小半径曲线现浇箱梁张拉施工工艺及质量控制措施研究

李会勋

（石家庄市公路桥梁建设集团有限公司，河北 石家庄 050000）

0 引言

当前，越来越多的桥梁为满足公路线形不得不设置在半径较小的曲线段上。在此情况下，对现浇箱梁而言，预应力张拉不仅操作难度变大，而且施工要求更高。为保证工程质量，有必要对预应力张拉工艺及质量控制进行探讨。

1 工程概况

某桥梁C、G 两条匝道处在半径为60m 的曲线段，为典型的小半径曲线桥。上部结构为现浇箱梁，由于曲线半径极小，所以对预应力张拉施工提出了很高要求。如果预应力张拉过程中控制不严，会使箱梁由于受力不均匀产生裂缝，严重时将造成破坏，对桥梁结构使用及安全造成很大影响。因此，本文结合该桥梁实际情况，对其预应力张拉具体施工工艺与质量控制进行介绍与分析。

2 施工工艺

2.1 施工准备

在主梁钢筋绑扎过程中，需按照图纸对波纹管进行定位，然后按照定位结果安装波纹管，确保其泌水孔及排水孔留设达到设计要求。对主梁进行浇筑施工前，需在波纹管中穿入钢绞线，并在张拉端部和锚固端部分别预留85cm、9cm 的工作长度。为避免浇筑的混凝土通过砂眼导致管道堵塞，需在浇筑施工的同时对钢绞线进行适当活动，确保每束孔道均可以达到正常张拉施工的基本条件[1]。

2.2 摩擦系数测定

孔道摩擦系数会对张拉力造成很大影响，必须认真操作。在操作过程中应注意，在测定具体孔道摩擦系数的同时还应做好张拉，在获得足够的摩擦系数后，应立即将具体数值上报至技术人员，以此确定适宜的张拉力，为之后的张拉施工提供参考。

2.3 锚具安装

在安装锚具的过程中，为使每一束钢绞线均可以穿入对应孔道，需在安装前对锚具进行对放，并对穿入相同孔道中的钢绞线及锚具进行编号。正式开始安装后，应能抽动单根钢绞线。站在两端的人员应使用对讲机随时沟通，确保钢绞线穿入与自身编号相对应的孔道。在安装夹片的过程中应清理干净夹片与锚杯，不可含有杂物，否则将对锚具自身锚固性能造成很大影响。夹片的安装应保持对称，且外端应达到平齐。外伸的钢绞线需保持洁净，在穿入工具锚的过程中应确保钢束保持顺直，使工具锚准确处于定位槽中，同时和孔道达到对中。夹片之间存在的缝隙应保持均匀，实际的外露长度保持一致，并用铁管将其封严[2]。

2.4 千斤顶安装

安装千斤顶过程中，千斤顶的油管应保持顺畅，不能发生扭结，将千斤顶安装到位后，开始安装工具锚，将钢束穿入工具锚后，其位置应能和工具锚所在位置达到一一对应，不能发生交叉扭结，且千斤顶不可全部回缩，要预留足够长度，为之后工具夹片的拆卸创造便利条件，使工具锚可以顺利退下。同时，在夹片相对光滑的壁面贴上胶布，最后用铁管封严。夹片虽然可以重复使用，但注意不可超出10次。在施工过程中应密切注意支架是否稳定，特别是在安装千斤顶的过程中，应避免支架失效，导致千斤顶坠落，引发安全事故。施工中如果发生以下情况，应立即重新校验，以免影响张拉力的准确性：（1）校验期限达到2个月以上；（2）千斤顶发生漏油或在检修之后；（3）张拉时钢绞线经常产生断丝或钢绞线的实际伸长量和理论计算结果之间的差超出规定值；（4）油压表的指针未能回零或对千斤顶的油压表进行调换。

2.5 张拉与锚固

2.5.1 张拉准备

做好张拉操作台及其防护板的设置。将加工好的铁架在张拉开始前放在梁的两端，并用导链使千斤顶悬挂于铁架上，然后在与千斤顶相距1.5～2.0m 的位置设置防护板，用于防止锚具夹片突然弹出造成伤人事故。

2.5.2 张拉机具检验

张拉作业开始前，检测并标定所有张拉机具，如油泵、千斤顶与油压表，同时绘制相应的标定曲线，在张拉开始后，根据标定曲线配套使用张拉机具。此外，需检查锚具和预应力钢束实际安装情况，确认其是否正确。

2.5.3 张拉

在浇筑的混凝土实际强度不低于设计要求的强度90%后方可开始张拉。张拉过程中需按照具体的编号对钢束的两端同时且对称张拉。张拉开始前安装工作锚，再用铁锤在锚环内设置夹片，确保夹片的设置均匀，之后分别设置限位板、千斤顶与工具锚。在上述作业过程中，千斤顶始终悬挂于铁架上，并需要对千斤顶、锚圈和垫板所在位置进行调整，确保三者轴线始终保持吻合的状态[3]。

