大盐池桥预应力T型梁施工

彭 刚，佟 雷

(1.四川小金川水电开发有限公司，四川 小金，624200；2.四川松林河流域水电开发有限公司，四川 石棉，625400)



大盐池桥预应力T型梁施工

彭 刚1，佟 雷2

(1.四川小金川水电开发有限公司，四川 小金，624200；2.四川松林河流域水电开发有限公司，四川 石棉，625400)

官地水电站对外交通公路大盐池桥为3-30m的预应力T型梁桥，本文介绍了预应力T型梁施工过程，可供同类型预应力T型梁施工参考。

大盐池桥 T型梁 混凝土浇筑 钢绞线张拉 注浆 吊装

1 工程概况

大盐池桥(地理位置)为雅砻江官地水电站对外交通专用公路金河～打倮段k3+170.00m～k3+269.00m处的一座桥梁，受区域地物、地形、地质及公路布线制约，为尽量减少工程量，节约投资，设计为3跨30m的预应力T型梁桥，既可满足电站对外物资运输和地方交通运输的需要，也可满足电站施工期工程物资、设备运输的需要。

本桥为3-30m桥跨结构，桥长99m，桥面净宽：净-7.5m+2×0.5m(防撞护栏)；设计荷载：汽-40级；校核荷载：挂-300；人群荷载：3kN/m2。

T型梁为30m跨预应力T型梁，理论长度为30m，实际长度为29.96m，梁高2.3m，分4片对称布置，共计12片梁。预应力梁混凝土为C50混凝土，预应力筋为φ15.24mm预应力钢绞线，每片梁有7束钢绞线。共计C50混凝土426m3，钢筋(φ8mm、φ10mm、φ12mm、φ14mm、φ16mm、φ20mm、φ22mm)及钢绞线(φ15.24mm)共计90t，HVM15-6型锚具168套，φ70mm金属波纹管2500m，单片梁重88t。设计为后张法两端张拉工艺，预应力梁张拉程序为0～1.03σk，张拉控制应力σk为1320MPa，一束钢绞线张拉力为1121.2kN，混凝土强度达到100%时张拉预应力钢绞线束。

大盐池桥预应力T型梁施工内容，包括T型梁预制、钢绞线张拉、T型梁注浆、T型梁吊装。

2 T型梁预制施工

施工工序：平整场地、铺设碎石垫层→测量放样→浇筑底座混凝土→绑扎钢筋→测放波纹管→钢绞线下料、穿入波纹管并编束固定→立侧模、封头模板→安装锚垫板→清理、验收→浇筑混凝土→养护。

2.1 模板制安

图1 T型梁加固示意

在钢筋安装、金属波纹管、钢绞线及锚垫板安装情况验收合格后，即可安设模板。模板采用钢模，强度、刚度满足规范要求，根据T型梁梁体结构尺寸进行专门设计，在加工厂加工而成，安装前先进行预拼，在预制现场分片组装、加固。模板加固形式见图1。

2.2 混凝土浇筑

2.2.1 混凝土配合比

T型梁C50混凝土粗骨料采用机械生产的碎石(粒径5mm～25mm)，细骨料采用距离现场约150km处的天然河砂，其细度模数为2.72；水泥采用四川金顶(集团)股份公司峨眉水泥厂PO42.5R水泥；外加剂采用昆明市生威混凝土外加剂有限公司生产的SW缓凝高效减水剂。混凝土配合比见表1。

表1 混凝土配合比

2.2.2 混凝土浇筑

混凝土浇筑由一端向另一端自下而上一次浇筑而成，每次浇筑厚度不大于30cm，采用φ30mm振捣器和附着式振捣器振捣。振捣时遵循快插慢拔的原则，严禁过振漏振现象发生，在预埋钢绞线和波纹管区域采用附着式振捣器振捣，避免损伤波纹管。T梁混凝土浇筑顺序见图2。

说明：1)T型梁浇筑纵向错台浇筑，先浇筑Ⅰ区，再浇筑Ⅱ区，然后浇筑Ⅲ区； 2)同一区内按Ⅰ至Ⅴ层的顺序进行浇筑。

图2 T型梁混凝土浇筑示意(单位：cm)

