简支转连续过程中负弯矩施工质量提升措施
2021-12-10曾彪杨槐龚恒
曾 彪 杨 槐 龚 恒
（中国建筑第七工程局有限公司，河南郑州 450004）
1 工程概况
曲靖三宝至昆明清水高速公路（曲靖段）土建1标控制性单位工程大地头大桥，位于曲靖市马龙区，跨越山谷及村干道，平曲线为半径1 200 m的右偏圆曲线，纵坡+0.81%。桥梁上部结构采用预制标准跨径30 m T形梁，简支转连续施工，双幅式布置，单幅10跨，每跨皆采用5榀标准宽1.8 m中梁+2榀标准宽2 m边梁（边梁悬臂结合桥梁平纵线形调整）。
预制T梁安装就位后，1#、2#、3#、5#、6#、8#、9#墩顶现浇连续段，赋予预应力组合为一联，形成连续结构桥梁，改善桥梁整体承载能力及耐久性。
墩顶连续如图1所示。
图1 墩顶连续
2 工艺原理
墩顶负弯矩张拉采用后张法。
T梁预制过程中，结合各桥桥跨、桥联实际设置布置墩顶预应力、预留孔道与结构即齿块，待梁安装至指定位置后，结合墩顶现浇连续段施工情况，混凝土满足7 d龄期及80%强度后展开清孔、穿束、张拉等工序。
墩顶现浇连续段和钢绞线的张拉，赋予连续桥梁可观的负弯矩，平衡过大的正弯矩。
简支梁弯矩如图2所示。
图2 简支梁弯矩
可以有效减小正弯矩值1/8gl2，提升桥梁的整体性、承载力和耐久性，对行车舒适具备积极作用。梁下、墩上施工难度大、整联负弯矩张拉施工周期长，两大特殊施工因素对质量的影响较大。
3 主要问题综述
传统管理及施工过程中，使用“施工准备→清孔→钢绞线制作安装→锚具夹片安装→张拉→注浆→封锚”工艺，程序化控制忽略了较多的质量影响因素，包括细节及制度落实到位程度、质量意识和安全意识警惕程度、全过程影响因素排查结果。
3.1 人为因素
整个工序的实施完成在墩顶暴露于一种不安全的情况下进行，受到特殊性、危险性、地域限制。现场交叉作业时，需要组织现场施工及管理人员明确现场施工环境危险源、张拉过程危险源，正确穿戴使用劳动保护用品及操作平台；对图纸及规范标准进行学习，明晰张拉控制质量要点、设备操作方式，建立强化安全保护意识和质量为重意识。
3.2 机械因素
负弯矩张拉设备分为单根张拉顶和整束张拉顶，优先采取配合智能张拉平台，经符合要求的标定机构检测、标定液压顶与油压表或油泵匹配关系后，结合设计及规范要求设置相关张拉参数及程序。
张拉过程会使用限位板（工具锚），是影响张拉夹片跟进不齐的根本原因之一。限位板槽深a与夹片相对锚圈平面外露垂直长度b相等。夹片本身具备逆向齿，正常张拉不会损伤钢绞线，但a
3.3 材料因素
下料前，对钢绞线原材料进行检查，检查有无划痕，检测报告有无异常。制作钢绞线下料限锢架，确保下料过程中钢绞线弹开空间有限。
进行锚具选择时，应选用铸钢制作的较为顺滑的锚垫板，且喇叭口与波纹管结合使用内插方法，利于钢绞线处于理想状态。严格控制夹片入场质量，确保其尺寸、硬度等指标均在范围内。预制梁体时，锚具务必严格采用设计型号，波纹管管径、锚垫板口径、锚圈直径、工具锚直径、千斤顶卡口直径等5个数据环环相扣，易引发反应，导致张拉困难。夹片安装前，需要严格检查夹片整洁性，不能有细石子或其他污染物。
3.4 工序的因素
