铁路工程中预制后张法简支T梁预应力施工技术

官必忠

(中铁二局集团新运工程有限公司，四川 成都 610036)

1 工程概况

新建中老铁路设计范围磨丁(含)至万象南(含)起讫里程DK0+000～D1K413+600，正线建筑长度414.332 km。受地形等自然条件的限制，沿线建设大量桥梁，长度达60.589 km，占比14.6%，普遍采用预制后张法简支T梁。

2 预应力施工准备

检查梁体混凝土表面质量，有轻微缺陷允许在预施应力后进行修补处理(如非预应力部位的缺陷或麻面、气泡)，缺陷严重则不得进行此道工序操作。

于钢绞线上配套工作锚，按照顺序依次将夹片套在钢绞线上，在此基础上，取Φ20 mm的钢管，用该材料将夹片打入锚板孔内，按照该方法操作，使各夹片基本对齐，而后将限位板以及加长套两项装置安装到位。将钢绞线束穿入千斤顶，经过调整后使锚具中心与孔道中心对准，千斤顶与限位板、锚板紧密接触，用工具锚将钢绞线临时固定，避免偏位。

1)制孔：预应力成孔采用预埋橡胶抽拔棒，混凝土灌注完成后采用抽拔成孔的方法。橡胶棒分两段，接头位置在跨中，接头的连接采用镀锌铁皮套管套接后用塑料胶带封裹，具体如图1所示，保证接头顺直不漏浆。

图1 橡胶棒接头处理图

橡胶棒的固定材料选用的是钢筋定位网，先用Φ10 mm钢筋焊接，得到合适尺寸的定位网，而后投入使用。安装定位网钢筋时与梁体钢筋绑扎牢固，以防止浇筑混凝土时橡胶棒位置偏移或上浮，定位网钢筋间距≤500 mm。

2)抽拔橡胶棒：以5 t卷扬机为主要的装置，由施工人员配合，以抽拔橡胶棒的方式在梁体内形成管道。梁体混凝土强度达到4～8 MPa时抽拔胶棒，具体抽拔时间必须根据气温情况、水灰比、混凝土凝结时间等因素综合确定，以抽拔后管道内壁光洁、无残渣、胶棒表面无水泥浆来控制质量。施工过程中如发现抽拔棒断裂，用单根钢绞线弯制成钩，人工送入断裂的抽拔棒里端后钩住抽拔棒，用卷扬机将钢绞线和抽拔棒同时拔出。

3 钢绞线的制作和穿束

3.1 下料与编束

下料与编束：钢绞线下料场地平坦，需用方木垫高10 cm，采用砂轮切割机切割，编束用20号铁丝绑扎，间距1.5 m，编束时应先将钢绞线用梳溜板理顺，并尽量使各根钢绞线松紧一致[1]。钢绞线下料长度=设计工作长度+1 500 mm，各钢束严格按照施工图下料长度进行下料，其允许偏差和检验方法除相关专业验收标准有特殊规定外，必须符合如表1所示的规定。

表1 预应力筋下料长度的允许偏差和检验方法

3.2 穿 束

穿束遵循的是自上而下、自里向外的基本原则，设备选用的是卷扬机，若由于条件限制而无法用卷扬机穿束时，调整为人工作业的方法。卷扬机的速度控制在10 m/min之内。钢束的前端装有穿束套环和牵引头。穿束套环用无缝钢管制成Φ80 mm。牵引头做成锥形，前端安有拉环，使用时将一端钢绞线端部穿入套环中，牵引头从套环内钢绞线中间伸出，使钢绞线与套筒套紧，采用卷扬机拉牵引头上拉环穿索即可。

4 预应力张拉、压浆

经过钢绞线下料后，将其转运至作业现场，由专员负责传输、装顶以及张拉。张拉的精度要求高，因此采用智能张拉设备，以锚下张拉力为主要的控制对象，利用钢束伸长量校核。在判断伸长量是否满足要求时，需要将实测值与理论值△L(mm)做对比分析，明确两者的偏差。对于理论值△L(mm)的计算方法，如下：

ΔL=P平·L/(Ap·Ep)

(1)

式中，P平为预应力筋的平均张拉力，N；L为预应力筋的长度；Ap为预应力筋的截面面积，mm2；Ep为预应力筋的弹性模量，N/mm2。

分阶段依次张拉，即“0→10%δcon→20%δcon→100%δcon(持荷5 min)”。无论哪一阶段的张拉均以两端对称的方式操作，为此需同步操作配套在两端的千斤顶，升压、降压均要同步，尽可能减小两端的张拉偏差。锚下控制应力取1 395 MPa，张拉期间及时检测数据并予以记录。

