大跨度预应力连续曲线长束单端张拉

大跨度预应力曲线长束

的单端张拉施工质量控制

中铁十五局南京公司韦晓霞

【摘要】介绍青岛海湾大桥箱梁大跨度预应力曲线长束单端张拉施工工艺。对单端张拉预应力体系施工中的管道安装、钢绞线制作及预应力张拉等施工过程的质量控制要点作了详述。

【关键词】大跨度；预应力；曲线长束；单端张拉；质量控制

1. 工程概况

青岛海湾大桥是国家高速公路网青岛到兰州高速公路的起点段，主线全长 28.047 公里，其中跨海大桥 25.171 公里，大桥主线工程起于青岛侧环胶州湾高速公路李村河大桥北 200 米处，终于黄岛侧胶州湾高速公路东1公里处。顺接济青南线设计起点，中间设立红岛互通立交与红岛连接线相接。而我单位承建的青岛海湾大桥主桥部分位于黄岛区红石崖镇，工程里程为K33+200-K34+120主桥部分全长920m，桥梁上跨越胶黄铁路和胶黄公路。其中上部结构采用预应力混凝土现浇箱梁。箱梁由左右幅各4联18孔组成，有等截面和变截面两种箱梁截面形式，等高（标准段）分48m和50m 连续梁，变高连续梁为50+65+65+50m；箱梁为后张法预应力混凝土结构，采用高强度低松弛钢绞线，Rby=1860 MPa，Ey=1.95×105MPa，锚下张拉控制应力σk=1395 MPa，锚外张拉应力不超过0.8 Rby。现着重介绍纵向预应力连续曲线长束单端张拉施工的质量控制。

2．预应力体系介绍

该工程采用逐孔浇筑施工，按全预应力结构设计，采用纵、横双向预应力体系。腹板纵向预应力钢束均为22-øj15.24连续曲线长束，按单端张拉设计，各孔均离支座7.8m处设张拉端，并用连接器接长，贯通全联，最长达63m；顶、底板采用16-øj15.24、15-øj15.24和7-øj15.24三种预应力钢束，底板按两端张拉设计，顶板按单端张拉设计；横向预应力采用15-4钢束，72×22mm型塑料扁形波纹管成孔，BM15—4／BM15—4P型扁锚，沿桥轴线按0.6m间距布置。纵向均为高密度聚乙烯塑料波纹管成孔。

箱梁预应力束布置见图1。

1a1b 2 3 4 5 6

1a'1b'

2'

3'

4'

5'

6' 77a7887'

7a'

7'

8'

8'

91010999'

10'

10'

9'

9'

施加预应力应在混凝土强度达到设计强度90%以上，同时弹性模量达到设计的90%以上，方可张拉。张拉按对称张拉、各跨均先腹板曲线长束、后张拉靠近腹板底板束、全部顶板束，当一联全部完成后，再分别张拉所有剩余底板束。结合图1说明一下张拉顺序：N3—N4—N2—N5—N1—N6—N10—N7—N8。

3. 预应力体系施工质量控制

由于每联箱梁均由通长串联曲线预应力钢束组成整体，故预应力施工质量直接关系到结构内在质量和施工工期。在施工过程中，除了整个施工工序全过程严格监控和严格执行施工技术规范及设计文件外，还不断摸索、完善、选择正确的施工工艺，确保预应力施工质量和总工期。

3.1 预应力筋孔道成型

孔道成型的质量，对孔道摩阻损失影响较大，则直接影响结构建立有效预应力。再加之曲线长束孔道线形由多段曲线和直线构成的空间曲线，转折点多，因此必须精心施工。

（1）横隔梁弯起钢筋与波纹管位置冲突，通过改变弯起点与波纹管位置错开，确保波纹管位置准确。

（2）波纹管安装前仔细检查波纹管接头是否良好。安装穿送时，前端须人工引导进预设的定位网眼中。波纹管的接长连接，采用本身具有密封性能且带有观察孔的塑料管连接器连接，连接处要平顺,不能产生折角。严重变形的波纹管一律不以使用

