预应力混凝土箱梁施工技术

2010-01-01王尚书

中国新技术新产品 2010年15期

关键词：油路孔道钢绞线

王尚书

（中铁隧道集团二处有限公司，河北三河 065200）

1 前言

针对国内外目前在中小跨径桥梁上广泛采用的现浇箱梁以及先简支后连续预制箱梁施工过程中存在的部分问题，结合两座背景工程桥对现浇箱梁施工过程和箱梁预制过程中的关键技术进行总结。本文提出的预应力混凝土现浇连续箱梁以及预制箱梁的关键施工技术。

2 混凝土施工的控制方法

2.1 混凝土材料选择

混凝土的配合比在试验室提前进行试配，其强度必须满足设计要求。考虑到浇筑箱梁混凝土时，图纸设计一次连续浇筑混凝土量大，结构配筋率大。若采用坍落度小于的非泵送混凝土，利用吊车、人工运输方式送至桥面，施工时间长会严重影响坍落度的损失，反而增大了出现裂缝的可能性。经综合考虑，设计了泵送混凝土，其坍落度控制在16～19cm。

采用保水性好、干缩值小且质量稳定的普通硅酸盐水泥混凝土收缩是混凝土体内水泥凝胶体中的游离水蒸发，而使其本身体积缩小的一种物理化学现象，为防施工用水量大而引起硅失水量大产生收缩裂缝，混凝土水灰比控制在0.5以内，掺入的缓凝高效减水型泵送剂，有效减少了混凝土用水量，避免了混凝土出现泌水离析现象，改善了混凝土和易性和可泵送性，减少混凝土干缩。施工中首先要把握好原材料的进料关，否则将出现诸多问题。

2.2 混凝土生产

为了保证混凝土施工质量，在实际混凝土生产中采取了以下技术措施：

所有结构用混凝土全部由混凝土搅拌站集中供应，配料计量采用经过标定的电子自动计量配料机完成，配料计量一律采用重量比。

混凝土原材料：水泥、砂石料、外加剂等，选用质量比较稳定的供应商，并按规范规定复试。

施工时以理论配合比为基础，根据现场砂石含水量试验结果、浇筑气温和拌合运输设备、运距等情况，换算成施工配合比。在每班开盘前测定砂石含水量，根据混凝土入模时的反馈意见适当调整施工配合比。

在混凝上拌制过程中，严格控制混凝土出机和运到现场后的坍落度同时在混凝土生产、浇筑中，对混凝土坍落度进行抽查，严防坍落度过大的混凝土。

每台班，试验员随时抽查混凝土坍落度情况，经常检查自动计量设备，防止混凝土坍落度不稳定。

试验员及时收集原材料质保书、检验报告及混凝土施工日记，记录每个部位使用的原材料批号、配合比情况，出现问题便于分析原因。

2.3 混凝土浇筑

如混凝土的施工工艺不合理、施工时气温过高，振捣不好、养护不当、拆模过早、施工荷载作用等，均易造成混凝土质量不稳定。因此施工中要严格按规范施工，控制好各个环节。

3 预应力施工关键技术

3.1 预应力钢筋下料和穿束控制

预应力钢绞线下料长度既要满足使用要求，又要防止下料过长造成浪费。预应力筋下料长度的计算，应考虑箱梁孔道长度、张拉千斤顶长度与穿束方法等因素。

钢绞线的下料:钢绞线下料场地应平整，钢绞线下料长度误差控制在（-50，+100）mm的范围内。钢绞线的盘重大、盘卷小、弹力大，为了防止下料过程中钢绞线紊乱并弹出伤人，事先用钢管架制作成简易的铁笼装载钢绞线原料。因钢绞线为高强钢材，如局部加热或急剧冷却，将引起该部位的马氏组织脆性变形，小于允许张拉力的荷载即可造成脆断，危险性很大。钢绞线下料时，将钢绞线盘卷装在铁笼内，从卷内逐步抽出，安全施工。钢绞线的下料采用砂轮切割机切割，不得使用电弧切割。钢绞线下料后，彩编帘法"编束"平放于加工平台上，用一号铁丝每隔1m绑扎缠绕一道后卷起形成钢绞线束，以利于穿孔。编好束的钢绞线应标明使用梁片的编号，以免用错。

