体外预应力在大跨径桥梁上的应用与施工

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１—９１０７．２００９．１１．０２９

体外预应力在大跨径桥梁上的应用与施工

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许杰，．张天伟２

Ｉｌ重庆市建筑科学研究院监理公司重庆４０００２０２中交二航局二公司重庆４０００４２）摘要：本文主要介绍了体外预应力索在莱大垮径桥粱中的应用与具体施工方法。同时，结合某大跨径桥渠体外索张拉断丝原因的分析及处理，提出了在大垮径桥粱体外预应力索施工中应注意的事项及建议。

关奠词：体外预应力；大跨径桥粱；施工方法；钢绞线断丝；分析处理；建议

中圈分类号：Ｕ４４５．４文献标识码：Ａ文章编号：１６７１—９１０７（２００９）１１—００２９—０４

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄａｍｉｌｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｅｘｔｅｍａｌｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｃａｂｌｅｓｉｎｃｅｒｔａｉｎｌｏｎｇ－ｓｐａｎｂｒｉｄｇｅ，ａｎｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅ∞ｕ辩ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｔｒｅａｌｍｅｎｔｏｆｂｒｏｋｅｎｗｉｒｅｓｏｆｓｔｅｅｌｓｍｍｄｓ，丘ｎａｌｌｙ，ｐｒｏｐｏｓｅｄｓｏｍｅｅｏｍｉｄｅｒａｆｉｏｍａｎｄｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｆｏｒｅｘｔｏｍａｌｐｒｅ－ｓｔｒ嘟ｉｎｇｃｏｎ—ａｌｌｃｔｉＯｌｌｏｆｌｏｎｇ－ｓｐａｎｂｒｉｄｇｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄ：ｐｒｅ－ｓｔｒｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｌｏｎｇ—ｓｐａｎｂｒｉｄｇｅ；ｃｏ－－ｏｎｍｅｔｈｏｄ；ｂｒｏｋｅｎｗｉｒｅｓｏｆｓｔｖｅｌｓｔｒａｎｄｓ；ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ

１工程概况

某特大桥因受地形、位置、景观、通航等诸多边界条件的限制，设计为连续梁＋连续刚构组合梁桥，桥跨布置为８７．７５ｍ＋４Ｘ１３８ｍ＋３３０ｍ＋１３３．７５ｍ，桥梁总长１１０３．５ｍ，其中３３０ｍ为跨越长江的主跨（见图１），桥面全宽１９ｍ，单向四车道。上部结构主梁为变截面单箱单室三向全预应力结构。

图１桥跨布置图

对于大跨径预应力钢筋混凝土结构，其自重十分巨大，交通汽车荷载远远小于桥梁自重。过高的恒载应力难以提高其跨越能力。因此，对于跨径达３３０ｍ的预应力钢筋混凝土箱梁结构，设计者采用了钢～预应力混凝土组合结构形式，即将主跨跨中１０８ｍ混凝土箱梁改为钢箱粱，这样不但降低了结构自重，增强了连续刚构的跨越能力。还有效地改善了因混凝土收缩徐变对大跨度结构后期线形变化的不利影响。

由于在主跨跨中采用了钢箱粱．全桥混凝土箱粱结构体内的纵向预应力索到此中断。为保证全桥纵向预应力的连续传递。在钢一混凝土组合跨箱梁中采用了体外预应力索。以建

收稿日期：２００９．８．１０

作者简介：许杰（１９８１．），男，学士，助理工程师。

张天伟（１９７２－），男，大专，工程师。立和传递纵向预应力，提高和调整结构的纵向承载能力。

体外预应力索采用１６柬２７中１５．２４环氧喷涂无枯结钢绞线成品索。其组成由内向外为：ＰＣ钢绞线一环氧涂层一防腐油脂一内层ＨＤＰＥ护套一高强聚脂带一外层ＨＤＰＥ护套。由于具有多重防腐功能，防腐性能良好。

