预应力混凝土渡槽施工控制措施

预应力混凝土渡槽施工控制措施摘要:南水北调总干渠南阳段的草墩河渡槽为大型三向预应力渡槽，槽体施工中承重支架采用贝雷架，采用架立钢筋和u形筋卡精确的进行预应力筋的定位和加固；混凝土采用水平分段分层浇筑，并采用二次复振的方法保证了槽体混凝土质量。

制定了科学合理的预应力张拉程序和张拉工艺，并用摩阻试验测试槽预应力体系的孔道预应力损失，并采取综合措施降低预应力损失值，保证了预应力施工质量。

本文对槽体混凝土和预应力的施工施工工艺和质量控制措施进行了总结，以供类似工程参考。

关键词:三向预应力渡槽贝雷支架预应力张拉中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：一、工程概况草墩河渡槽位于南水北调总干渠桩号181+693～182+024，主要建筑物从进口至出口依次为：进口渐变段、进口节制闸、进口连接段、槽身段、出口过渡段、出口检修闸、出口渐变段。

渡槽采用单跨双幅布置，受力体系为简支渡槽。

跨径组成为5×30m，槽体长29.94m，渡槽重2029吨，设计水深6.26m，加大水深6.96m，上部为三向预应力矩形槽，下部为空心薄壁墩，桩基础。

单槽净宽13m，槽净高7.28m，槽端底板厚1.15m，宽15.5m，腹板底宽1.07m，顶宽0.9m，槽体高8.93m；跨中底板厚0.7m，宽15.5m，腹板底宽1.07m，顶宽0.7m，槽体高8.48m，双幅槽体间距2.5m。

二、槽体混凝土施工1.施工顺序槽体混凝土浇筑先从3#墩间第三跨施工，后分别向下游进行第四跨、第五跨逐跨施工；向上游进行第二跨、第一跨逐跨施工；每一跨作为一节施工段，槽体混凝土浇筑按槽体混凝土底面向上3.2m 高度分层浇注施工，分缝处采用预留齿槽与防水板共用方式止水，先浇筑底板和部分腹板，后浇注腹板和顶板。

每跨槽体左幅先行施工，右幅槽体晚于左幅15天左右开始施工，左幅腹板混凝土强度达到2.5mpa后，腹板模板拆除进行右幅槽体腹板混凝土施工。

2.槽体承重排架搭设及模板安装渡槽槽身采用贝雷梁支架现浇，现浇支架按两跨双幅连续梁布置，支架基础为钻孔桩扩大基础，整个支架由下至上依次为钢管支架、工钢横梁、贝雷梁、分配梁、模板等。

底模板采用厚1.8cm，长2.44m×宽1.22m竹胶板拼装。

底模安装好以后进行支架预压，对其位移、变形等方面进行测量，验证模架的实际受力反应与理论计算是否一致，准确掌握模架在现浇槽体施工过程中的实际挠度和刚度，得到模架在实际荷载作用下的弹性和非弹性变形，并消除结构的非弹性变形及正确设置预拱度，保证浇筑的槽身结构线形符合图纸设计要求，保证模架正常工作和安全使用。

3.钢筋及预应力筋安装底模板以及支座安装结束之后进行钢筋绑扎，φ20及以上钢筋采用机械连接，φ20以下钢筋采用搭接焊，钢筋交叉点采用扎丝进行绑扎，对腹板与底板钢筋交界处采用点焊加固。

底板第一层钢筋绑扎完毕之后进行底板波纹管施工，底板横向波纹管2层，纵向波纹管1层，总计3层。

施工顺序分别为横向下层预应力→纵向预应力→横向上层预应力，底板预应力施工完成之后，即开始进行底板上层钢筋安装。

预应力钢绞线由于采用夹片式锚具与穿心式千斤顶进行单端张拉，所以钢绞线下料长度为构件的孔道长度、张拉端锚垫板厚度、夹片式工作锚具厚度、张拉端外露预留长度、锚固端长度之和，在平整的场地上直线定出下料长度，用砂轮切割机切断，不得用电弧切割，钢束穿入波纹管前，按设计图纸每个孔道编号需配置钢绞线的数量，将钢绞线扎成束，每根钢绞线间应保持平行，人工穿束，困难时采用卷扬机配合。