预应力钢绞线穿束:钢绞线端头必须做成锥型并包裹好，先穿引丝，引丝用高强钢丝或钢铰线，引丝用人工先穿，穿过后，一端绑扎在钢束头上，另一端用卷扬机拉，并且人力辅助推送。穿束前先用空压机吹风清理孔道内的污物和积水，再进行穿束，保证钢绞线束在孔道两边长度大致相等。预应力筋安装在管道中后，管道端部开口应密封以防止湿气进入在任何情况下，当在安装有预应力筋的构件附近进行电焊施工时，对全部预应力筋和金属件均应进行保护，防止溅上焊渣或造成其他损坏。

3.2 预应力张拉

张拉设备采用千斤顶、高压油泵配精度为1.5级压力表，施工前用压力表传感器且定期对千斤顶、压力表进行标定。施加预应力所用的机具设备及仪表应由专人使用和管理，并定期维护和校验。千斤顶与压力表配套校验，以确定张拉力与压力表之间的关系曲线，校验应在经主管部门授权的法定计量技术机构定期进行。张拉机具设备应与锚具配套使用，并在进场时进行检查和校验。对长期不使用的张拉机具设备，应在使用前进行全面校验。

预应力张拉前应清理承压板面，并检查承压板后面混凝土质量。

安装限位板及千斤顶:限位板上有不同规格的钢绞线识别标志，不可用错。

实施张拉时，使千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线重合一致。

张拉操作过程为:①两张拉端互相呼应，准备操作。②打开油泵全部阀门，启动油泵，排除油路内的空气。③关闭张拉油路持荷阀，调节该油路调压阀，使张拉端油缸缓缓进油，此时回油端阀门全部打开。注意控制锚具、限位板、千斤顶对中情况。④张拉油路油压升压至初应力读数油压时，作伸长量标记测量油缸活塞伸长量，打紧工具锚夹片，调整千斤顶高度放松倒链，使其自然受力。⑤张拉油路油压平缓、均匀地升至控制张拉力所对应的油表读数后，持荷3～5分钟后测量油缸活塞伸长量。⑥松开张拉端持荷阀，缓慢调节张拉油路卸压阀，当卸压至初应力所对应的油压时，停止卸压，收紧倒链，不使千斤顶下滑。继续调节张拉端油路卸压阀，直至油压为0。此时钢绞线整齐地锚固在工作锚上。⑦关闭顶压、回程油路持压阀，调节调压阀升至5左右进行顶压，千斤顶回程完毕后，马上松开该油路调压阀、持压阀，使该油路油压为。⑧关闭油泵。⑨分析各记录数值，发现问题及时分析原因并处理完毕后，即可进行拆卸操作。如出现锚头滑丝、断丝或锚具损坏立即停止操作后检查处理。

3.3 孔道压浆

水泥浆制备:水泥浆普通硅酸盐水泥和水拌和而成，水泥浆抗压强度应不小于40。通过试验可以在水泥浆中掺入适量膨胀剂，但其自由膨胀率应小于10。

张拉锚固后及时灌浆，以减少预应力的损失，早建立力筋与梁体内部的联系，减轻锚固端部的压力;孔道灌浆要求密实，灌浆时必须连续，所以孔道灌浆应张拉完一跨灌注一跨，不得在各跨全部张拉完毕后一次灌浆。

压浆采用真空压浆泵，孔道压浆采用真空灌浆。张拉完成后，切割锚圈外多余钢绞线，预应力筋锚固后的外露长度不宜小于30mm。用无收缩水泥砂浆封锚，将锚板及夹片、外露钢绞线全部包裹，厚度为大于15mm，将孔道系统密封，在构件的一端抽真空，在构件另一端开始灌浆，待水泥浆从真空端流出且稠度和灌浆端相当时，再持压以保证孔道内水泥浆浆体饱满，完成真空灌浆。