谈悬臂箱梁竖向预应力施工控制

谈悬臂箱梁竖向预应力施工控制

结合青银高速济南黄河大桥跨大堤桥悬臂箱梁施工，阐述竖向预应力的张拉、孔道压浆的施工方法和控制方法，容易出现的问题以及采取的相应措施。

标签： 竖向预应力张拉；孔道压浆；管道定位；控制

1 工程概况

青银高速公路济南黄河大桥位于山东省济南市北部，是国道主干线青岛-银川公路（也是济南北绕城高速公路）跨越黄河的一座特大桥，同时也是京沪高速公路复线（山东段）的关键工程之一。其中南侧跨大堤桥是黄河南岸跨越大堤的一座变截面连续梁桥，跨径为（75+140+75）m，主梁采用三向预应力体系，管道成孔采用塑料波纹管。

2 预应力管道定位

竖向预应力定位的关键在于保证预应力筋的竖直，若竖向预应力筋的竖直程度得不到保证，不仅对以后的张拉工序造成麻烦，而且会影响预应力的有效性。

跨大堤桥0#块-12#块腹板厚度为80cm，13#块由80cm渐变为60cm，14#块-20#块腹板为60cm，本桥在每个腹板沿中心线位置布置两排预应力筋，横向间距为30cm，纵向间距为50cm，在施工过程中主要通过准确控制竖向预应力筋的上下间距来保证其竖直程度，下端通过确定腹板中心线，尺量横向，纵向间距，定出基准点，放置时使精轧螺纹钢筋底部中心与确定的基准点对准，上部采用放置张拉槽锚盒，通过控制其横，纵向间距来进行定位.上，下端的位置确定后，加定位钢筋对管道进行定位，用φ12钢筋井字型

焊接将竖向管道定位，间距为50cm.另外，在张拉时是采用连接器将钢筋接长的方法，放置千斤顶进行张拉，所以要保证钢筋露出锚具有一定的工作长度，一般此长度控制在不少于40cm。

3 预应力张拉

3.1张拉工艺

张拉时用连接器将预应力筋接长，放置千斤顶，千斤顶上端安装锚垫板和锚具将其固定，然后进行张拉。预应力筋的屈服强度为930Mpa，控制张拉应力为837Mpa，锚下100%控制张拉力为672.111kN。张拉流程为：15%应力-30%应力-100%应力-持荷2min-进行锚固-回油。为保证竖向预应力的有效性，在第一次张拉后的20天内进行二次复拉，张拉流程为100%应力-持荷2min-进行锚固-回油。（见下表1、表2）

3.2容易出现的问题及处理方法

3.2.1锚固不牢使竖向预应力施加不足。由于竖向预应力锚具采用凹槽钢垫板与锥形螺母锚固系统，其回缩现象较为明显，所以规定在第一次张拉后20天内进行二次复拉。但由于锚固时是靠人力用手动扳手将锥形螺母拧紧，所以人为因素也是造成预应力损失的一个重要因素。施工过程中为尽量减少这一因素的影响，首先在张拉前将张拉槽内的杂物清理干净，避免由于杂物堆积在垫板凹槽内使螺母不能拧紧。另外，在用手动扳手拧螺母的时候需对每一根预应力筋进行监督检查，以防止由于施工人员的懒惰行为造成预应力施加不足。

3.2.2张拉槽质量因素对竖向预应力造成影响。张拉槽的质量对张拉工序影响较大，主

要有两点：一是张拉槽位置过深使手动扳手无法拧紧螺母；二是张拉槽周围混凝土质量不佳，如表面不平整、松散等造成承载能力不足，在张拉时造成千斤顶倾斜或将混凝土压碎，都将影响预应力的施工质量，甚至对整个桥梁的质量造成隐患。对于以上两种情况，一是要在施工时对张拉槽锚盒的高度和位置进行严格控制，在放置锚盒时对锚盒顶的高度进行拉线控制，既不能使浇筑后张拉槽位置过深而影响手动扳手拧紧螺母，也不能使其位置过浅，这样浇筑后锚具就会露出混凝土面，由于本桥的桥面铺装采用10cm的沥青混凝土直接铺筑在混凝土桥面上，所以锚具露出混凝土面将影响到沥青铺装层的施工及质量。二是要在混凝土浇筑时将张拉槽附近的混凝土振捣密实，并将其顶面仔细抹平，使其具有足够的承载能力。

