譚志勇

（中鐵十一局集團(tuán)第三工程有限公司，湖北 十堰 442012）

0 引言

單跨徑100m以上預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋施工工序非常復(fù)雜，要保證施工質(zhì)量和施工安全，對(duì)單跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋懸灌控制是關(guān)鍵。在單跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋懸灌施工中，容易受到外力擾動(dòng)影響，出現(xiàn)載荷穩(wěn)定性失衡，導(dǎo)致單跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋懸灌施工控制穩(wěn)定性不好，因此，單跨徑預(yù)應(yīng)力懸灌控制的設(shè)計(jì)，主要是對(duì)縱向預(yù)應(yīng)力工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文重點(diǎn)對(duì)縱向預(yù)應(yīng)力工程進(jìn)行了研究，以期為工程實(shí)踐提供參考和借鑒。

1 工程概況

新建鐵路成都至貴陽(yáng)線(xiàn)，樂(lè)山至貴陽(yáng)段香壩河特大橋懸灌連續(xù)梁（剛構(gòu)、T構(gòu)）共93聯(lián)，其中，主跨度120m及以上的有9個(gè)，主跨度64m和64m～120m的有40個(gè)，主跨度24m和24m～56m的有44個(gè)，包括14根等跨連續(xù)梁和4根獨(dú)立的T形梁。

2 預(yù)應(yīng)力施工流程

在縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋成束之前，首先將預(yù)應(yīng)力管道利用通孔裝置進(jìn)行疏浚，通過(guò)壓縮空氣或高壓水清理管道中的垃圾?？v向預(yù)應(yīng)力鋼筋成束過(guò)程中，鋼絲通過(guò)孔和預(yù)應(yīng)力鋼筋連接后，由卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引通過(guò)；橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)手動(dòng)穿入。穿筋后，查看預(yù)應(yīng)力鋼筋裸露情況，確保兩頭裸露長(zhǎng)度大體一致，符合張拉要求，最后安置錨具和千斤頂。豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)切割直接生產(chǎn)成型，并且在梁段混凝土澆筑之前埋設(shè)在梁體內(nèi)。張拉次序是先縱向、后橫向，豎向預(yù)應(yīng)力筋在后面1～2段處受拉。圖1為預(yù)應(yīng)力施工流程。

圖1 預(yù)應(yīng)力施工流程

3 預(yù)應(yīng)力施工的控制要點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力項(xiàng)目是現(xiàn)澆箱梁最關(guān)鍵的部分，從預(yù)設(shè)管道的布設(shè)、錨板的安置、錨碇混凝土的振搗、拉張和注漿作業(yè)等方面都不可忽視。任何一個(gè)環(huán)節(jié)一旦產(chǎn)生問(wèn)題，就會(huì)引起質(zhì)量問(wèn)題。

待梁的懸掛強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)值的95%，彈性模量100%滿(mǎn)足設(shè)計(jì)值，齡期不低于5天后，就可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，可按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)分層次一次實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力張拉。

鋼絞線(xiàn)張緊之前徹底檢查梁體。若有任何缺陷，需提前取得監(jiān)理工程師的同意再進(jìn)行修補(bǔ)，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度，并清除承壓底板和錨下管道膨脹部分的殘余砂漿，否則不能進(jìn)行張拉。

預(yù)應(yīng)力張拉選擇YCW型貫通千斤頂，兩頭對(duì)齊張拉。使用張力設(shè)備前務(wù)必送權(quán)威機(jī)構(gòu)識(shí)別并進(jìn)行校準(zhǔn)，超過(guò)規(guī)定時(shí)限的，必須進(jìn)行復(fù)檢。千斤頂和油泵的分組使用方式，需和標(biāo)配校準(zhǔn)的組合方式一樣。中間不可任意更改，否則應(yīng)根據(jù)更改后的匹配模式重新進(jìn)行校準(zhǔn)。

