连续箱梁后张法预应力施工质量控制

一、工程概况
丹东市三号干线跨线桥采用三跨变截面预应力混凝土连续梁桥结构，跨径组合为40m+60m+40m，跨越沈丹铁路和大沙河。与沈丹铁路斜交，交角为57.62°。该桥为单幅桥，桥面全宽26m，净宽25m，断面形式为：2×0.5m（防撞墙）+2×2.5m（人行道）+2×2.75m（非机动车道）+4×3.5m（机动车道）+0.5m（中间护栏）=26m。连续梁段全长139.84m，平曲线位于400m圆曲线上，两端与引桥衔接。单箱六室顶板宽26m，底板宽21m，悬臂长2.5m，支点处梁高3.6m，跨中梁高1.7m。箱梁中墩采用2根直径3m钢筋混凝土柱式桥墩，边墩采用2根直径2.5m柱式桥墩，基础采用直径1.5m钻孔灌注柱（群桩承台）。
二、施工质量控制
1、预应力钢绞线施工
1.1 预应力钢绞线施工次序
本工程在钢绞线的施工时，先进行穿索，即在混凝土浇筑前将预应力索穿进管道，管道为塑料波纹管，3㎜厚，∮100圆管。先穿索的方法可有效降低穿不进索的风险。使用卷扬机拖拉的方法，将一组15根钢绞线熔渣焊接在一起，头部加金属圆罩，穿索后截去焊接影响部位预应力钢绞线。波纹管要平直、圆顺、通直，钢绞线穿束前要将孔道清理干净，防止杂物阻碍钢绞线的穿束。预应力筋预留孔道的尺寸和位置偏差应符合设计和规范要求，施工中如果钢筋和预应力塑料波纹管发生空间干涉时，可适当移动钢筋的位置以保证预应力钢绞线和塑料波纹管位置的准确。
1.2 预应力钢绞线张拉质量控制
1）后张法建立预应力，是靠锚具来传递和建立预应力。如果锚具不合格，预应力张拉时或者在张拉后，锚板、垫板、或者夹片锚的夹片容易破碎。所以锚夹具的质量非常重要，使用前应按要求对锚夹具、连接器进行外观、硬度、静载锚固试验和挤压锚头工艺抗拔试验，合格后才能用于工程施工。

1. 钢绞线穿入梁体后，要尽快张拉，停放时间不能超过48小时，否则应采取防锈措施；
2. 预应力张拉施工前，要对压力表、千斤顶进行联合标定，绘出关系曲线，以便用于施工。
3. 预应力束采用两端张拉，张拉中采取张拉力和伸长值双控的措施，以张拉力为主控，伸长值校核。

