浅谈某渡槽工程槽身纵向钢绞线穿索技术问题的处理

雷朝生

浅谈某渡槽工程槽身纵向钢绞线穿索技术问题的处理

雷朝生

一、工程简介

该工程为南水北调中线一期工程总干渠陶岔渠首～沙河南段某渡槽工程，位于河南省邓州市小王营～冀寨之间的某河上。主要建筑物为1级，次要建筑物为3级。渡槽设计流量为350m3/s，加大流量为420m3/s。槽身为相互独立的3槽预应力混凝土U型结构，单跨长40m，共18跨，单槽内空尺寸7.23m×9.0m，直线段壁厚35cm，端部壁厚为65cm，单槽自重约1600t。

单榀槽身施工内容主要有：混凝土工程量 612 m3，强度等级为C50W8F200，钢筋 89.5t，钢绞线36.05t，其中环向钢绞线17.33t、纵向钢绞线18.72t。

工程跨槽身采用移动模架造槽机（DZ40/1600型）进行槽身原位现浇施工，造槽机主要由外梁系统（505t）、外模及外肋结构（300t）、内梁系统（187t）、内模结构（180t）、电气及液压系统等组成。采用造槽机施工，如此规模的施工在国内水利工程中尚属首次。

二、预应力材料

1.钢绞线

预应力混凝土使用的钢绞线应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T 5224-2003）要求。渡槽工程槽身所用的钢绞线结构为1×7，公称直径Φj15.2mm，公称截面面积140mm2，强度级别为1860MPa，单根钢绞线的最大负荷不小于260kN，屈服负荷不小于234kN，伸长率不小于3.5%，1000h的松弛率不大于2.5%（70%标准强度）。

2.锚具

锚具应满足分级张拉、补张拉及放松预应力的要求，附件上设置灌浆孔或排气孔。锚具重复张拉其性能应满足：锚具效率系数ηa≥0.95；组装件受力段长度的极限总应变εapu≥2%。

锚具组装件在应力上限为标准强度值fptk的65%时，应力幅度不小于80MPa，试件经受200万次循环荷载后，锚具零件不应疲劳破坏，预应力筋在锚具夹持区域发生疲劳破坏的截面面积应不大于试件总截面面积的5%。

3.夹具

夹具应具有良好的自锚性能、松锚性能和重复使用性能。需敲击才能松开的夹具，必须保证其对预应力筋的锚固没有影响，且对操作人员的安全不造成危险。

4.波纹管

该工程采用后张法施工，孔道形成采用HDPE高密度聚乙烯塑料波纹管，波纹管应满足《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》（JT/T529-2004）要求。波纹管的连接头采用大一型号的波纹管套接，两端搭接不少于15cm，用透明胶带将结构包裹密实，确保不漏浆。

三、锚索下料及安装

1.锚索下料

下料人员根据下料单的长度进行下料。操作过程：（1）根据下料单的长度，用砂轮逐根进行切割，严禁使用氧气乙炔切割。（2）钢绞线顺直无侧弯，切口无松散，如遇死弯必须切掉。（3）不同长度、种类的钢绞线应有标识，分区堆放以方便运输、使用。（4）使用GYJ450型挤压机，在有粘结钢绞线的一端，安装挤压P型锚具挤压套进行锚固作业，要求挤压力应大于20MPa。

2.锚索安装

（1）锚索定位

锚索管道安装位置正确是确保预应力钢束施工质量的重要环节，必须严格控制，底板结构钢筋绑扎完毕后再进行定位筋安装。为确保钢绞线的精确定位，根据槽身结构图纸特别制作了槽身预应力专用样架钢筋，定位筋使用固定模具在厂内加工成型，可确保其加工尺寸精确。

沿预应力筋的布孔位置按设计坐标进行测量放样，纵向定位筋间距50cm分布、环向定位筋间距30cm布置。当定位钢筋与槽身结构钢筋、钢绞线位置发生冲突时可适当调整其位置。纵向锚索定位偏差控制在±10mm内，环向无粘结钢绞线定位偏差控制在±5mm内。

波纹管直径分别为 Φ90cm和Φ70cm两种，用大一号同型号波纹管作为接头管，定位筋与管道绑扎牢固。

（2）布筋时应掌握原则

槽身内底部8根波纹管在底层U型钢筋安装完成后立即进行，其余波纹管需待面层钢筋铺设完成后进行；预应力筋集束在槽身的任何截面保持钢束中心与图中预应筋的坐标一致；端部承压板、锚垫板的位置应保证与定位中心线左、右对称；预应力槽身施工时，以预应力筋位置为主，当非预应力钢筋与主筋位置冲突时，经设计同意可将非预应力钢筋作适当调整；施工过程中应尽量避免电火花损伤预应力筋及波纹管，受到损伤的预应力筋必须修复或者更换。

四、钢绞线穿索

该工程槽身40m长预应力筋采用单根穿索单端张拉。由于上下相邻两跨槽身分缝仅5cm，上一跨槽身浇筑完成后相邻下一跨槽身无穿束空间。为解决上述问题，将锚固端P锚形式设计带卡箍式圆形P锚。

预应力定位钢筋安装完成后进行纵向波纹管安装，锚固端预留3.5m空隙，外套大一型号的波纹管，即Φ90mm波纹管外套4m长Φ105mm的波纹管，Φ70mm波纹管外套4m长Φ90mm的波纹。

逐根将带有挤压头的钢绞线从锚固端上层钢筋倾斜穿入波纹管中，再从张拉端反向穿入带卡箍式圆形P锚板中。

采用6mm厚钢板通过螺杆与锚板连接，挤压锚头防止钢绞线脱离P型锚板。

五、预留孔道成型

该工程粘结预应力筋采用预埋塑料波纹管的方法预留孔道，波纹管采用单壁螺旋式塑料波纹圆管，公称内径分别为70mm、90mm。塑料波纹管在使用前应进行外观检查，其内外表面应清洁，不应有孔洞和不规则的皱褶。

纵向锚具与端模间隙、预应力筋锚固端约束环部位均采用泡沫胶对其进行填充密实，要求锚具灌浆孔及锚具与波纹管间空隙密实不漏浆，且保证与预应力筋张拉作用线垂直，锚垫板以外露出的预应力筋采用彩条布包裹保护，防止槽身浇筑过程中粘带水泥浆。

六、结束语

工程槽身预应力筋采用单根穿索单端张拉，由于两跨槽身分缝宽度仅5cm，待浇跨槽身纵向钢绞线穿索困难。施工中通过将常规的P锚型锚具优化为带卡箍式的圆形P锚具，调整钢绞线穿束工艺，逐根将带有挤压头的钢绞线从锚固端上层钢筋倾斜穿入波纹管中，再从张拉端反向穿入带卡箍式圆形P锚板中，有效解决了纵向预应力穿索技术难题

（作者单位：中水淮河安徽恒信工程咨询有限公司 233001）