桥梁工程钢混组合段预应力施工技术探讨

唐朝勇 黄光文

某大桥主桥为独塔空间双索面斜拉桥，桥塔采用“月环形”+H型钢塔，主梁采用钢混组合梁，基础采用群桩+承台结构；引桥采用预应力混凝土现浇箱梁。本文主要分析该桥梁钢混组合段预应力施工技术。

某工程由一条主线和一条接线组成，起点桩号K0+000，终点桩号K3+880，支线全长1.814km，高架桥全长1565m。某大桥主桥为独塔空间双索面斜拉桥，桥塔采用“月环形”+H型钢塔，主梁采用钢混组合梁，基础采用群桩+承台结构；引桥采用预应力混凝土现浇箱梁。

一、本工程钢混组合梁预应力设计概况

主塔D节段为钢混组合结构，伸入承台顶面1.5m，塔身横桥向为“月环形”不对称结构，且主桥跨径、斜拉索索力均不对称，对主墩承台存在偏压作用。为增强钢塔身和承台的连接，抵抗塔身不平衡偏压，D节段内设计有竖向及横向预应力筋。预应力筋采用JL32mm精轧螺纹钢，抗拉强度标准值为fpk=930MPa，锚下张拉控制应力为σcon=0.85fpk=790.5MPa，锚具采用JML精轧螺纹钢锚具及配套产品，波纹管采用直径60mm金属波纹管。

图1 钢混组合段预应力筋横断面布置图（单位：cm）

二、钢混组合段预应力施工技术

1.预应力定位支架设计

预应力定位支架由基础预埋件、竖向支撑桁架、水平定位桁架等结构组成，基础预埋件采用钢板将支架固定于封底混凝土中；竖向支撑桁架为[10和[8组拼成的桁架结构，用于支撑预应力体系并进行粗定位；水平定位桁架由水平[8撑杆及定位钢板等组成，用于预应力体系的精确定位。在水平桁架上设置预应力锚杆调位器，用于锚杆精准调位。

图2 预应力筋定位支架调位器示意图

2.钢混组合段预应力施工

（1）对于钢筋的操作

首先，先对钢筋进行一系列的质量试验，然后进行下一步的钢筋加工操作。在对钢筋进行焊接的时候，其长度大于五个钢筋的直径，并且在内力最小的位置以错开形式安装接头。其次，对于焊接接头面积进行严格控制，一般不能超过百分之五十。最后，在完成了钢筋的加工、安装等环节后，将钢筋运输到施工现场进行捆绑。

（2）对于波纹管的操作

首先，按照施工图纸的要求，使用定位筋将波纹管固定到指定位置，且保持波纹管道平稳、无折角。其次，所有波纹管道的接头长度需要以5D为基准，并且用大一号波纹管扭紧套入，然后使用胶带纸对各个接头位置进行密封处理，以避免出现混凝土浆进入波纹管道内现象。需要注意的是，如果波纹管的安装位置和非预应力钢筋出现了重合或者矛盾情况，以波纹管道为先。此外，在波纹管端部位置进行锚垫板安装的时候，确保与孔道的中心位置线的垂直状态，不能随意移动。最后，当完成了上述安装操作之后，对波纹管端部做好密封处理。

（3）对混凝土浇注的操作及其养护处理

首先，在进行混凝土运输及浇筑的时候，需要确保一次成型；其次，对于浇筑顺序为腹板——底板——顶板，然后对T构对称使用分层浇筑方式，由前向后进行浇筑，每层为30cm。此外，在使用振动棒时，确保振捣的频率、速度规范性。如果使用的振捣器型号是直径为三十型的插入式振捣器，主要运用在管道空间小的位置，切忌随意碰撞预应力管道或者模板部位。当对混凝土振捣平整之后，开展第一次抹面及第二次抹面。最后做好养护，利用草袋等进行覆盖，确保润湿状态。