张拉后的48 h内组织孔道压浆作业，但在正式压浆前，先用清水全方位清洗孔道，使其保持洁净。水泥浆的使用遵循随拌随用的基本原则，以免因中途间隔时间过长而出现水泥浆固结的情况。将配制好的水泥浆压入管道内，用准1.2 mm筛子过筛，而后进入料斗。压浆环节选用的设备为活塞式压浆泵，压力稳定在0.5～0.7 MPa，随着注浆进程的推进，注浆压力逐步加大，待其达到最大压力后稳压3 min，保证浆液填充的饱满性。从一端压注浆液，另一端排出浆液并且该部分的稠度与压入的浆液一致时，即可封闭出浆孔和进浆孔。

压浆前，先运行压浆泵，排出聚积在压浆管内的空气、水和稀浆，以免影响正常压浆。当排出的浆体流动度与搅拌罐中浆体的流动度一致时方可开始压浆[2]。

按照自下而上的顺序压浆，遵循连续性原则，避免中断。首先启用真空泵，做抽真空处理，直至管道真空度为-0.08～-0.06 MPa为止，关闭抽真空阀门及真空泵，打开进浆口阀门进行连续压浆，当确认管道出浆口浓度与进浆浓度一致时继续按0.5～0.60 MPa压力持压3 min。确认无漏浆现象后，随即关闭进浆阀门，将输浆胶管卸下。压浆之后及时对张拉锚穴进行封锚，封锚混凝土耐久性及抗压强度与梁体相同。坍落度50 mm，含气量2%～4%。

5 张拉异常措施

5.1 张拉中滑丝

原因主要有：①未妥善保管锚具和钢绞线，该部分存在油污，或是与潮湿空气接触后出现锈迹等；②在安装夹片时由于防护不当而受损，或是顶面不够平齐，此时也会出现滑丝现象；③使用的夹片在强度方面不满足要求，经过张拉后变形。

防治及处理措施如下：①详细检查锚环孔和夹片，若有杂物则清理干净，并涂抹黄油或是其他可行的润滑剂；②安装夹片时要保证夹片外露部分相同；③工具锚的夹片不能长期使用同一套，每套夹片尽量在完成一次张拉后将其应用到工作锚中，避免长期使用而导致变形[3]；夹片安装前，对其外观做详细的检查，判断是否有裂纹、齿尖受损等问题，若有，则予以更换；④组织力学性能试验，据此判断各批次锚具和夹片的使用情况。

5.2 张拉中断丝

原因主要有：①张拉控制不到位，实际张拉力明显超过设计值，从而断丝；②锚板喇叭筒、锚板、锚环及千斤顶的位置存在偏差，即无法达到对中的状态；③未在千斤顶与锚具间设限位板，导致夹片难以正常拔出以及回缩；④锚具夹片硬度过大，由于偏控而产生明显的刻痕；⑤施工所用的预应力筋的力学性能不足，或是由于日常防护不到位而产生锈蚀。

防治及处理措施如下。

1)注重锚垫板喇叭筒与波纹管的连接，检查锚垫板的位置，判断其与孔道的轴线是否呈垂直的关系，若不满足垂直要求，则予以调整；在进行顶板张拉时，还应检验张拉槽与锚垫板垂直面的平整度，保证锚垫板与千斤顶的顶面在张拉过程中始终保持平行[4]。

2)按照规范将锚具、垫板、千斤顶及工具锚安装到位，不允许漏装各类部件。加强对各类原材料的质量检验与控制，从源头上规避问题。在预应力钢绞线下料时，注重对方法的选择，不允许电焊、气焊，否则会损伤钢绞线。

3)定期校核千斤顶油表，若有如下情况之一则均要及时校核：千斤顶经过拆卸、修理；油表无法正常回零；更换油表。

4)若有断丝问题则采取以下处理措施：张拉期间断丝时，随即暂停张拉，千斤顶加油，详细检查滑丝以及断丝情况，针对受损部分予以更换，待问题解决后恢复张拉；若张拉后断丝，则随即退出夹片并再次张拉，此时千斤顶进油，钢绞线由于受力而伸长，此时夹片会在钢绞线的带动作用下略微被带出，随即用钢钎卡住夹片，千斤顶回油，钢丝回缩，千斤顶再次进油，经过多次操作后，使夹片退出。

6 结束语

简支T梁的施工质量将直接影响桥梁的性能，因此合理施工至关重要，具体需考虑到钢绞线制作与穿束、孔道的设置、张拉机具的配套、正式张拉等多个方面。经过本文的分析，提出简支T梁施工中的关键要点，希望给类似工程提供参考。

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