钢-混凝土组合箱梁预应力体外索施工技术——以韶关芙蓉新城南华路工程匝道桥为例

庞志炎（江门市政企业集团有限公司，广东 江门 529000）



钢-混凝土组合箱梁预应力体外索施工技术
——以韶关芙蓉新城南华路工程匝道桥为例

庞志炎
（江门市政企业集团有限公司，广东 江门 529000）

摘 要：本文以韶关芙蓉新城南华路工程匝道桥为例，分析了钢混凝土组合箱梁预应力体外索施工技术的应用。关键词：钢混凝土组合箱梁；体外索；预应力；施工技术

一、工程概况

南华路匝道桥位于南华路起点与韶关大道交汇处，在中心桩号AK0+444.000处与韶关大道斜交。全桥总长379.38m，跨径组合为：3×30+3×35+3×30+3× 30m。桥梁平面第一、二、三联位于R=450m的圆曲线及缓和曲线上，第四联处于直线上。桥梁横断面为单向双车道，总宽度为9.5m，桥梁横断面型式组合：0.5m（防撞护栏）+8.5m（机动车道）+0.5m（防撞护栏）。行车道为单向横坡，坡度值为2%。

桥梁上部结构第一、三、四联采用C50预应力混凝土连续箱梁，横断面为单箱双室斜腹板断面。下部结构基础均为钻孔灌注桩基础，有摩擦桩和嵌岩桩两种类型，嵌岩桩以微风化石灰岩作为持力层。

根据以上工程概况分析，此匝道桥长度较长、结构复杂、且结构分段明显，为了简化施工程序，加快施工进度，提高预应力效应，控制预应力摩擦损失，同时，确保桥梁施工安全，本工程采用钢混凝土组合箱梁预应力体外索施工技术，体外预应力钢索体系构造如图1所示。

二、体外索施工工艺原理

根据设计标准，需制造商整束生产体外索，并将其运到施工现场，直接穿索，而且需借助机械设备穿索。将转向器安装于体外钢索竖向的变向节点处，因为此节点处的正负弯矩最大，采用焊接的方式来牢固钢套管、钢箱梁体等，达到受力要求。

体外钢索要全部穿入桥梁上部结构，实际的张拉操作中，应采用悬浮施工法，而且千斤顶要不断回油倒顶，最终到设计伸长量。

三、体外索施工工艺流程

韶关芙蓉新城南华路工程匝道桥根据工程特点和设计要求，结合体外索施工工艺，采取钢混凝土组合箱梁预应力体外索施工技术施工。保证了施工安全，取得良好的施工和经济效果，各项指标均达到设计要求和施工规范标准。

1 施工前设备与材料筹备与质检

（1）专业化筹备预应力施工所需设备、仪表等，做好试验、维护等工作，各项设备材料进入施工现场，做好千斤顶、压力表等的配套标定工作，得出压力表同张拉力间的关系曲线。运用张拉设备时，要同锚具之间协作配合，要参照体外索钢的具体型号，来决定所使用的千斤顶型号，各项设备预先试验，确认正常运行后再投入使用。选择宽阔的场地安装5t慢速卷扬机、滑轮组。同时要做好体外钢索进场质量检验工作，细致深入质检，保证其质量合格。

（2）混凝土箱梁构造

采用预应力混凝土连续箱梁，横断面为单箱双室斜腹板断面。箱梁顶底板平行，由箱梁整体扭转形成桥面横坡。预应力混凝土箱梁采用C50混凝土，预应力钢束采用φs15.20钢绞线。支座采用GPZ系列盆式橡胶支座。混凝土箱梁桥面采用10cm厚沥青混凝土铺装。内外侧护栏均为防撞护栏，防撞等级A级。

图1 体外预应力钢索体系构造图

表1 梁段板厚统计表

图2 悬浮千斤顶结构图

（3）钢箱梁构造

钢箱梁采用单箱三室结构形式，顶板、腹板、纵隔板厚均为16mm，底板厚为20mm，非支座处横隔板及小横隔板板厚采用12mm。梁段板厚统计见表1。箱梁顶底板平行，由箱梁整体扭转形成桥面横坡。钢箱梁桥面铺装：环氧富锌漆、反应性树脂、橡胶沥青砂胶黏结剂、橡胶沥青砂胶、沥青砼及改性乳化沥青。结构总厚度为8cm。钢梁表面防腐：特制环氧富锌底漆、棕红云铁环氧中间漆、丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆。内外侧护栏均为防撞护栏，防撞等级A级。

