浅谈预应力工程质量控制

来源:用户上传      作者: 郑 游

　　摘要：介绍了上海市嘉闽高架路(北段)新建工程2标现浇混凝土箱梁预应力工程的工程概况和工程特点，论述了预应力工程的质量控制要求和技术，为同类现浇混凝土箱梁预应力工程施工提供了借鉴。
　　关键词：公路桥梁；预应力技术；张拉工艺；压浆工艺；桥梁施工
　　
　　一　工程概况
　　
　　嘉闵高架路(北段)新建工程2标，位于闵行区华翔路(近青虹公路)，主线高架桥梁和地面道路位于现华翔路，起点为JMK18+721，终点为JMK20+472.954，全长1752米。崧泽大道起于SZK2+550，终于SZK2+758.786，全长1209米。本工程主要为桥梁工程和互通式立交桥，其中高架桥梁1座，地面跨线桥1座(双幅)，匝道桥10座，人行桥3座。桥梁结构型式主要为φ800的钻孔灌注桩，群桩承台，立柱和现浇箱梁(钢箱梁)。包含现浇箱梁72联，其中主线预应力砼连续箱梁17联，匝道预应力砼连续箱梁9联。
　　
　　二　本专业工程特点
　　
　　1、鉴于本高架路17座桥梁预应力砼连续箱梁多达26联，其中嘉闵主线19联，除二联钢箱梁外全部上部结构是一联二跨至四跨的预应力砼连续箱梁；且一般离地高达二、三十米上下；体量大，已浇筑的最小2400m3左右，最大约为4000m3(一联)。一般一联箱梁纵、横预应力钢束多达450股以上，重达150吨以上，数多，量大的钢绞线张拉、灌浆是否到位将直接影响嘉闵主线高架路的结构安全使用。
　　2、由于本工程预应力砼箱梁体量大、离地高，张拉、灌浆的施工安全尤为重要，高处作业的有效临边围护、张拉时的安全维护与张拉、灌浆设备的吊装、使用、拆卸移位及施工用电的安全，直接关系到作业的顺利安全进行。
　　3、因为嘉闵工程的重要性，预应力砼箱梁的波纹管注浆将采取真空辅助压浆工艺。其特点是水泥浆在拌合桶内高速搅拌注浆，非高速水泥浆不能达标，辅助真空机抽真空，以助合格达标水泥浆顺利灌浆密实；目的是确保钢束波纹管水泥浆灌注充满，使预应力钢束在设计结构寿命期内发挥正常功能，满足受力工况。
　　
　　三　预应力工程质量控制
　　
　　1　预应力材料检测
　　预应力钢绞线、锚具、夹片等原材料进场后及时进行抽样检测，合格后方可用于本工程。
　　
　　2　预应力钢绞线加工、穿束
　　钢绞线表面清洁，不允许有肉眼可见的麻坑，进场后严格进行检查，对于不合格品坚决清出施工现场。通过计算确定钢绞线的下料长度，计算时考虑预应力梁的长度、锚夹具长度、千斤顶长度、张拉伸长值和外露长度等因素。钢绞线切割采用切断机，坚决不允许用电弧切割。预应力孔道采用预埋波纹管成孔，波纹管用定位钢筋固定，用水准仪测定孔道各部位标高，以保证预应力筋的位置准确。用通孔器通孔后，将钢绞线前端用胶布缠绕，人工穿入孔内。
　　
　　3　张拉
　　当砼强度达到80％设计强度后，同时不少于10d龄期，开始进行张拉。张拉前对梁体的外观和尺寸进行检验，采用已经过检测标定的千斤顶和高压油泵进行张拉，根据设计要求张拉顺序和工艺(单端、两端)进行张拉施工，以油表读数和伸长值进行双向控制。理论计算伸长值需要按照钢绞线实测的弹性模量进行重新计算。
　　张拉工艺流程为：清理锚垫板及钢绞线表面→安装工作锚及夹片→安装限位板→千斤顶就位→推紧工作锚夹片→初应力(0.1σcon)→1.03σcon(持荷5min)→锚固→拆除千斤顶→切除端头钢丝。预应力张拉时顺序原则为：张拉50％端横梁和中横梁预应力钢束→张拉100％纵向腹板预应力钢束→张拉剩余50％端横梁与中横梁预应力钢束→张拉100％纵向底板预应力钢束→张拉50％端横向桥面板预应力钢束(隔根均匀)→张拉100％纵向顶板预应力钢束→张拉剩余50％端横向桥面板预应力钢束(隔根均匀)→落架。具体张拉按照每联现浇箱梁预应力的具体要求进行。
　　
　　4　预应力管道压浆
