浅谈南昆铁路万金公路立交桥箱梁预应力施工

丁凌

摘 要：本文结合南昆铁路南宁至百色段增建第二线铁路工程5标万金公路立交桥的施工实践，就箱梁预应力施工的关键工序和技术控制进行了简要阐述。

关键词：铁路立交桥；箱梁预制；预应力施工；技术控制

中铁十九集团第七工程有限公司施工的南昆铁路南宁至百色段增建第二线铁路工程5标万金公路立交桥为跨越南昆线及南昆增建第二线而设，桥下净高>6.55m，公路中心线与既有南昆线中心线夹角93°，与南昆增建二线中心线夹角92°。桥梁为单幅桥，桥断面全宽5.5m。本桥上部结构采用4×20m先简支后桥面预应力砼连续小箱梁桥，现就箱梁预制过程中的预应力施工进行介绍。

1 施工准备

钢绞线按60吨为一个检验批或按实际进场数量结合监理要求的检验方法，对钢绞线强度、弹性模量、延伸量等项目进行检验。

锚具、夹具按厂家合格证保证书核查性能、类别型号、规格数量等，锚具夹具≤1000套为一个检验批，并检查外观有无裂纹，尺寸大小偏差，同时按5%测试硬度和规定频率测试静载锚固性能。

检验合格的预应力材料专场堆放，专人管理，室外堆放时，下垫枕木上盖雨布，且堆放时间不超过6个月，防止锈蚀、玷污、灼伤、折皱、脱口等损伤或遗失，下料安装过程中亦应避免损伤，以免影响安装操作效果和永久性防锈措施的实施。

波纹管采用#型钢筋片定位。#型钢筋片以梁底为基准标高。

钢绞线下料长度遵照设计标准偏差在1/5000范围以内且不大于5mm，同组长度误差≤2mm。采用圆盘锯等机械切割，避免电火花烧伤。

应力筋安装前，检查孔道和锚垫板，锚垫板应位置准确，孔道内必须畅通，然后将钢绞线梳顺，再用扎丝80-100cm间距绑扎，端头用胶带包裹，整体穿入孔道。压浆前对钢绞线应进行保护，防止锈蚀或附近电焊火花烧伤。

当预应力安装与普通钢筋发生冲突，适应调整普通钢筋，混凝土施工时严禁振动棒碰撞波纹管，以免孔道扭曲，增大摩擦系数，影响张拉效果。

张拉设备如千斤顶压力表等由法定计量技术机构定期进行配套检测，确定张拉力与压力表间的关系曲线，当千斤顶使用超过200次或6个月以及发生异常时要重新校验。

2 张拉

预制小箱梁采用后张法施工工艺，当梁体强度>85%，且构件龄期达到7天以上时方可进行。张拉前，制作千斤顶支架，用导链控制升降，保证千斤顶作用线与钢绞线轴线重合。

张拉程序：0-10%初始应力δk（量伸长值L1）—20%应力δk（量伸长值L2）—张拉100%δk持荷2分钟，（量伸长值L3）—锚固—10%做回缩值标记L4。

张拉顺序为先梁底部后上部，左右同时对称张拉。在张拉端设置三角吊架或支架等将千斤顶吊到合适位置，钢绞线依次穿入工作锚锚环。并按钢绞线自然顺直状态放入夹片。注意在这道工序中，钢绞线应尽可能平行通入锚孔，避免乱穿和交叉情况，千斤顶与工作锚、垫板、顶楔器要相互靠实。为使工具锚的夹片尽可能重复使用及脱锚方便，可在工具锚的锚环和夹片之间涂少许脱锚油或垫上塑料布。初始张拉：对千斤顶主缸压油，使钢绞线略为拉紧，并调整千斤顶位置，进一步使孔道轴线、锚具轴线和千斤顶轴线三者在一条直线上。同时注意观察多根钢绞线的松紧程度，随时调整，务求一致，以使其受力均匀，防止滑丝及断丝。继续充油至初始应力，并测量钢绞线的伸长值。然后继续加荷至20%的张拉控制力，测量伸长值，再分级加载，直至100%张拉应力，并持荷静停2分钟锚固。预应力束的理论伸长值采用下列公式计算：