3.1 下料編束

初步檢驗(yàn)鋼絞線(xiàn)的質(zhì)量能否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，確保鋼絞線(xiàn)表皮沒(méi)有裂痕、毛刺、機(jī)器損壞、氧化鐵垢或油漬。通過(guò)運(yùn)算明確鋼絞線(xiàn)的切割長(zhǎng)度，L=（兩個(gè)錨頭之間的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度）+2×（錨固件厚度+限位板厚度+千斤頂長(zhǎng)度+預(yù)留長(zhǎng)度）?，F(xiàn)場(chǎng)切割長(zhǎng)度可根據(jù)圖紙施工（包括每頭80cm的作業(yè)長(zhǎng)度），鋼絞線(xiàn)應(yīng)通過(guò)研磨機(jī)進(jìn)行切割，然后編織成束。編織過(guò)程中，維持每條鋼絞線(xiàn)處于平行狀態(tài)，沒(méi)有纏繞，每間隔1.5m捆綁一根鐵絲，鐵絲向內(nèi)搭，對(duì)捆綁的鋼絞線(xiàn)束進(jìn)行編號(hào)并堆疊，綁扎后的鋼絞線(xiàn)束要遠(yuǎn)離地面，維持干燥，進(jìn)行遮擋，避免雨淋。

3.2 預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)的制作和張拉

3.2.1 預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)的制作

（1）有效控制鋼絞線(xiàn)的長(zhǎng)度，該值等于設(shè)計(jì)孔道長(zhǎng)度和張拉長(zhǎng)度的總和，同時(shí)需要確保錨外預(yù)留部分至少達(dá)到100mm。下料用砂輪機(jī)完成，精細(xì)化切割，并以可行的方法防止鋼絞線(xiàn)散頭。經(jīng)過(guò)切割后，將各束理順，用鐵絲按照1.5m的間距有序綁扎、編束，每束的鋼絞線(xiàn)均保持順直，不可扭結(jié)。

（2）按照如下思路選擇預(yù)應(yīng)力設(shè)備：①千斤頂額定張拉噸位根據(jù)張拉力而定，取該值的1.5倍。張拉前校正千斤頂，保證該裝置的精準(zhǔn)性，其中校正系數(shù)不超過(guò)1.05。每月組織一次校正，或是張拉達(dá)到200次時(shí)均安排校正；②配套的壓力表可選擇防震型，精度不低于1.0級(jí)，每一周校正一次。若張拉期間壓力表發(fā)生異常，在處理故障后需再次校正，以便有效使用；③油泵參數(shù)方面，額定油壓達(dá)到使用油壓的1.4倍，油箱容量取張拉千斤頂總輸油量的1.5倍；④針對(duì)預(yù)應(yīng)力設(shè)備建立臺(tái)賬和卡片，記錄用于反應(yīng)設(shè)備狀態(tài)的信息，并定期檢查。

3.2.2 張拉規(guī)定

（1）梁體混凝土強(qiáng)度和彈性模量是判斷是否具備張拉條件的關(guān)鍵，各自均達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%同時(shí)滿(mǎn)足混凝土齡期超5d時(shí)方可進(jìn)行張拉。在梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到50%～60%后，先拆除內(nèi)模，暫不拆外模，否則容易出現(xiàn)早期裂縫。

（2）張拉采取兩端同步張拉的方法，最大不平衡束不大于一束。

（3）共有Ty、By、Dy三處備用孔道，若需使用則必須經(jīng)由設(shè)計(jì)單位同意，無(wú)需使用該類(lèi)孔道時(shí)，以真空壓漿的方法封堵。

（4）有效連接波紋管接頭，保證嚴(yán)密性，以免漏漿。

（5）鋼絞線(xiàn)張拉前，先詳細(xì)檢查梁體，針對(duì)存在的缺陷采取有效的處理措施；施工中，錨下管道擴(kuò)大部分和承壓墊板處可能殘留灰漿，宜將該部分清理干凈，否則將影響張拉效果。