由于槽身分为两仓浇筑，分仓线在距底板3.2m的高度，因此钢筋分为两次安装，接头采用机械连接。

腹板纵向预应力安装施工顺序从下往上逐步施工，先施工架立钢筋，其竖向位置按照图示预应力高程减去实际波纹管1/2直径所得高程确定，在腹板钢筋上标识出该位置，标识的点增设具有代表性的点，具体为端点、弧线起止点，确保预应力管道坐标准备无误，用粉笔在架立钢筋上标识出预应力管道的平面位置。

腹板竖向预应力用3条架立钢筋固定，架立钢筋横向布置在紧靠管道外缘处，3条架立钢筋竖向倾斜度与预应力管道倾斜度一致，第一道架立钢筋选择安放在固定端，第二道选择距底板2m处设置，第三道架立钢筋设置在腹板分仓处，架立钢筋设置完成之后，用粉笔标识出每道预应力管道位置。

预应力筋采用汽车吊配合人工安装，及时校核调整管道，确保预应力管道位置无误。

u形筋卡住预应力管道，同时u形筋与架立钢筋点焊，安装定位钢筋网，确保管道牢固、平顺。

4.混凝土浇筑及养护使用两套混凝土汽车泵泵送混凝土入仓，单槽体浇筑方向由跨中向两端进行，采用纵向4m分段、水平分层厚度不大于30cm连续灌筑；布料先从中间放料，利用混凝土的流动性使之由底板中间向四周扩散，两端底板及两侧腹板同步对称均匀浇筑，由两端向跨中方向推进直至底板浇筑完成；为保证腹板根部的导角（250×40）混凝土密实，在该部位的模板上预留天窗。

腹板混凝土浇筑同时均匀上升，在混凝土墙体浇筑时，要控制混凝土的浇筑上升速度，速度不能过快，避免发生意外，浇筑层铺厚度控制在30cm以内。

腹板第一分段混凝土在距离槽体内侧45cm预留宽10cm，深10cm 梯形齿槽，水平分缝布置4cm高，2cm宽遇水膨胀橡胶止水条，膨胀率≥300，保证分段间混凝土不泌水，砼结合面采取高压水冲毛为主，辅以人工凿毛，清除乳皮，确保结合面不小于6mm的自然粗糙面，清水冲净，无积渣残物。

腹板混凝土浇筑方向由两端向跨中方向进行，在跨中合拢，腹板混凝土浇筑同时均匀上升，要控制混凝土的浇筑上升速度，速度不能过快，避免发生意外，浇筑层铺厚度控制在30cm以内。

混凝土采用二次复振的方法，即在混凝土正常振捣30min后再进行一次振捣，以排除混凝土内的气泡，保证混凝土表面光洁度。

浇筑过程中注意加强倒角、交界面以及钢筋密集部位的振捣，同时在振捣时相对应的模板外侧配合人工采用橡皮锤敲击辅助振捣排气。

混凝土浇筑完毕后，表面立即覆盖土工膜和保温被保温，混凝土浇筑完毕12～18h后即开始洒水养护，使其表面保持湿润状态，在炎热干燥气候情况下应提前进行养护。

槽体第一层混凝土浇筑前，在槽身每个底板内埋设2个温度探头，其中一个埋设在底板中间部位，用于测量内部温度，另外一个埋设在腹板混凝土水平缝中间处表面向内5cm位置，用于测量混凝土表面温度。

在气温较低且温度梯度较大时段内，应进行28d龄期内混凝土的保温工作，混凝土的保温采取延长拆模时间、覆盖保温被等措施。

三、预应力张拉1.预应力钢绞线束张拉顺序槽身纵、横、竖向均采用有粘结预应力钢绞线，采用后张法施工。

纵、横、竖向钢绞线均单端张拉，底板上层横向钢绞线沿干渠流向奇数排右侧端张拉，偶数排左侧端张拉，底板下层横向钢绞线沿干渠流向奇数排左侧端张拉，偶数排右侧端张拉，竖向钢绞线采用上端张拉，纵向钢绞线在施工前进方向的一端张拉。

共配置两台300吨穿心式油压千斤顶，左右对称张拉，钢绞线张拉顺序分步如下：step1：将腹板纵向zx15、zx16束按从上向下的顺序两侧腹板对称张拉至1.0σcon。

