谈在路桥工程中预应力体外索相关技术的应用[J].大科技,2011(12).