（6）鋼絞線(xiàn)張拉遵循對(duì)稱(chēng)的原則，兩側(cè)千斤頂逐步充油張拉，盡可能保證兩側(cè)伸長(zhǎng)量的一致性。

（7）正式對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)束做張拉前，先組織張拉、錨具試驗(yàn)，并測(cè)試預(yù)應(yīng)力瞬時(shí)損失值，針對(duì)試驗(yàn)情況合理安排施工，確定合適的張拉方法。此外，為校核張拉錨固力，需安排預(yù)應(yīng)力鋼束的伸長(zhǎng)量計(jì)算。

3.3 鋼絞線(xiàn)穿束

穿線(xiàn)前，應(yīng)檢查錨固底板及風(fēng)管，保證底板準(zhǔn)確，風(fēng)管完整通暢，錨固束與底板垂直。

穿線(xiàn)時(shí)，檢驗(yàn)鋼束捆綁是否結(jié)實(shí)，末端是否彎曲，長(zhǎng)度是否無(wú)誤，并按編號(hào)貫入風(fēng)管。長(zhǎng)度不足40m的縱向鋼筋，應(yīng)通過(guò)手動(dòng)進(jìn)行穿線(xiàn)。按設(shè)計(jì)長(zhǎng)度切割后，需戴上子彈形剛性套，以降低摩擦力。針對(duì)長(zhǎng)度超出40m的縱向鋼束，首先在管道里貫入一根鋼絞線(xiàn)，并和先捆綁好的鋼絞線(xiàn)拖頭連接，一頭利用卷?yè)P(yáng)機(jī)向外拉，另一頭，手動(dòng)緩緩貫入。

預(yù)應(yīng)力筋安置后需進(jìn)行適當(dāng)保護(hù)，安裝結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行張拉，禁止超過(guò)有效時(shí)限。禁止在預(yù)應(yīng)力鋼束周?chē)须姾甘┕ぃ苊猱a(chǎn)生破壞。

3.4 預(yù)應(yīng)力筋張拉

3.4.1 張拉設(shè)備的選型

每對(duì)吊籃裝備4個(gè)250t的千斤頂和4個(gè)ZB4-500的油泵。為確保張拉的可靠性、準(zhǔn)確性和精確性，所選設(shè)備的額定張力需高出預(yù)應(yīng)力鋼筋束的張拉力。預(yù)應(yīng)力筋的張力計(jì)算如下：

式中：

Ny——預(yù)應(yīng)力鋼筋束的張力；

N——同步張拉的預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量；

δk——預(yù)應(yīng)力筋張拉控制應(yīng)力；

Ag——單股的橫截面積。

本施工段預(yù)應(yīng)力需用最大張拉力為：Ny=9×1302×140×1/1000=164.052t。施工場(chǎng)地通過(guò)4臺(tái)250t的千斤頂實(shí)行同步張拉，根據(jù)以上計(jì)算，可以滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需求。根據(jù)規(guī)范和張拉應(yīng)力的標(biāo)準(zhǔn)，油壓計(jì)量程為0～60MPa，精度等級(jí)為0.4級(jí)，要求其讀數(shù)板直徑超出150mm。

3.4.2 設(shè)備的校驗(yàn)

通常由高壓油表測(cè)量和管理液壓千斤頂?shù)牧?，以便?zhǔn)確控制張力。因此，高壓油表一定要檢驗(yàn)，且達(dá)標(biāo)后才可以應(yīng)用，同時(shí)校對(duì)時(shí)期不可大于一個(gè)月。千斤頂一定要校對(duì)且達(dá)標(biāo)后才可使用，且校對(duì)日期不可大于一個(gè)月。選擇大質(zhì)量的砝碼配重試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行配重試驗(yàn)，同時(shí)將千斤頂和油泵組成的體系進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)合格后可用于作業(yè)。