根据负弯矩张拉设计施工图，按照对称、精准、优质的原则，确定结合梁片编号张拉顺序为4532671或4356217。
整体张拉程序：N1（左右）张拉至100%→N2（左右）张拉至100%。
分级张拉程序：张拉至P0（0.15P1）→持荷5 min→张拉至P1（总吨位）→持荷5 min→锚固→封锚1。
公称直径15.2 mm，7丝顺向捻芯，公称面积140 mm2，fpk为1 860 MPa，钢绞线控制应力为0.75fpk，n根钢绞线张拉控制力为n×195.30 kN。采用控制力和伸长量双指标控制。
张拉前需要对锚垫板喇叭口范围内的泡沫胶、多余波纹管等杂物进行清理。
齿块包括于梁体预制，在梁体预制过程中，负弯矩锚垫板喇叭口内采用泡沫剂妥善填充，避免较难清理的水泥浆在浇筑过程中填充。浇筑后如果发现水泥浆填充，需要在预制梁安装前进行清理。
张拉下钢绞线状态对比如图3所示。
图3 张拉下钢绞线状态对比
钢绞线下料长度误差应控制在10 cm内，避免钢绞线过长材料浪费，过短影响后续张拉。钢绞线下料长度为孔道曲线长度、锚具厚度、齿块预留封锚槽口深度、千斤顶工作长度、截长误差总和。钢绞线须用砂轮切断，严禁使用电焊以及氧气乙炔切断钢绞线，避免钢绞线在受热后被损伤。
钢绞线下料过后，按照每束锚索需要的数量进行堆放，在两端标记钢绞线编号。
负弯矩的穿束数量少、重量不大，直接采用整束牵引穿束，可以有效避免铰接。
针对张拉过程中易出现的同断面均匀度不满足要求问题，基于材料满足的基础，在工作夹片、工具夹片安装时，跟进夹紧，平齐；在15%张拉阶段，时刻关注千斤顶轴线与锚垫板轴线共线；在制作辅助安装千斤顶的工具时，需要前后同时设置角度调整铰链。
现浇段施工时，传统施工从锚具注浆孔处注浆，作业环境恶劣，作业工序不容易控制，注入浆体易流出，需要采用新工艺。根据负弯矩波纹管的线形结构，可以在最高点预留两个孔洞，分别用于注浆和排气。
张拉时，人员借助操作平台，在确保安全可靠前提下，进行梁下墩顶压浆，张拉锚固回顶后，在锚圈外端面5～7 cm处截断，采用梁体同标号水泥砂浆进行锚圈封锚，统一大小里程端同时封堵完成，避免压降时产生不安全行为。
压浆时，待现浇处预留的出气孔洞冒稳定稠度浆体后，逐步减小压力值，结束注浆。
3.5 环境的因素
本工程所处地区局部风力达6 m/s，施工期间工程区面临降雨问题；墩高12～23 m，属于高处作业，且作业空间狭小；桥上交叉作业；下穿乡村道路，环境较为复杂，安全形势严峻。
3.6 其他因素
从梁片预制时，其相关结构的布置和实施就已经开始影响负弯矩施工质量。预制阶段，如果负弯矩波纹管的安装和定位不符合设计及规范要求，如扭曲、张拉时必然造成钢绞线张拉力因摩擦损失过大、传递达不到理论设计状态，甚至出现结构内部应力消极作用，影响结构。
4 安全文明施工
施工前，做好安全文明施工方案，针对现场人员做好三级交底教育，就即将展开的施工进行深入的沟通交流，结合工人实际经验结合改进，对工人的错误习惯提前警示并进行纠正，切实提高全员安全意识。同时，对施工过程中产生的废弃材料进行分类收集，在指定位置集中处理，避免乱丢乱放，做好环境保护工作。
5 结语
系统地分析整个过程，统筹控制各方因素，尤其是墩顶梁下施工的安全不利因素，减少造成质量隐患的不利情况，提高负弯矩施工质量。