ΔL=（Pp*L）/（Ep*Ap）

ΔL——预应力束的理论张拉伸长值（cm）

Pp——预应力束的平均张拉力Mpa（N/mm2）

Ep——预应力束的弹性模量Mpa（N/mm2）

L ——预应力束张拉时的有效长度（cm）

Ap——预应力的截面积（mm2）

应力束的实际张拉伸长值采用下列公式计算：

L=L4+（L2-L1）

L——预应力束的实际张拉伸长值（cm）

L1、L2、L3、L4——（表示m项中内容）

锚固回缩量采用下列公式计算

锚固回缩量=L4-L3-工作段的伸长值（通过计算）

顶锚：完成上述张拉工序后，使千斤顶小缸进油。通过液压顶楔器顶紧锚塞。（顶锚力级为控制张拉力的50-55%）。测量钢绞线伸长量及锚塞外露量后，再使主缸回油卸载至钢绞线具有初应力的张拉力，继续测量钢绞线伸长及锚塞外露量，然后算出钢绞线内缩量并作出记录，最后回油至零，并对顶压副缸供油，使千斤顶回程，回程油压不得超过20Mpa。退楔后，千斤顶缸体退位。然后对每束钢绞线进行观察，检查有无断丝、滑丝现象。每束钢绞线断丝或滑丝数不得超过1丝，且每断面断丝之和不超过该段面钢束总数的1%，如超过规定，应研究处理，甚至更换钢绞线 ，重新张拉并锚固，最后在紧贴锚固的钢绞线根部刻上标记，以便观察以后有无滑丝现象。

3 压浆

张拉完毕后应尽快进行管道压浆，压浆前应用空压机清除孔道内杂物。压浆前机械切割锚外钢绞线时，应保证其锚圈外露长度不小于30mm不大于50mm。并在切割时采取降温措施，以免锚具和钢绞线受热而产生滑丝。后用棉花和水泥浆填塞锚塞周围的钢丝间隙。

水泥浆的准备：水泥浆采用PO52.5水泥置备，具体水灰比（0.38）和膨胀剂掺量按试验室给定的水泥浆（12%）配合比确定。制浆前筛除水泥中的结块、大颗粒及杂物，以免堵塞输浆管路或孔道。水泥浆泌水率不得大于2%，水泥浆稠度宜控制在16-22S。水泥浆用小型灰浆拌和机拌制，每次拌量以不超过40分钟的使用为宜，拌好的水泥浆通过2.5×2.5mm细筛后存放以供使用，且存放期间应不断进行低速搅拌，并从开始搅拌至压入管道内间隔时间不超过40分钟。每个孔道压浆一气呵成。水泥浆的温度过高或过低，应采取降温或保温措施。

压浆：压浆采用活塞式压浆泵。压浆压力以500-700Kpa为宜，若压力过大易胀裂孔壁。采用一次压浆的方法时，最大压力宜为1.0Mpa。压浆从甲端压入，直至乙端饱满和流出与规定稠度相同的水泥浆为止。然后关闭出浆口，保持0.5Mpa的稳压期2分钟。压浆过程中，制作7.07*7.07*7.07试件三组，测试28天强度。

压浆注意事项：①每个孔道压浆作业必须一次完成，不得中途停顿。如因故停顿，时间超过20分钟，则应用压力清水冲洗已压浆的孔道，重新压注。②输浆管长度最多不得超过40m，当超过30m时，就要提高压力100-200Kpa，以补偿输浆过程中的压力损失。③压浆人员应戴防护眼镜，以免灰浆喷出时射伤眼睛。④压浆完毕应认真填写压浆记录。⑤为保证压浆效果，当气温高于35度，应在傍晚气温较低时进行。

4 封端

孔道压浆后立即将梁端水泥浆冲洗干净，并将梁端砼凿毛。安装封锚端模板，锚垫板固定，注意在绑扎端部钢筋网和安装封端模板时要妥善固定，以免在浇筑封端砼时因模板走动而影响梁长，一般可按封端形状内凹3mm-4mm。对封端砼应良好养护，减少收缩，防止封端砼与梁体之间产生裂纹。封端砼强度应不低于梁体强度C40的标准，拆模时强度不宜低于25Mpa。

5.结语

通过对以上关键环节进行了严格的技术控制，中铁十九集团第七工程有限公司施工的南昆铁路南宁至百色段增建第二线铁路工程5标万金公路立交桥箱梁预应力工程施工合格率达100%，优良率98.5%。完全满足了设计要求，并为类似施工积累了经验。