張拉次序?yàn)橄葟埨拱辶海缓髲埨装辶?，最后張拉頂板梁，張拉時(shí)左右需對(duì)稱(chēng)。

3.5 張拉的控制

張拉中采取張拉應(yīng)力和伸長(zhǎng)量的雙重控制，張拉力控制為主，并檢查鋼筋束伸長(zhǎng)值[1-2]。鋼絞線(xiàn)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)進(jìn)行張拉，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)兩頭對(duì)稱(chēng)同時(shí)張拉，或者單頭進(jìn)行張拉。張拉真實(shí)伸長(zhǎng)值和設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)值對(duì)比，誤差應(yīng)掌握在±6%之內(nèi)。若發(fā)現(xiàn)伸長(zhǎng)值異常，就要停止張拉，同時(shí)告知項(xiàng)目監(jiān)理，實(shí)時(shí)記錄和整理張拉數(shù)據(jù)并遞交給監(jiān)理，后續(xù)根據(jù)監(jiān)理批準(zhǔn)的方案進(jìn)行治理。

錨固件安置前，務(wù)必徹底清理鋼絞線(xiàn)上的異物和銹跡，然后安置工作夾，防止鋼絞線(xiàn)滑動(dòng)。此外，必須保持工具夾干凈并在外部涂一層石蠟，以便拆卸工具夾。

張拉需根據(jù)規(guī)定執(zhí)行，避免鋼絲受力過(guò)重而出現(xiàn)斷裂[3]。張緊過(guò)程中，命令統(tǒng)一。一定在千斤頂主油缸的兩側(cè)同時(shí)慢慢注滿(mǎn)油，兩頭伸長(zhǎng)率需大體一致，張緊力應(yīng)相同，禁止一頭拉緊[4-5]。產(chǎn)生響動(dòng)或者不尋?，F(xiàn)象應(yīng)馬上停止作業(yè)，進(jìn)行檢驗(yàn)，查明起因后再?gòu)埨?/p>

預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固定后，用砂輪切割錨固外的預(yù)應(yīng)力筋，但暴露長(zhǎng)度不能低于設(shè)計(jì)要求。錨具盡快通過(guò)封口混凝土進(jìn)行防護(hù)，需要長(zhǎng)期暴露時(shí)，應(yīng)進(jìn)行防銹。

3.6 預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)的施工要求

（1）根據(jù)相應(yīng)規(guī)定抽樣檢查每批鋼絞線(xiàn)，確認(rèn)強(qiáng)度、彈模數(shù)量、切面面積、伸長(zhǎng)率及硬度是否達(dá)標(biāo)，不達(dá)標(biāo)產(chǎn)品禁止使用。同時(shí)根據(jù)實(shí)測(cè)的彈性模量和橫截面積，更正計(jì)算出的伸長(zhǎng)率。擴(kuò)展校正公式如下：

式中：

Δ′——修正后的引伸量值；

E——計(jì)算彈性模量，1.95×105MPa；

A——橫截面積，1.40cm2；

E′——測(cè)量彈性模量；

A′——截面面積；

Δ——計(jì)算引伸量值。

（2）鋼絞線(xiàn)運(yùn)送到施工場(chǎng)地并放置在室內(nèi)預(yù)防生銹。鋼絞線(xiàn)的切割嚴(yán)禁通過(guò)電及氧弧進(jìn)行下料，僅能用圓盤(pán)進(jìn)行下料，且鋼絞線(xiàn)的切割面為一平面，方便張拉時(shí)查看斷絲情況。

3.7 錨具和墊板的施工要求

采用OVM型錨固和其匹配的設(shè)施。需抽樣檢測(cè)夾片的強(qiáng)度等級(jí)。逐一檢查墊板喇叭里是否有毛刺，若有毛刺的不可使用并及時(shí)退回。

3.8 預(yù)應(yīng)力質(zhì)量的控制

（1）待梁的懸臂注漿強(qiáng)度等級(jí)滿(mǎn)足設(shè)定值的95%，彈性模量完全符合設(shè)計(jì)值，齡期≥5d便可張拉；預(yù)應(yīng)力張拉隊(duì)伍務(wù)必固定，指派有長(zhǎng)期預(yù)應(yīng)力混凝土施工經(jīng)驗(yàn)的張拉操作人員擔(dān)任操作指揮工作，臨時(shí)工不可承擔(dān)此項(xiàng)任務(wù)。