对分布在两端的千斤顶同时进行充油，先开始预张拉，即张拉到设计要求的10%，然后静置3min，确保钢绞线受力均匀，之后用钢尺测量活塞实际伸出量，再继续进行对称张拉，直到控制应力，此时应稳压5min，测量活塞伸出量，逐步卸荷到0，测量活塞伸出量。

在预应力张拉过程中，应采用张拉过程及效果双控。其中，将控制张拉应力作为核心，辅以必要的伸长值控制，以此相互校核，确保伸长量的实测值和理论值之间相差不超过+6%，保证张拉力达到设计提出的要求，若张拉时经检查发现实际张拉应力或伸长值超出上述误差范围，应立即暂停张拉，在确定其产生原因后采取有效措施加以解决。

2.5.4 锚固

在张拉至要求的控制应力后，应先持荷2min，然后再进行锚固，同时填写相应的张拉记录。每次完成张拉都要对伸长值进行测量，不可在全部张拉结束后再测量伸长值。根据相关固定做好锚固后，应缓慢回油，然后整机复位，为下一根钢绞线的张拉做好准备。

2.6 起拱度观测

伴随预应力钢绞线不断张拉，起拱随之产生。为实现对张拉效果的良好观测，在张拉前后分别观测了桥梁起拱度。此观测结果仅作为对张拉效果进行检验的依据，在得到具体起拱度数值后，需立即将结果上传至工程技术人员。

2.7 孔道压浆

预应力张拉结束后尽快开始孔道压浆，在压浆开始前应先用清水清洗管道，以此去除灰尘，并将孔壁润湿，确保灰浆良好流动，孔壁具有良好的黏附性。压浆时使用的砂浆强度与箱梁浇筑所用的混凝土应完全相同，且水灰比不能超过0.4，必要时可以在水泥中掺入适量膨胀剂。水泥浆的泌水率应控制在3%以内，且膨胀率不能超过8%，将稠度控制在14～18s范围内，以确保水泥浆表现出良好的流动性。

水泥浆从完成配制到灌入管内的时间不能超过40min。灌入前要对水泥浆进行过筛，以免水泥浆中含有颗粒较大的物质导致堵管。压浆借助活塞式压浆泵进行，压浆的压力按照0.5～0.7MPa 控制，在压浆达到最大压力值以后，需稳压3min；压浆从其中一端向另外一端进行，在另外一端的浆液达到饱满且开始出浆后关闭阀门。此外，在压浆完成后，需连续养护3～5d。

2.8 锚固端封锚

孔道压浆完成后，连续养生5d，然后切割工作锚部位的钢绞线。此时应使用智能无齿锯进行切割，禁止使用电焊或气焊。切割时随时对钢绞线洒水，以防钢绞线受热出现滑丝收缩，并用钢板对锚具和切割部分进行分隔。切割结束后，根据设计要求做好封锚，封锚钢筋和盖梁钢筋之间通过焊接相连，密切注意浇筑结合处，确保混凝土质量。

3 质量控制要点

（1）对预应力梁进行张拉施工时，应先检查张拉端再进行后续施工，以免张拉端产生过大的转角。

（2）在预应力张拉开始前，应严格检查预应力筋，以免预应力筋产生绞扭。

（3）群锚安装需要由技术过硬的工长负责，使预应力筋和锚具在张拉时始终处于垂直状态。

（4）张拉时严格控制张拉速度，若发现异常应立即暂停张拉，明确异常产生原因并解决后才能继续进行施工。在逐根或逐束钢绞线张拉过程中应确保每个阶段都不会产生对结构有不利影响的应力状态。

（5）如果张拉时产生断丝，同时超出规范提出的允许范围，应按照下列步骤进行处理：①暂停张拉，确定事故原因；②检查张拉机具各项标定记录，确认是否正确；③确定能否对其他预应力筋进行张拉，如果通过超张拉可以弥补损失，则可进行超张拉，若无法弥补，应更换预应力筋；④对于在两端进行张拉作业的预应力筋，可使用气割的方法对锚具进行切割，然后重新穿入预应力筋。将预应力筋穿好后，需利用强度较高且掺加膨胀剂的混凝土修补剔凿部位，然后再张拉预应力筋[4]。

4 结语

综上所述，预应力张拉是小半径曲线现浇箱梁桥施工的重要环节，张拉质量在很大程度上决定了整个桥梁的质量与安全。目前，该现浇箱梁桥的预应力张拉施工已经完成，且经检查确认其质量合格，所用预应力张拉施工工艺合理可行，质量控制严格到位，可为同类桥梁工程提供参考。