　　预应力钢筋张拉后，孔道尽早压浆。压浆采用压浆泵压浆，浆液采用与梁体强度相同的水泥净浆，水灰比选用0.4-0.45，稠度控制在14-1 8S之间，水泥浆泌水率控制在2％以内。压浆前，先用压力水冲洗孔道，排出孔道内的杂物，然后用高压风吹干孔道。压浆由一端进行，压力在0.5～0.7Mpa之间，压浆应缓慢均匀的进行，待出浆端压出浓浆后，关闭出浆阀，达到压力后，关闭进浆阀，进行饱压，直至终凝，施工中注意压浆的充实和饱满度，对于经检验压浆不饱满的构件不得投入使用。
　　
　　4.1　技术要求
　　①孔道及两端密封、无杂物、保持畅通；
　　②真空度控制－0.06-0.1Mpa之间；
　　③浆体掺加专用真空灌浆添加剂，浆体能水灰比0.29～0.35；
　　④稠度13-18秒，45分钟内变化小于2秒；
　　⑤压浆时浆体温度不超过35℃。
　　⑥水泥浆浆体泌水率：拌和3小时后其泌水率小于2％。四次连续测试的结果平均值<1％，拌和后24h水泥浆的泌水能吸收，浆体对钢绞线无腐蚀作用；
　　⑦初凝时间不小于3小时，终凝时间不大于17小时；
　　④密度不小于2g／cm3，膨胀率小于5％；
　　⑦抗压强度：28天强度不小于40MPa。
　　
　　4.2设备连接
　　采用水环式真空泵和活塞式泥浆泵施工，在确定真空端和灌浆端后，安装引出管、球阀和接头。
　　真空压浆设备连接示意图
　　
　　
　　4.3　搅拌水泥浆
　　用灰浆搅拌机进行搅拌，搅拌时间5～6min，同时注意观察水泥浆的稠度。灌浆过程中，水泥浆不间断的搅拌，其水灰比、流动度和沁水性等符合指标要求。水泥浆自配制到压入孔道的延续时间不超过40min。
　　
　　4.4　真空灌浆
　　A张拉完成之后，先用清水冲洗并吹干，再用保护罩或无收缩水泥砂浆封锚。
　　B清理锚垫板上的灌浆孔，保证灌浆孔道通畅；
　　c关掉阀1、阀3，打开阀2，启动真空泵抽真空达到规定值后，将水泥浆加到灌浆泵中灌浆。
　　D打开阀1，启动灌浆泵灌浆，灌浆泵保持0.7MPa恒压作业。在灌浆中保持真空泵的开启状态，当观察到透明钢丝管有浆液流动，关掉真空泵和阀2。
　　E打开阀3，观察抽真空端的透明网纹管中浆液流出情况，关掉空气滤清器前的排气阀3，稍后打开排气阀。当水泥浆从排气阀顺畅流出且流出浆液稠度和灌浆稠度一样时，关闭抽真空端所有阀门，仍继续灌浆使管道内有0.7Mpa的压力，保持压力不少于2min后，再关闭阀1。
　　F拆卸输浆管和活接，清洗空气滤清器，然后接到另一N7L道，重复上述步骤灌浆。
　　G压满浆的管道应进行保护，使一天内不受振动。管道内水泥浆在注入后48h内，结构砼温度不低于5℃，否则应采取保温措施。白天气温高于35℃时，压浆宜在夜间进行。
　　
　　4.5　封端砼
　　压浆完成后，将锚垫板周围砼冲洗干净、凿毛，清除承压板表面的粘浆。锚具外面的灰浆并除锈，设置钢筋网，浇筑封端砼，同时控制好浇筑完的粱体长度。封锚砼采用低收缩砼。
　　
　　四　结语
　　
　　多波孔道、超长孔道或孔道直径较大时，预留空气或水泥浆的塑性收缩必然影响灌浆的密实，尤其对于弯束、U形束、竖向束的孔道灌浆，则更能体现真空灌浆的优越性，因此采用特殊配制的浆体并进行真空灌浆是十分必要的，并在实际应用中取得了良好的效果，在今后类似工程中可以推广。
　　
　　
　　参考文献
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　　[2]郑怀奎，桥梁工程施工中预应力管道压浆工艺控制[J]，科技信息(学术研究)，2008，(25)
　　[3]蒋迪斌，冯荚杰，浅谈桥梁工程施 工中预应力管道压浆工艺[J]，甘肃科技，2007，(7)，
　　[4]郑长鹰，桥梁工程中预应力施工管理措施初探[J]，中国高新技术企业，2009，(6)

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