2.3 混凝土的养护

在混凝土终凝后及时进行洒水养护，养护时间不小于28d。

所有T型梁拆模后应标以不易擦掉的记号，记录浇筑混凝土的日期、张拉的日期，且将记号标在构件置于最终位置以后不致暴露于外的位置。

3 T型梁张拉施工

张拉施工工序：清理锚座基面→安锚具、夹片→安千斤顶→安百分表、读取初读数→张拉→锚固。

3.1 张拉准备

张拉开始前，检查所有的预应力钢绞线是否能自由滑动，构件是否能自由适应施加预应力时产生的水平、垂直位移，检测千斤顶、油泵、油表是否能正常工作，张拉遵循对称张拉的原则，并标明钢绞线张拉顺序。

3.2 锚具安装

锚具安装时，锚板应对正、片位均匀，然后安装锚具，再安装千斤顶。

3.3 张拉

张拉采用两套穿心式千斤顶同步张拉，张拉程序：0→初应力→1.03σk，两端操作手同时匀速加油加力到钢绞线初应力(0.1σk，打紧锚具夹片、消除锚具变形、使预应力筋受力均匀)，记下百分表读数σ1，用游标卡尺读出并记下千斤顶伸长值ΔL1；两端再同时匀速加油至设计张拉值，记下百分表读数σ2，用游标卡尺记下千斤顶伸长值ΔL2；再加油加力到超张拉值，记下百分表读数σ3，持荷2min，固定好钢绞线，回油松荷。计算出钢绞线实测伸长值ΔL=ΔL2-ΔL1。

预应力钢绞线理论伸长值：

L——钢绞线长度(cm)；

Ay——预应力筋的截面面积(mm2)；

Ey——预应力筋的弹性模量(MPa)。

张拉完成后，测得的伸长量与计算伸长量之差应在±6%以内，否则应按规范进行补张拉，直到满足设计及规范要求。

安装在跨中的百分表在张拉前后的读数差值为梁张拉起拱度。在张拉过程中，如起拱度异常，则暂停张拉，待查明原因并处理后再进行张拉。

3.4 张拉理论值计算

3.4.1 计算参数选定

3.4.1.1 材料弹性模量。钢绞线的标准强度：σy=1860MPa；钢绞线弹性模量：Ey=195GMPa。

3.4.1.2 计算所需相关参数。从《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)附表查找有关参数：预应力钢绞线与管道壁的摩擦系数μ=0.25；孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数k=0.0015；钢绞线在锚固时的回缩值按6mm计算。

本工程预应力钢绞线为7φ5mm(公称直径15.24mm)钢绞线，每束6根。

3.4.1.3 钢绞线张拉控制应力。按《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)计算：σk=0.75×σy=0.75×1860=1395MPa；施工图纸实际给定的张拉控制应力：σk=1320MPa；施工图纸实际给定的一根钢绞线张拉力为：σy=1121.2kN。

3.4.2 理论伸长值计算

3.4.2.1 预应力钢绞线张拉伸长值△L计算公式

式中： △L——预应力钢绞线张拉伸长值(cm)；

L——预应力钢绞线长度(cm)；

Ey——预应力钢绞线的弹性模量(MPa)；

Ay——预应力钢绞线截面面积(mm2)，本项目标准截面面积为140mm2；

Pmax——预应力钢绞线张拉端的最大张拉力(kN)；

x——从张拉端至计算截面的孔道长度(m)；

θ——从张拉端至计算截面孔道切线的夹角(rad)；

k——孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；

μ——预应力钢绞线与管道壁的摩擦系数。

3.4.2.2 张拉伸长值计算。一端张拉以梁中截面计算，以1#钢绞线为例：从张拉端至计算截面孔道切线的夹角θ=3.03×π/180=0.052883(rad)；从张拉端至计算截面的孔道长度x=L/2=2996/2/100=14.98m；预应力钢绞线张拉端的最大张拉力Pmax=1.03×1121.2kN=1154.836kN