（2）通過(guò)預(yù)應(yīng)力伸長(zhǎng)率和拉力的雙重控制，其中張拉是主要的，伸長(zhǎng)率誤差在±6%之內(nèi)。每節(jié)斷絲率不可超出該節(jié)鋼絲總數(shù)的1%，不可以整股斷絲。斷絲是指在拉緊或錨固過(guò)程中，錨與錨之間或錨與固錨之間的斷絲。

（3）后張法延伸不包括工作長(zhǎng)度的延伸，施工時(shí)應(yīng)按照實(shí)際情況考慮。延伸量不符合設(shè)計(jì)值時(shí)，通過(guò)灌入中性肥皂水來(lái)降低摩擦造成的耗損。灌漿前用高壓水清洗中性肥皂水，也可增加3%的張拉重量，兩種方案可同步進(jìn)行。需按照每批鋼絞線(xiàn)的現(xiàn)有直徑，及時(shí)調(diào)節(jié)千斤頂限位板的約束尺寸。標(biāo)配的限制板尺寸應(yīng)使鋼絞線(xiàn)只有卡子的齒痕，沒(méi)有劃痕。若鋼絞線(xiàn)產(chǎn)生嚴(yán)重劃痕，說(shuō)明限位板限制尺寸太?。蝗舢a(chǎn)生滑絲及不顯著夾片齒痕，則可能限位板限制尺寸太大。

3.9 預(yù)應(yīng)力張拉的操作

拉伸順序：0→0.2σk（標(biāo)記伸長(zhǎng)率，實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)率δ1）→σK（靜置5min）→鋼筋σK（實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)率δ2）→錨固件（實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)率δ3）。

根據(jù)每束的鋼筋根數(shù)和對(duì)應(yīng)的錨固件進(jìn)行匹配，攜帶好夾片，鋼絞線(xiàn)穿越千斤頂中心。在張拉時(shí)需將獨(dú)根鋼筋進(jìn)行提前張拉，張拉初始應(yīng)力滿(mǎn)足0.2σk時(shí)，暫停供油。整束張拉是0.2σk時(shí)，查看夾片狀況良好后，劃線(xiàn)進(jìn)行標(biāo)注。

千斤頂灌油時(shí)要將鋼筋進(jìn)行張拉。油壓符合張拉重量后，閉合主油缸油路，同時(shí)維持5min，勘測(cè)鋼絞線(xiàn)伸長(zhǎng)率并進(jìn)行校正。維持5min后，如果油壓有所降低，務(wù)必補(bǔ)充油量，達(dá)到設(shè)計(jì)重量的油壓數(shù)值，千斤頂回油，夾片自主上鎖，本次張拉作業(yè)完成。需實(shí)時(shí)做好相關(guān)記錄。

千斤頂是否滑絲：檢驗(yàn)δ3～δ2能否高出6mm，若高出6mm，則說(shuō)明有滑絲，需檢查成因并實(shí)施相應(yīng)措施后，繼續(xù)張拉。隨即查看鋼絞線(xiàn)末端標(biāo)記是否在一個(gè)平面，若平面發(fā)生轉(zhuǎn)變，證明部分鋼絞線(xiàn)產(chǎn)生了滑絲問(wèn)題，務(wù)必采取措施進(jìn)行解決。

4 結(jié)束語(yǔ)

懸灌梁技術(shù)在橋梁項(xiàng)目中占有重要地位，并且普遍應(yīng)用在大跨度橋梁中。但是懸灌梁技術(shù)也有一定缺陷，如施工工期長(zhǎng)、工序繁復(fù)、耗材數(shù)量大等，也給橋梁工程施工帶來(lái)一定挑戰(zhàn)。本文以成貴鐵路橋梁工程為例，通過(guò)對(duì)懸灌梁的下料編束、鋼絞線(xiàn)穿束、預(yù)應(yīng)力筋張拉等各工序進(jìn)行重點(diǎn)控制，使該工程取得了較好施工效果，為同類(lèi)型的橋梁施工提供了較好的參考意義。