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1 工程概況

昆山市中環(huán)快速化改造工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁的預(yù)應(yīng)力專項(xiàng)施工內(nèi)容主要包括364 聯(lián)高架橋箱梁、201 聯(lián)匝道橋箱梁、掛籃懸澆橋4 座（包括金雞河大橋、婁江大橋和張家港大橋左右輔道）及系桿拱橋2 座（金雞河FY輔道、FZ輔道）。其中現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱梁主線標(biāo)準(zhǔn)段橋?qū)?5.5 m，跨徑30 m左右，采用單箱4 室斷面，梁高1.8 m。混凝土強(qiáng)度為C50，結(jié)構(gòu)形式為簡(jiǎn)支連續(xù)梁，以3或4 跨連續(xù)梁為主，如圖1所示。頂板沿橫向布置預(yù)應(yīng)力扁管束。

預(yù)應(yīng)力專項(xiàng)施工是該工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的安全與耐久性有非常大的影響。為使預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，需對(duì)其制作、張拉及灌漿的各施工環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控[1-3]，盡可能避免產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量通病。

圖1 主線標(biāo)準(zhǔn)段現(xiàn)澆箱梁斷面形式

箱梁中的預(yù)應(yīng)力筋布置形式：腹板、底板和頂板沿縱向布置預(yù)應(yīng)力束，端橫梁、中橫梁沿橫向布置預(yù)應(yīng)力束，

2 制作與安裝

2.1 預(yù)應(yīng)力筋制作

2.1.1 預(yù)應(yīng)力筋下料

1）預(yù)應(yīng)力筋的下料長(zhǎng)度應(yīng)通過計(jì)算確定，計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮箱梁結(jié)構(gòu)的孔道長(zhǎng)度、錨夾具厚度、張拉用千斤頂長(zhǎng)度、彈性回縮值和外露長(zhǎng)度等因素；

2）預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)在平坦?jié)崈舻膱?chǎng)地采用砂輪鋸或切斷機(jī)下料，不得采用電弧切割。

2.1.2 鋼絞線擠壓錨的制作

擠壓錨具制作時(shí)，應(yīng)采用配套的擠壓制作，擠壓后預(yù)應(yīng)力筋外端應(yīng)露出擠壓套筒2～5 mm，若不符要求，應(yīng)切斷鋼絞線，重新擠壓；擠壓頭應(yīng)緊貼固定錨板。

2.2 管道安裝

波紋管安裝前，應(yīng)準(zhǔn)確確定波紋管（或定位鋼筋）的位置，尤其是曲線段?？刹捎妙A(yù)應(yīng)力箱梁施工圖表軟件繪制箱梁預(yù)應(yīng)力鋼束大樣圖，鋪放施工時(shí)以梁底模板為基準(zhǔn)，直接量出控制點(diǎn)的高度，標(biāo)在箍筋上，定出波紋管曲線位置。

定位后的管道應(yīng)平順且與錨墊板垂直，管道應(yīng)采用定位鋼筋固定，使其能牢固地置于模板內(nèi)的設(shè)計(jì)位置，并在混凝土澆筑期間不產(chǎn)生位移。定位筋間距應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，一般情況下，對(duì)于直線段定位筋間距取0.8 m，曲線段加密至0.4 m。管道縱、橫坐標(biāo)定位宜采用φ12 mm鋼筋焊接成U字形定位架，并按標(biāo)定位置點(diǎn)焊在箍筋上（圖2）。

圖2 波紋管定位支架示意

波紋管安裝時(shí)，應(yīng)去掉端頭毛刺、卷邊和折角，梁端預(yù)應(yīng)力管道應(yīng)凸出混凝土表面15 cm左右，盡量避免反復(fù)彎曲，以防管壁開裂，同時(shí)還應(yīng)防止電焊火花燒傷管壁，若有輕微灼傷應(yīng)采用膠布包裹好，若燒傷嚴(yán)重則換管。波紋管的接長(zhǎng)可采用大一號(hào)的同類波紋管作為接頭管，接頭管長(zhǎng)度規(guī)定管徑90 mm以下為350 mm，以上則為450 mm。接頭管兩端用密封膠帶對(duì)稱纏裹不少于2 層，寬度不小于80 mm，避免混凝土澆筑時(shí)水泥漿滲入管內(nèi)造成管道堵塞。

波紋管安裝后，應(yīng)檢查波紋管的位置、曲線形狀是否符合設(shè)計(jì)要求，保證管道直線段平順、曲線段圓滑。檢查波紋管的固定是否牢靠、接頭是否完好、管壁有無破損等，如有破損，應(yīng)及時(shí)用膠黏帶修補(bǔ)。

所有管道在各連續(xù)跨最高點(diǎn)、預(yù)應(yīng)力束的固定端設(shè)排氣或泌水孔，泌水管（可兼作排氣管）選擇內(nèi)徑為20 mm可接長(zhǎng)的硬塑性管，與管道之間的連接應(yīng)采用塑料弧形壓板，并設(shè)海綿墊片。灌漿時(shí)，泌水管中漿體水平面應(yīng)比結(jié)構(gòu)頂面高0.5 m左右方可封閉該泌水管。