表1中梁段各结构的板厚是按照《公路桥涵施工技术规程》（JTG/TF50-2011）执行的，满足了本工程采用的顶板、底板厚度结构，能够满足各段之间的顶、底、腹板及纵向加劲肋的对接及熔透焊接的要求。检测结果证明，能够达到预期的承载力要求。

（4）钢绞线的质检

第一，成品钢索质量要达标。其外表面及其两侧锚具要保持平滑、无损。

第二，锚具与夹具的质检。检查其质量合格证，重点检查锚固性能、类型、大小等。实行锚具抽样检查，例如：单批抽出10%的样本，重点检查外观、尺寸等。当抽检的样本中出现不合格产品时，则要扩大抽样比例，再次深入检查。

2 安装转向器

按照科学的规程和顺序来安装转向器，其中要重点做好钢套管的安装，将其牢固于钢箱梁横隔板。设置在中墩部位的钢套管，则需现场放样，并在横隔板中设孔，然后按照特定的规律进行安装、焊接。

转向器成功安装后，则要继续安装橡胶板，其通常位于钢套管和转向器中间，首先要做好相关孔径的灰尘清理工作，然后，生产加工一块厚度在2cm的橡胶板，并将其均分成橡胶条，使其紧密填充在转向器和套管中间，并调整转向器，使其达到设计曲线位置，控制转向节点受力。

3 体外钢索穿索

钢索要在生产厂家制成成品，并将放线架安装于桥墩端头，从而牢固索盘，启动卷扬机，发挥其牵引功能，采用成束穿索的方法来确保安装精度。

4 灌浆施工

为了让转向器和外套管牢固连接起来，应该做好灌浆工作。先要选好灌浆材料，优选硅酸盐水泥，水泥要保证纯度，强度要达到42.5以上，水灰比达到0.3，要把握添加剂的规格和质量，达到含水量少、流动性强、微膨胀、泌水性低的标准。在孔道两侧预置钢管，用作灌浆，同时设置排气管，发挥排气功能。压降操作中注意压力控制，要达到0.5MPa，而且要自至低位置的孔压入浆液，要使气体从至高点排出，灌浆要遵循从下到上、逐层把握、深入落实的规律，而且要把握好压浆速率和节奏，防止出现压浆中断现象。

对PE护套和转向器间的灌浆：在正式灌浆前，要先彻底清理疏通灌浆孔道，灌浆操作中，同样从低处向高处逐层操作，要求最高处的排气孔负责排气。同样，要均匀、持续地压浆，仔细观察排气孔，发现其排出的环氧浆，同进浆孔的浓度处于同一标准时，则可以中断灌浆。

5 体外钢索张拉施工

体外钢索长度较长，张拉施工中如果方法不当，可能影响夹片的功能，不应反复张拉，而是选择“悬浮”张拉法。具体的操作：将工具锚和支架设置于千斤顶，同时，将限位板安装于千斤顶和锚板中间，这样就能确保钢索张拉施工过程中，锚夹片不受挤压。悬浮千斤顶的构造如图2所示。

行程回油操作中，自动工具锚夹片要锁紧钢绞线，并反复张拉，最终达到规定的设计吨位。

第一，实际的张拉施工中，必须按照设计标准来选择控制应力，如果实际操作过程中需超张拉，则可以适度地调整张拉应力，比设计标准提升3%。

第二，如果选择应力控制法进行张拉操作，以伸长值为标准加以审核，需要伸长值的现实值和理论值之间的差值要在规定的设计标准范围内，或者不能超过6%，一旦超出这一差值需停止张拉，深入分析成因，再对应科学调整，解决问题。在施工过程中做好安全防护工作，保护好钢索防腐层。

结语

钢混凝土组合箱梁预应力体外索施工技术应用在桥梁工程中，创造了良好的经济效益与社会效益，有效提升了桥梁的承载能力，且成本低、工期短，对施工环境影响较小，维持城市交通的正常通行，从整体上获得了桥梁建设施工的良好的经济效益。

参考文献

［1］何咏，何毅.道路桥梁工程中预应力体外索施工技术研究［J］.交通标准化，2013（24）.

中图分类号：TU74

文献标识码：A