→step2：将底板纵向zx1～zx14束中的奇数束按从两边向中间的顺序对称张拉至1.0σcon。

→step3：将腹板纵向zx17～zx19束按从上向下的顺序两侧腹板对称张拉至1.0σcon。

→step4：将底板横向hx1～hx37束和竖向sx1～sx37中的奇数束张拉至1.0σcon，同一断面上底板上下层横向钢束同时张拉，然后对称张拉两侧腹板竖向钢束，即hx1→sx1→hx3→sx3……，严禁所有底板横向钢束张拉完毕后再张拉竖向钢束，竖向预应力施工方向为从两端向跨中进行张拉。

→step5：钢束灌浆强度达到其设计强度80％后拆除支架，支架拆除宜由跨中向两端对称进行，开始施加结构的自重→step6：将底板横向hx1～hx37束和竖向sx1～sx37中的偶数束张拉至1.0σcon，同一断面上底板上下层横向钢束同时张拉，然后对称张拉两侧腹板竖向钢束，即hx2→sx2→hx4→sx4……，严禁所有底板横向钢束张拉完毕后再张拉竖向钢束。

预应力施工方向为从两端向跨中进行张拉。

→step7：将底板纵向zx1～zx14束中的偶数束按从两边向中间的顺序对称张拉至1.0σcon。

2.摩阻试验试验原理：第一幅槽体浇筑混凝土时全部采用yjm型锚具，试验对象为槽体的纵、横、竖三向预应力体系，试验的束数为腹板纵向束n1～n3各1束，底板上层横向束不少于2束，下层横向束不少于2束。

测试草墩河渡槽预应力体系的孔道预应力损失来反推管道摩阻k、μ值，并对测试结果进行分析评定，并将试验结果反馈给设计进行复核。

测试方法：试验前对选定的孔道进行穿束、安装传感器、安装锚圈（不放锚塞以便反复张拉试验）、放对中套、安千斤顶。

两端千斤顶先同时充油至3～5mpa压力，然后一端张拉，一端锚固，以张拉力10％δcon、35％δcon、60％δcon、85％δcon、100％δcon 五级，逐级张拉到稍大于设计吨位为止，各级均记录传感器、油压表、千斤顶油缸长度变化值，注意在主、被动端的传感器应同时读数。

然后千斤顶放松，再以原来的被动端改为主动端重复试验，此为一次试验过程完毕。

以上试验须重复三次，对应结果计算平均值。

孔道摩阻力导致预应力损失值δn=δk[ 1-e]，先进行直线孔道摩阻力试验，按公式弯曲孔道端部切线交角θ为零时求得孔道偏差系数k值，再进行曲线孔道的摩阻力试验，并将以上k值代入上式求得孔道摩阻系数u值。

3.钢束张拉钢束张拉按同步、对称、同时张拉的原则，按要求顺序进行张拉，本工程选用的φs15.2预应力钢绞线，每束张拉控制应力1302mpa，预应力钢束张拉时应力增加的速率控制在100mpa/min，分级张拉程序为：0→10％δcon（开始计入伸长量）→35％δcon→60％δcon→100％δcon（持荷稳压≥5min）→补足103％δcon（锁定锚固）；从10%δcon～60%con每级加载到位持荷2min再进行下级张拉，100％δcon持荷5min，补足103％δcon持荷2min。

预应力张拉采用双控，即应力控制和伸长值控制，应力控制即由压力表读数控制，伸长值控制按张拉过程实测伸长值与理论伸长值比较，预应力钢束张拉伸长量的测定值与理论伸长值相比误差不得超过±6%。

钢绞线张拉完成后，松开送油截止阀，张拉活塞在预应力筋回缩下回程若干毫米，工作锚片锚固好预应力筋，关闭回油油路截止阀, 向回程油缸送油, 活塞慢慢回程到底，按顺序取下工具夹片、工具锚板、张拉千斤顶、限位板。

在距工作夹片5cm处，采用砂轮机切除多余的预应力筋，在锚板及锚垫板之间的缝隙处涂抹环氧树脂，然后安装保护罩，用螺栓固定在锚垫板上，通过保护罩的预留孔压微膨胀水泥砂浆，将锚具密封，为压浆做好准备。