扁錨與腹板束錨盒及人孔沖突時(shí)，應(yīng)改單端張拉為兩端張拉，鋪放時(shí)仍須穿好扁管及鋼絞線，澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)不時(shí)抽動(dòng)鋼絞線，防止堵孔。腹板束張拉時(shí)，拔出扁管中的鋼絞線，待腹板束張拉好后，再穿入鋼絞線張拉，修補(bǔ)好孔道再進(jìn)行灌漿。同時(shí)應(yīng)注意對(duì)人孔處外露部分扁管的保護(hù)，壓漿前應(yīng)檢查是否有破損，若有則應(yīng)修補(bǔ)后再灌漿。

2.3 錨墊板預(yù)埋

1）箱梁縱向束和橫梁內(nèi)的橫向預(yù)應(yīng)力束錨墊板下，一定要按圖紙及錨具配套要求設(shè)置螺旋筋，避免錨固后出現(xiàn)裂縫。

2）設(shè)置端部鋼筋網(wǎng)和預(yù)埋錨墊板位置要準(zhǔn)確，應(yīng)將錨墊板固定在端模板上，不得平移或轉(zhuǎn)動(dòng)，保證錨固面與鋼束垂直。

2.4 預(yù)應(yīng)力穿束

預(yù)應(yīng)力穿束時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）本工程預(yù)應(yīng)力筋采用先穿束再澆筑混凝土的方式，穿束前應(yīng)檢查錨墊板和孔道，錨墊板位置應(yīng)準(zhǔn)確，孔道內(nèi)應(yīng)暢通，無水和其他雜物。預(yù)應(yīng)力筋張拉端的外露長(zhǎng)度，對(duì)于扁錨應(yīng)不小于300 mm，對(duì)于群錨應(yīng)不小于700 mm。

2）根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度選擇穿束方式，一般腹板束可采用穿束機(jī)單根穿束，橫梁和頂?shù)装孱A(yù)應(yīng)力束采用人力單根穿束。

3）在預(yù)應(yīng)力筋穿設(shè)在管道中后，應(yīng)采用鋼絞線專用包裝紙及封箱帶臨時(shí)保護(hù)外露的鋼絞線并將管道端部封閉，以防止鋼絞線銹蝕和雜物進(jìn)入（圖3）。

圖3 預(yù)應(yīng)力穿束及保護(hù)示意

4）在設(shè)有預(yù)應(yīng)力筋的箱梁附近進(jìn)行電焊時(shí)，應(yīng)對(duì)預(yù)應(yīng)力筋、管道和附屬構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)，防止濺上焊渣或造成其他損壞。

5）預(yù)應(yīng)力穿束完成后，應(yīng)進(jìn)行全面檢查，以查出可能被損壞的管道。

3 混凝土澆筑

1）混凝土澆筑前[4-6]，應(yīng)對(duì)預(yù)埋管道的定位以及管道連接處、預(yù)埋管與錨墊板連接處、錨墊板上喇叭口和灌漿孔、排氣管和泌水管等部位的密封性進(jìn)行檢查，并進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收，當(dāng)確認(rèn)合格后方可澆筑混凝土。

2）澆筑混凝土?xí)r，可選用插入式振動(dòng)器進(jìn)行振搗。對(duì)箱梁腹板與底板及頂板連接處的承托、張拉端和固定端以及其他鋼筋密集部位，應(yīng)采取有效措施加強(qiáng)振搗，保證混凝土澆筑密實(shí)；嚴(yán)禁直接對(duì)準(zhǔn)預(yù)留孔道下料，并避免振動(dòng)器直接觸碰預(yù)應(yīng)力筋的管道、錨具預(yù)埋件等。

3）混凝土澆筑過程中，應(yīng)隨時(shí)檢查預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)的模板、支撐、預(yù)留孔道、固定端墊板和張拉端錨墊板的穩(wěn)固性，發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)、變形、移位和孔道漏漿時(shí)應(yīng)及時(shí)處理。

4）預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的側(cè)模宜在張拉前拆除，且拆除時(shí)的混凝土強(qiáng)度應(yīng)能保證其表面及棱角不受損壞。底模及其支撐應(yīng)在預(yù)應(yīng)力筋張拉完成、且孔道灌漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可拆除。

4 預(yù)應(yīng)力張拉

4.1 張拉前的準(zhǔn)備工作

張拉前的準(zhǔn)備工作包括：拆除張拉槽口處模板并搭設(shè)相關(guān)張拉操作平臺(tái)、提供混凝土強(qiáng)度試件報(bào)告、報(bào)送張拉通知單及張拉任務(wù)單、張拉設(shè)備標(biāo)定、預(yù)應(yīng)力主要材料復(fù)試檢驗(yàn)、張拉端端部清理和錨具安裝等。

4.2 張拉施工技術(shù)要求

1）混凝土強(qiáng)度：應(yīng)達(dá)到90%以上設(shè)計(jì)強(qiáng)度值且齡期不少于7 d，方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。