体外预应力布置在主跨３３０ｍ内，一端锚固在５群墩悬臂箱梁衅块横隔墙上部，左右（纵桥向上下游侧）各布置８束，通过设置在箱梁顶、底板上的转向装置穿越１０８ｍ钢箱梁。再经转向装置将另一端锚固在７撑墩悬臂粱皑块横隔墙上部（见图２、图３）。

图２体外索在主梁内布设位置

图３体外索在桥墩处箱梁横隔板上的布置考虑到桥梁长期运行和箱梁混凝土收缩徐变及预应力索松弛等因素，并考虑后期再次张拉。体外预应力锚具可以进行

换索、调整索力，因此，设计有螺母和锚杯，锚杯上ｌｊ口７－有螺

重庆建筑３０ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ

纹，通过张拉调节螺母，可实现调节索力和整体换索，还可以提升钢箱梁因桥梁长期运行引起的下挠度，保持其设计线形。

２体外索施工及问题的处理

２．１体外索施工

体外索在全桥主体结构完成后施工，安装施工流程如下：一．匝堕塑堕悃

（１）预埋。张拉锚固端和转向装置无缝钢管，此项工作在混凝土箱梁皑块和相关节段悬臂浇筑时由土建施工单位按照设计提供的坐标位置进行预埋。

（２）穿索。成品索制成盘运到桥面，分别在５群悬臂粱和错悬臂梁的嘣块顶板上预留中８００圆孔．混凝土箱梁悬浇期间作为施工人员上下通道，体外索施工时作为索体的进口，并在７撑悬臂梁及钢箱梁顶板上开孔设５ｔ卷扬机用系在钢丝绳上的牵引头逐步牵引。牵引速度要慢，注意保护索体ＨＤＰＥ不被刮伤（图４）。

图４成品索制成盘

当体外索进入箱梁既定位置后。根据体外索两固定端的设计线形距离，剥除两端ＰＥ层，其长度确保在张拉力达到设计要求后，索体ＰＥ层仅进入预埋钢管的长度在１００～６００ｍｍ（预埋管内的空间应由防腐料填充），然后用清洗剂清除裸露的钢绞线上的防腐油脂及污物。由于此时体外索呈自由悬挂状态。因此ＰＥ层的剥除长度应计算这部分挠度值。

（３）张拉体外索

张拉准备：配套标定张拉机具、安装工作锚板及夹片．在箱梁顶板或脚手架上设吊挂点（图５）。

张拉机具安装

顺序：悬浮张拉限

位装置一千斤顶一

前工具锚板一前

工具夹片一挂张拉

撑脚一后工具锚

板＿后工具夹片，

图５张拉准备图

见图６。

图６整体张拉机具示意图

张拉机具按以上顺序安装好以后．尽量使张拉机具的张拉作用线与索体的轴线重合一致，以使受力合理。

整体张拉：

每根体外索两端对称同步张拉．张拉控制程序为０－－－＊１０％８耐一２０％８。－－＊１００％８。（持荷２分钟）一锚固。由于体外索张拉前呈悬挂状态，不像体内索在波纹管内，因此有较长的自由长度，应事先预紧。由于索长３３０多米，张拉伸长量较大，千斤顶一个行程不能张拉到位，需多次回顶张拉。为防止反复张拉使工作夹片失效，采用“悬浮”张拉施工方法，即在千斤顶前端增加一套工具锚及撑脚，在每次张拉时，工作夹片于限位装置内处于放松状态，在回油倒顶时，因有后工具锚夹片锁紧钢绞线，工作夹片也不会咬住钢绞线。工作夹片始终处于“悬浮”状态，直到张拉到设计控制力后，旋紧限位装置的螺母，压紧工作夹片，随后千斤顶回油放张，使工作夹片锚住钢绞线，完成整体张拉。

体外索的预应力张拉实行应力控制，伸长值校核，其理论伸长值△Ｌ的计算公式同体内预应力。

锚头预埋管内防腐：采用灌浆泵灌注防腐油脂。

防松装置及保护罩的安装：利用专用工具将防松装置拧

紧，保证工作夹片不松动。用油脂对锚头进行防腐处理后再安