预应力钢绞线平均张拉力：

1#～7#钢绞线计算参数及理论伸长值见表2。

表2 钢绞线计算参数及理论伸长值

3.4.2.3 千斤顶压力计算。根据西南交通大学结构工程试验中心试验结果，千斤顶油表读数与油顶压力回归方程如下：

编号为645#的油表：y=0.0342x+0.1018

R2=0.9997；

编号为665#的油表：y=0.0338x+0.813

R2=0.9992。

y——油表读数(MPa)；x——油顶压力(kN)；R——线性相关系数。

编号为645#的油表达到最大张拉力1154.836kN时油表读数为：

y=0.0342×1154.836+0.1018=39.5(MPa)；

编号为665#的油表达到最大张拉力1154.836kN时油表读数为：

y=0.0338×1154.836+0.813=39.8(MPa)。

T型梁张拉施工时按油表读数为40.0MPa进行张拉控制。

3.4.2.4 张拉伸长值复核。在张拉完成后，测得的伸长量与计算伸长量之差应在±6%以内，否则，应按规范进行补张拉，直到满足设计及规范要求。根据实测值计算，所有12片梁测得的伸长量与计算伸长量之差均在±6%以内，并且没有发生过断丝和滑丝现象。1#梁实测伸长值记录见表3。

表3 1#梁实测伸长值记录

4 T型梁压浆施工

压浆程序：压缩空气清洗管道→冲洗管道→压缩空气吹干管道→制备浆液→压浆→闭浆→清洗机具。

4.1 压浆前应将锚具周围的钢丝间隙和孔洞填封，以防冒浆。浆液严格按配比拌制，水灰比控制在0.4～0.45之间，水泥浆的强度应不低于30MPa，拌和时间不小于2min。

4.2 预应力张拉完成并经监理人同意后进行压浆。浆液从T型梁锚座预留孔从下而上压入，另一端留孔为排气、出浆孔。压浆压力对纵向预应力管道为0.7MPa，对竖向管道为0.4MPa。压水清理波纹管到确定波纹管通畅后开始压浆，在另一端出现浓浆后暂停压浆，堵塞好波纹管后继续压浆，在压浆压力达设计值时，保持最大压浆力2min。

压满浆的管道应进行保护，使其在一天之内不受振动。压浆完成3天后，检查进、出浆口、排气口是否有空洞，发现有空洞采取补浆措施，没有空洞就进行封端，封端采用与梁体同标号混凝土。

5 T型梁吊装施工

该桥T型梁的吊装采用双导梁吊装方案。该桥单片梁重88t，在设计吊装方案时充分考虑起重系数，根据规范吊装按1.3倍起重系数和1.03倍不均匀系数进行验算，计算值为117.8t，实际施工时按120t的吊重进行设计吊装方案。

5.1 梁体横移

梁体在构件混凝土强度达到设计强度，张拉、孔道注浆、封端完成即达到移位、吊装要求。梁体横移时先用两台梁体提升架配合4台50t千斤顶将梁体顶升15cm高，然后在距梁端1.5m处的梁底加入行走设备并用钢丝绳固定，采用滑车牵引横移，横移至纵移所需要的位置。

5.2 梁体纵移

当梁体横移至设计位置时，在梁体的下面加入纵移行走设备，采用5t卷扬机牵引滑车组施加牵引力从而使梁体纵移前行。

5.3 梁体吊装

梁体纵移至吊装设备双导梁的底端后，采用吊带将梁体整体提高并离开地面，通过导梁将梁体运至设计位置。

5.4 梁体的落位和就位

梁体通过导梁运至设计位置，下降吊点，将梁体稳当的放置在盖梁上，再用就位设施将梁体准确稳当的安装至设计位置。

5.5 移梁的先后顺序

同一跨桥先移两边的两片边主梁进行架设，然后再架设两片中主梁。

6 结语

雅砻江官地水电站于2012年3月份首台机组并网发电，大盐池桥经受住了工程建设期大宗物资及设备运输的考验，说明预应力T型梁施工质量满足设计及规范要求。

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U448.212∶U445.469

B

2095-1809(2015)04-0010-04