2）張拉控制應(yīng)力：縱向預(yù)應(yīng)力筋除圖紙中有特殊說明外，一般取0.75fpk=1 395 MPa；頂板橫向預(yù)應(yīng)力筋取0.72fpk=1 339.2 MPa。

3）張拉順序：鋼束應(yīng)遵循均勻、橫斷面內(nèi)左右對(duì)稱的原則張拉，即部分橫梁鋼束→縱向腹板鋼束→縱向頂板鋼束→縱向底板鋼束→剩余橫梁鋼束→橋面橫橋向鋼束；每種鋼束的張拉原則為先長(zhǎng)后短。

4）張拉伸長(zhǎng)值控制：采用以張拉力為主，伸長(zhǎng)值校驗(yàn)的方法。與理論伸長(zhǎng)值相比較，誤差不超過±6%。張拉施工前，應(yīng)根據(jù)送檢該批次鋼絞線的實(shí)際彈性模量、預(yù)應(yīng)力筋各分段長(zhǎng)度及轉(zhuǎn)角復(fù)核理論伸長(zhǎng)值。

5）油壓表讀數(shù)穩(wěn)定后的穩(wěn)壓時(shí)間最短不得少于5 min。

6）安裝好千斤頂，在工具夾片后均勻噴漆，可有效杜絕群錨采用250 kN小頂單根張拉、漏拉及輔助校核伸長(zhǎng)值。

7）副表貼上各級(jí)張拉力的讀數(shù)，以便工人操作。

5 壓漿與封錨

5.1 灌漿工藝及技術(shù)要求

1）預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行孔道壓漿，并切實(shí)保證壓漿質(zhì)量；水泥漿28 d抗壓強(qiáng)度不得低于M50。

2）為滿足橋涵施工規(guī)范的漿體性能要求，本工程灌漿材料一律采用預(yù)拌成品灌漿料。

3）孔道灌漿前，應(yīng)對(duì)錨具夾片空隙和其他可能漏漿處采用高強(qiáng)度等級(jí)水泥漿進(jìn)行封堵，待漿體達(dá)到一定強(qiáng)度后方可灌漿。

4）灌漿應(yīng)緩慢、連續(xù)進(jìn)行，直至排氣孔排出與灌漿孔相同稠度的漿體后，將排氣孔按漿體流動(dòng)方向依次封閉，當(dāng)孔道灌滿并全部封閉后，應(yīng)再繼續(xù)加壓至0.5～0.7 MPa，關(guān)閉進(jìn)漿閥，穩(wěn)壓3～5 min后封閉灌漿孔。待漿體初凝后方可拆除端部進(jìn)漿孔和出漿孔閥門。

5）漿體自拌制至壓入管道的延續(xù)時(shí)間，一般控制在30～40 min范圍內(nèi)，在配制和壓注過程中應(yīng)連續(xù)攪拌，漿體進(jìn)入壓漿泵之前應(yīng)通過3 mm的篩網(wǎng)進(jìn)行過濾。

6）壓漿時(shí)，每一工作班應(yīng)制作留取不少于1 組6 塊尺寸為40 mm×40 mm×160 mm的試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度試驗(yàn)，作為質(zhì)量評(píng)定的依據(jù)。

7）孔道灌漿應(yīng)填寫施工記錄。記錄項(xiàng)目應(yīng)包括：灌漿材料、配合比、灌漿日期、攪拌時(shí)間、出機(jī)初始流動(dòng)度、環(huán)境溫度、灌漿壓力和灌漿情況等。

8）制漿和灌漿過程中，質(zhì)量監(jiān)督人員應(yīng)進(jìn)行旁站監(jiān)督，確保灌漿后孔道內(nèi)漿體飽滿、密實(shí)。

5.2 補(bǔ)漿

為確保灌漿密實(shí)性，灌漿后應(yīng)采用手動(dòng)壓力補(bǔ)漿或重力補(bǔ)漿措施。補(bǔ)漿時(shí)，攪拌均勻的水泥漿可盛放于特制的小車中，沿箱梁頂面對(duì)泌水管逐個(gè)進(jìn)行補(bǔ)漿，待注入的漿體充分泌水，至管中的漿體水平面高出箱梁結(jié)構(gòu)頂面凝固后方可結(jié)束。

5.3 封錨保護(hù)

張拉錨固完畢并經(jīng)檢驗(yàn)合格后即可切除端頭多余的預(yù)應(yīng)力筋，切除時(shí)宜采用砂輪機(jī)切割，嚴(yán)禁采用電弧切割，且不得損傷錨具。預(yù)應(yīng)力筋切斷后露出錨具夾片外的長(zhǎng)度應(yīng)不得小于30 mm，最后用細(xì)石混凝土封閉。

6 結(jié)語

通過昆山中環(huán)快速化工程的預(yù)應(yīng)力施工實(shí)踐證明，上述現(xiàn)澆箱梁的預(yù)應(yīng)力關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)的控制措施是科學(xué)、合理的，在類似工程施工中可以借鑒。