超长预应力钢绞线机械穿束施工要点浅析

蔡超

河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450000）

超长预应力钢绞线机械穿束施工要点浅析

蔡超

河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450000）

这里结合具体工程介绍了超长预应力钢绞线机械穿束的工艺原理、工艺流程、施工操作要点、质量控制措施、安全控制措施和环保措施，对效益应用情况进行了分析，可以为同类工程提供参考。

超长；预应力钢绞线；机械穿束；工艺流程；操作要点；质量控制；安全控制；环保措施

0　概述

近年来，随着社会工程建设的不断发展，大型桥梁、高层、超高层建筑和超长混凝土结构大量涌现，预应力混凝土成为桥梁等大跨度工程首选的施工技术。预应力混凝土是用途广、强度高、有发展前途的工程技术之一。与普通钢筋混凝土结构相比，预应力混凝土结构具有挠度小、跨度大、自重轻、抗裂性能好、节约钢材等诸多优点。如何缩短施工工期和确保超长预应力穿束的实现是现实面对的技术难题。

1　方法特点

传统预应力钢绞线穿束通常是人工穿束，最大人工穿束长度在70 m。超长预应力人工穿束费工费时，波纹管内钢绞线数量越多越难施工，施工多采用分段牵引方式，在波纹管上开牵引孔，存在质量隐患。机械穿束施工可实现150～200 m超长预应力穿束，在解决了超长预应力穿束难题的同时，有黏结预应力穿束施工难度得到了大幅度降低，减少了施工成本，缩短了施工工期。

2　工艺原理

预应力钢绞线穿束机，有一个基座，基座前侧固定的电机、制动装置、砂轮切割机，后侧固定的两块固定板，固定板之间的四组转动轮（主动轮、从动轮、副主动轮、副从动轮），五个两两啮合的齿轮等主要构件组成。在完成预应力孔道波纹管埋设、检查验收，穿束机安装就位后，预应力钢绞线的一端从基座后侧装入，预应力钢绞线依次穿过后侧的定位孔、主动轮和从动轮之间的凹槽、副主动轮和副从动轮之间的凹槽、前侧的定位孔，然后穿进对应的波纹管道口，调节调整螺母使螺杆下降压迫轴承座和副轴承座，直到所有转动轮都尽可能地夹紧预应力钢绞线，最后启动电机。

将钢绞线穿过穿束机，定位滚轮控制钢绞线及运行方向，采用电机作为动力，带动由齿轮组成的减速装置，将钢绞线穿入波纹管内。变频控制系统可灵活自如地控制钢绞线前进或后退的速度。钢绞线穿束过程中遇到阻碍能迅速退回，检查、调整后再重新穿束。

3　施工工艺流程

施工前期准备→放线定点→焊接托架筋→安装预应力波纹管→焊波纹管定位筋→安装锚垫板、螺旋筋→检查验收波纹管→机械穿入钢绞线→检查预应力钢绞线数量和孔道质量→进入下道工序施工。

4　施工操作要点

4.1波纹管安装

波纹管是用来预留预应力孔道的，因此预应力混凝土用波纹管应内、外清洁，无油污，无孔洞和不规则褶皱，咬口无松动，无开裂，无脱扣，在一定的外荷载作用下，有抵抗变形的能力，在浇筑混凝土过程中水泥浆不能渗入管内。

1）预应力波纹管坐标

根据施工图所示预应力筋孔道曲率、控制点坐标进行打点放线，对应的孔道坐标用粉笔在钢筋架上标记定位。

2）波纹管的选用

根据设计要求选用波纹管预留孔道（超长预应力结构宜优先选用塑料波纹管），针对不同的束选用相应的波纹管直径，保证管道内一定面积的空隙，以利灌浆、穿束。

3）波纹管托架

为保证波纹管埋设高度、曲线坐标及混凝土浇筑过程中位置的准确，采取φ12托架筋焊于梁箍筋上，沿长度方向每米用φ6的U型钢筋电焊在托架筋上，确保管道在混凝土浇注时不上浮，不变位。管道容许偏差纵向不大于30 mm，竖向不大于10 mm。