5）预应力桥梁在没有特殊规定的情况下，施工时可以采用分批、分阶段对称张拉，以保证张拉的合力作用线处在构件核心界面以内，防止构件截面产生过大的偏心受压和边缘拉力。曲线预应力筋或长度≥25m的直线预应力筋与孔道壁的摩擦力较大，宜两端张拉；否则，一端锚固，另一端张拉会使摩擦阻力集中在一端的锚具和千斤顶上，使实际预应力可能达不到要求。对于长度＜25m的直线预应力钢绞线或直线精轧螺纹钢筋可在一端张拉。
1.3 千斤顶安装及质量控制（用400T千斤顶）
千斤顶在预应力张拉过程中至关重要，千斤顶的安装是否可靠、安装位置正确与否都会影响到张拉应力，从而关系到预应力张拉能否顺利进行。
1）限位板、锚具和千斤顶必须配合，保证限位板、锚具和千斤顶三者的孔道在同一轴线上，以保证限位正确；
2）要注意控制千斤顶的回油过猛的现象，防止由于过大的冲击振动，形成滑丝；
3）千斤顶的安装支架一定要固定牢靠，防止出现千斤顶移位和倾斜；
4）要注意检查千斤顶和高压油泵的工况，及时发现设备故障，及时解决。
2、预应力钢绞线张拉计算
预应力筋的张拉采用张拉应力与伸长值双控的措施，即以张拉应力为主，伸长值进行校核。在预应力筋张拉实施前，要对张拉应力和伸长值进行理论值的计算，确定设计范围。实际伸长值与理论伸长值差值应控制在6%以内。在施工中，要对伸长值进行检测，当检测值与理论值偏差较大时，应暂停张拉，并采取调整措施。因此，伸长值的校核可以综合反映张拉力是否足够，以及预应力筋是否存在异常现象。
预应力钢绞线的理论伸长值△L（mm）按下式计算：
△L=Pp L/Ap Ep
式中：Pp – 预应力筋的平均张拉力（N）,直线筋取张拉端的拉力；
      L - 预应力筋的计算长度（mm）；
      Ap - 预应力筋的截面面积（mm²）；
      Ep – 预应力筋的弹性模量（N/ mm²）。
预应力筋张拉时，从固定端先调整到初应力σ₀，该初应力为张拉控制应力σ_con的10%，伸长值从初应力时开始量测。将预应力钢绞线拉直，锚固端和连接器处拉紧，在预应力钢绞线上选定适当的位置刻画标记，作为测量延伸量的基点，再从张拉端张拉控制应力到σ_con的20%并量测伸长值 ₂，最后张拉到σ_con，量测伸长值 ₁，预应力筋张拉的实际伸长值 (mm)，可按下式计算：
= _l+ ₂
式中： _l——从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值(mm)；
₂——初应力以下的推算伸长值(mm)，采用相邻级的伸长值,即10%σ_con～20%σ_con的实测伸长值(mm)；
一端固定，一端多根张拉。千斤顶必须同步顶进，保持横梁平行移动，预应力钢束均匀受力，分级加载拉至设计张拉应力。
本工程中，纵、横向张拉控制应力为1340MPa，持荷时间0→初应力持荷2min OK（锚固）。
3、孔道压浆（C40水泥）的施工技术与质量控制
真空灌浆是后张法预应力施工的一项关键技术，其基本原理是：压浆前在孔道的一端用真空泵对孔道进行抽真空使之产生-0.1MPa左右的真空度（真空度达到80%以上），然后用灌浆泵将优化后的特种水泥浆从孔道的另一端灌入，直至布满整条孔道，并加以之不小于0.7MPa的正压力稳压3min，以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度。
3.1 施工工艺
1）张拉施工完成后，用切割机切除外露的钢铰线（注意钢铰线的外露量≤30mm）进行封锚，封锚48小时之内灌浆。并用清水冲洗孔道，高压风吹干净。
2）清理锚垫板上的灌浆孔，确定抽真空端及灌浆端，安装引出管球阀和接头并与真空机相连，并检查其功能。
3）搅拌水泥浆，使其性能达到技术指标。水胶比不超过0.34，流动度不应大于
22s，30min后不应大于35s，压浆时浆体温度不超过35℃。
4）待储浆罐的水泥浆的浆量达到不少于所要灌浆的一条孔道所需的灌浆量的1.3倍之后，启动真空泵，使真空度达到-0.06～-0.1MPa并保持稳定。
5）启动灌浆泵，当灌浆泵输出的浆体达到要求稠性时，将泵上的输送管接到锚垫板上的引出管上，开始灌浆，灌浆过程中，真空泵持续工作。
6）观察排气管的出浆情况，当浆体稠度和灌入之前稠度一样时，关掉排气阀，仍继续灌浆2～3min，使管道内有一定的压力，最后关掉灌浆阀。
7）拆下抽真空管的两个活接，卸下真空泵；拆下空气滤清器和灌浆胶管，清洗灌浆泵、搅拌机、阀门、空气滤清器以及粘有灰浆的工具。
3.2 质量控制要点
1）管道的密封性要好，波纹管的接头要密封，压浆要在工具锚板的封锚水泥砂浆达到一定强度后进行。
2）浆体配方要严格控制，水灰比、流动度、泌水性要达到技术要求指标，并在搅拌后做相关试验测试。

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