（3）波纹管与锚垫板连接时，用密封胶或面纱将波纹管与锚垫板间的缝隙密封以防止漏浆。波纹管伸入喇叭管中的长度，应保证钢筋调整及端模安装时波纹管不会滑脱。锚垫板安装与模板面密贴稳固，且位置准确规整。

（4）在钢筋绑扎时对波纹管严格按设计线形坐标精确放线定位，从根本上保证孔道线形准确性。在腹板内外层钢筋上焊接横向钢筋作撑托，撑托钢筋上焊接半圆形钢筋作为定位网。定位网钢筋间隔：直线段800 mm，曲线段500 mm。底板定位网钢筋可直接将环形定位网与梁体钢筋焊接。

（5）波纹管安装完毕后，波纹管坐标：梁长方向误差应在30mm范围内，竖向方向误差应在10mm范围内，间距误差应在6mm范围内。波纹管曲线圆顺，尤其平弯段、竖弯段，成型的波纹管线形必须平顺，无折点。端部的预埋钢垫板应垂直于孔道中线。波纹管与锚垫板的连接应用同一材料同一规格连接头连接，连接后用密封胶封口。

（6）预应力波纹管安装完后，严格按工艺细则自检和互检，修整合格后报质检工程师。检查压浆孔、抽气孔、排气孔是否畅通，检查合格后将压浆孔、抽气孔、排气孔用封盖封住，防止灌筑混凝土时水泥浆渗入造成。

3.2 钢绞线下料、编束、穿束

单端张拉施工，钢绞线无法更换，因此保护钢绞线完好无损是一大关键。下料场地，必须远离油渍、电焊、氧割区，要保证场地平坦，下垫方木、彩条布或帆布，不能将钢绞线直接触地或与钢筋等导体接触。也不得在砼面上生拉硬拽，磨伤钢绞线。阴雨天，下料后，必须用彩条布或帆布覆盖，避免钢绞线锈蚀。下料时，采用砂轮机切割钢绞线，严禁氧割，并记录现场每卷钢绞线实际弹性模量，作为对理论伸长值进行修正的依据。按设计孔道长度加张拉设备长度，再加余留锚外不少于100 mm的总长度下料。钢绞线下料时应顺直不得有扭结弯折，出现机械弯折的钢绞线应剔除不用。钢绞线穿束采用人工穿束，穿束前检查孔道的通畅情况，孔道内应畅通，无水和其他杂物。束的前端扎紧并裹胶布。为避免钢绞线在孔道内互相缠绞，增大摩擦，尽量多根钢绞线作为整束同时接力穿入孔内。注意对孔道外的张拉预留钢绞线进行彩条布包裹防护，以免养护水或雨水浸湿。

3.3 预应力筋固定端制作

固定端采用挤压锚形式，其制作完成后埋在砼结构内，无法更换，其施工质量直接关系到单端施加预应力的成败。因此挤压施工选用专职张拉工严格按规范操作，严格控制每一道工序的质量。

（1）挤压前检查钢绞线切断面是否齐整；钢绞线、钢丝衬套、挤压元件、挤压模、挤压顶杆是否配套；挤压元件是否用柴油清洗干净：挤压元件是否涂上防锈油；挤压机活塞载空运行2-3次是否正常。

（2）挤压时在挤压元件上刷上清洁机油，同时把钢绞线顶紧、扶正、对中，观察压力表的最大读数，压力须大于32Mpa，小于60 Mpa。

（3）挤压后检查锚固头的钢丝衬套两端外露在2-5mm内；锚固头外径尺寸不得大于30.65mm，定期做锚固头拉力试验。

3.4 预应力筋施加预应力工艺

预应力筋施加预应力质量直接关系到结构建立的预应力值大小，影响结构耐劳性能和寿命，而且连续曲线长束单端施加预应力不允许失败。经过施工实践的摸索和完善形成下面施加预应力工艺。

（1）梁段混凝土浇筑完毕，务必检查预应力孔道中是否有漏浆粘结预应力筋现象，如有应予排除。

（2）梁段浇筑完砼7天试压试件，强度达45Mpa以上且弹模达到设计的90%后,方可进行预应力张拉施工,遵循设计要求的张拉顺序，即先腹板后底、顶板。两侧腹板应对称张拉，最大不平衡不超过一束。