4）波纹管接长

当波纹管需接长时，用大一号的波纹管做接头，接头管长度为300～400 mm，在接头处用胶带密封，防止渗漏。

5）准确的孔道波纹管预埋（孔道坐标、曲率、曲线），是保证预应力工程施工质量的关键，有利于预应力筋穿束施工的顺利进行。

6）防止施工人员踩踏、移动、损坏波纹管，防止穿束堵管现象。

4.2锚垫板埋设

1）根据束的根数的不同，选用与之相适应的锚垫板及螺旋筋。

2）安装时，先安装螺旋筋，再安装锚垫板。锚垫板的端部平面应与钢束轴线垂直，必要时可将螺旋筋、锚垫板与周围钢筋焊接在一起。

3）锚垫板安装时注意灌浆孔应朝上布置。锚垫板与波纹管连接处用海绵或棉纱将缝隙填充密实，并用塑料胶布缠绕密封，防止漏浆。

4.3机械穿束

1）机械穿束施工前，应搭设可靠的穿束施工作业平台。作业平台需满足同时容纳2人和一台穿束设备所需作业面积（不小于1.5 m×3.0 m）。

2）钢绞线为预应力工程的主要材料，其质量好坏直接影响到整个工程的质量，因此对所用的钢绞线应严格检查、验收、妥善存放。

3）每条梁的预应力波纹管埋设完并且端头板固定好后，架设穿束机械，吊运钢绞线至梁端头附近，用钢管架设下料盘固定钢绞线，下料盘适当靠近穿束位置（水平距离小于20 m，垂直高差小于15 m）。

4.4穿束

本方法所采用的机械穿束由4个人和一台穿束机组成一个工作组（穿束梁两端各1人、钢绞线下料盘1人、机械操作1人），准备就绪后开机穿束。根据锚具及千斤顶所需尺寸预留外伸长度（约900 mm）后切断，完成单根穿束，如此循环直至穿束完成。

5　主要施工机械设备

穿束机、手提式砂轮机、砂轮切割机、电焊机、角磨机、活动扳手。

6　质量控制

6.1工程质量控制标准

预应力钢绞线应按照国家标准《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T 5224）要求进行检查、检验和验收，合格后方可使用。锚具标准应符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T 14370）的要求，且满足应力幅度为120 MPa动载试验，经200万次荷载循环无断丝。锚具配套产品如锚垫板、锚下螺旋筋应满足设计及相关规范要求。预应力管道采用塑料或金属波纹管，性能应符合《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》（JT/T 529）或 《预应力混凝土用金属螺旋管》（JG/T 3013）标准规定的要求。

6.2质量保证措施

1）钢绞线不得锈蚀（浮锈除外），钢绞线不得有死弯，否则应切除。

2）应采取措施防止钢绞线污染，特别要防油污。

3）波纹管卷制完成后，要进行水密性实验。预应力筋下料场地清洁，下料、挤压锚具完成后将钢绞线编号盘好，下垫枕木，并用防雨布包裹严实备用。

6.3过程控制

1）穿束过程中严格控制钢绞线的伸出长度和预留长度，确保材料不浪费。

2）钢束运行过程中，专人负责观察、控制运行情况，避免出现钢绞线穿破出波纹管的情况。

3）穿束结束后，专人负责检查穿束的数量，两端均要检查、核对，严格依照设计要求穿束。

4）若发生堵管致钢绞线过弯的现象，要及时回退、切除，更换预应力筋重新进行穿束，以保证钢绞线的成型质量。

7　安全控制措施

1）穿束时必须设置牢固可靠的操作平台，临边作业时，须有安全可靠的外平台及防护措施。操作时应在显著位置挂安全警示牌。交叉作业时应在作业平台上方铺设隔离防护板，严防高空坠物伤人。高处作业严格执行 《建筑施工高处作业安全技术规范》。

2）钢绞线应设置下料盘，防止钢绞线散开。钢绞线从下料盘到梁端的路径设置隔离区，搭设防护栏，专人全程监护防止钢绞线随意甩动伤人。

3）机械穿束作业人员须经上岗培训合格，优先选择熟练操作工人施工，防止机械伤人、穿出端伤人等意外事故。

4）穿入端、穿出段、下料盘三个位置必须设专人监护，并建立三点之间通讯联系。

5）施工用电应符合《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46），现场用电应由专业电工负责搭接，必须保证用电安全。所有电箱须有漏电保护装置，防止漏电伤人，做到人走电断。严禁私拉乱接，施工用电必须有专业人员操作，严禁非专业人员动电，以防触电伤人。

8　环保控制措施

1）预应力钢绞线包装材料应分类回收。

2）废弃短料回收后应妥善保存，用于较短的构件上，减少资源浪费。

3）作业面上禁止油污污染钢绞线。

4）穿束机更换的润滑油，必须妥善收集处理，严禁随意倾倒。

9　效益分析

本方法可实现150～200 m超长预应力穿束，为超长、大空间预应力混凝土结构设计、施工提供了更大的选择空间。机械穿束效益与传统穿束相比，能缩短施工工期60%，减少一半以上的操作人数，不容易损伤波纹管，有效降低了施工难度及安全风险。