3.2.3张拉时连接器与预应力筋崩脱。这是在张拉过程中比较容易出现的问题，此问题不仅对竖向预应力造成了质量隐患，而且也同样成为了施工中的安全隐患。此现象出现的主要原因是连接器与预应力筋连接不充分，没有拧到位，在张拉力施加的过程中，随着应力的增加，连接器的丝扣逐渐不能承受施加的力，造成丝扣损坏，从而连接器与预应力筋崩脱。这就要求施工人员在拧连接器的时候要有足够的责任心，使连接器充分就位。另外，连接器本身属于消耗品，在使用一定次数后要及时更换，一般情况下每张拉6次需更换一个连接器。

4 孔道压浆

4.1压浆工艺

竖向预应力孔道压浆的水泥浆采用50号高强度水泥浆，水灰比按0.40控制，掺加适量减水剂和膨胀剂，配合比按水泥：减水剂：膨胀剂=100：1.06：6.4进行控制，水泥浆稠度控制在14-18S，压浆压力控制在0.3-0.4Mpa。

在放置预应力筋和管道时，管道的上、下端分别预留有压浆管和出气管，采用PUC管，使其引出梁外。压浆时，从下端的压浆管进行壓浆，待上端出浆管冒出浓浆时，将出浆管弯曲使其关闭，保持一定的持压时间。

4.2容易出现的问题及处理方法

4.2.1压浆孔道堵塞导致压浆不通。导致孔道堵塞的原因主要有：一、预留压浆管或出气管在浇筑时与原安装位置脱离，或由于压浆管、出气管口没有密封而使混凝土进入管内导致压浆不通；二、上端出气管折断，桥面砂、石等杂物掉入孔内，或在张拉时没有将张拉槽内清理干净，槽内杂物沿钢垫板凹槽掉入孔道内造成堵塞。为了避免出现以上的情况，在浇筑前，一定要将出气管、压浆管的位置固定牢固，防止在浇筑时脱离。另外，将出气管和压浆管口用胶带密封，防止混凝土进入。在张拉前一定要将张拉槽内的杂物清理干净，对于槽内特别细小的砂粒或泥土可用空压机将其吹走。在压浆之前，对引出梁体的压浆管、出气管要保护好，尽量避免发生折断的现象，尤其是顶部的出气管。

4.2.2压浆孔道上端不饱满。造成此现象的原因是压浆完毕后，在拔出压浆枪头时浆体在重力作用下产生一定的回流，使孔道上端有不饱满现象，这种现象比较常见，也比较好避免，在压浆时，上端出浆管冒出浓浆后，弯曲出浆使其关闭，保持一定的持压时间，再将下端的压浆管弯曲使其关闭，然后再拔除压浆枪头，同时上下端出气管均用铁丝将其扎牢，这样就能够保证压浆的饱满，防止出现了回流现象使上端孔道不饱满。同时，这就要求无论是上端的出浆管，还是下端的出气管，都要有一定的引出梁外的长度这样才能使其在关闭和绑扎的时候操作更为方便。

5 封锚

张拉、压浆结束后，在露出锚具3.5cm处采用冷切切断钢筋，涂环氧树脂，然后进行封锚。在封锚前需将张拉槽清理干净，将槽内浮浆凿除，并做简单的凿毛处理。封锚采用C50混凝土，塌落度应稍微大一些，这样有助于将其捣实，然后将其顶面抹平，加以覆盖，并注意防护。

6 小结

对于预应力混凝土桥梁，预应力的张拉、压浆的施工质量是影响桥梁质量的最关键的因素，尤其对于变截面连续箱梁的三向预应力体系，其竖向预应力的施工就尤为重要。所以我们要通过对现场严格的控制来保证预应力的施工质量，提高桥梁的可靠性和耐久性。

参考文献：

[1]《青银高速济南黄河大桥A合同施工图设计》总说明

[2]《公路桥涵施工技术规范》