（4）对于张拉的操作

对于张拉的操作处理要点如下：①在进行箱梁浇筑的时候，需要选择数量充足的同条件养生试块。其次，对于同条件养生试块的强度具有一定的要求，必须到达100%方可进行下一步操作。②在开展预应力张拉的时候，由相关的专业团队进行操作，并且确保使用的设备、型号、性能符合相关规定，且保持一致性。其次，在使用像千斤顶、油压表等等设备时，确保操作精准度；此外，在使用钢绞线、锚具等工具之前，做好抽样试验工作，确保功能完好后方可使用。③在准备进行张拉之前，对施工区域杂物进行清理，例如张拉操作工作区、承压板与钢绞束周边多余的灰浆等等，并且对孔道进行抽样检查，确保其摩阻参数符合相关标准。④对于施工技术人员要做好上岗前期的技能培训，详细讲解张拉应力和量测伸长值双控法的具体操作及注意事项。⑤在进行预应力张拉的时候，其顺序为：第一步规范化安装锚具、千斤顶；第二步将初步的张拉应力调整到15%бcon；第三步，开始进行初步伸长数值的测量与记录；第四步，将张拉到100%бcon（持荷2min），并且记录相关伸长数值；第五步，通过记录的数据对比和记录实际张拉伸长数值；第六步，回油自锚，将千斤顶移开；第七步，认真检测是否出现滑丝情况。

其中，平均张拉力的计算公式为：Pp = P[1-e-（uθ+kx）]/ （kx+uθ）

理论伸长值计算公式为：ΔL= Pp×L/（Ag×Eg）

除了对实际伸长值进行测量之外，还需要增加初应力时的推算值，其公式为：

ΔL0 =0.15σkL/（Ag×Eg）

（5）对于孔道的压浆操作

在对孔道开展压浆操作的时候，其操作内容如下：①一端向另一端进行压浆。如果管道长度大于35m，设置三通作为过渡，顺序为：一端压浆——三通出浆——另一端压浆。②做好压浆的筹备工作。准备压浆设备及材料，确保功能完好；杜绝管道内有积水的情况，必要时用空压机进行吸水处理。查看支架是否安全、稳固。③压浆操作。首先使用普通硅酸盐水泥，控制水灰比范围为0.4到0.45，浓稠度范围为14s到18s。然后，在拌和机内加水及水泥进行拌和，最后添加膨胀剂。膨胀剂用量保持在水泥总量的0.01%以内，膨胀率小于10%。

（6）封锚操作

将多余的钢绞线清除，对其洒水以防止热量传递。在封端位置使用同一种混凝土进行浇筑，此环节主要是人工操作。当混凝土完全成型冷凝后，采取不低于七天的洒水养护。

3.钢混组合段预应力施工的注意事项

竖向预应力筋在承台第一层施工过程中预埋，水平预应力筋在D节段拼装前安装，钢混组合段混凝土施工完成后，进行预应力筋的张拉，钢混组合段预应力筋张拉、压浆及封锚等工艺与系梁预应力筋相同，在此不做赘述。钢混组合段预应力筋施工注意事项如下：

（1）测量队根据设计图纸，精确计算每根预应力筋的平面位置、角度、控制点坐标等数据，预应力筋安装时严格控制其精度；

（2）预应力波纹管外侧包裹防火布进行防护；

（3）塔身D节段拼装焊接时，注意加强对预应力筋的保护，防止对其造成损伤；

（4）承台施工机械应安排专人指挥，防止对预应力筋产生冲撞；

（5）塔内混凝土灌注时，提前预留横向预应力张拉空间，待预应力张拉完成后，灌注该部位混凝土。

三、结语

综上所述，在钢混预应力的施工中，首先要弄清钢混组合梁预应力设计，编制科学可靠的预应力施工方案，按照规范的流程进行施工操作，保证整个工程的顺利进行，提高工程质量。