浅析箱梁后张法施工及质量控制

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　　【摘要】本文结合工程实践，对箱梁后张法施工及质量控制进行了浅析，着重阐述预应力建立的过程控制，施工质量控制要点。
　　【关键词】箱梁；后张法预应力施工；质量控制
　　 1.工程概况
　　 宝钢纬五路桥梁工程中，采用16米箱梁用于中跨，为非标的异性箱梁，上宽下窄（1.26*1.1），高1.1米。钢绞线布置N1-1~N3-2用YM15-3Ф15.24低松弛钢绞线，其标准强度为Rby=1860Mpa。该桥梁为宝钢重型设备运输通道，对构件的抗裂度和刚度及结构质量安全性要求高。因此预应力钢绞线施工是桥梁施工质量控制的关键环节之一，在施工中要高度重视。重点控制波纹管安装质量、预应力张拉、孔道灌浆等施工环节。
　　  2. 预应力筋预留孔道质量控制
　　    采用一种新型成孔材料塑料波纹管。原材料主要检测环刚度、局部横向荷载、柔韧性三项指标，检验合格后才能用于工程。
　　 预应力筋预留孔道的尺寸和位置偏差应符合设计、规范要求，施工中如普通钢筋与波纹管有碰撞时，可调整普通钢筋以保证波纹管位置准确，一般梁长方向允许偏差3cm，梁高方向允许偏差1cm。固定采用定位钢筋，间距不大于0.5m，保证在混凝土浇筑时不产生位移，对于两端曲率半径较小段的波纹管固定宜适当加密固定筋。波纹管接头采用套管法，且在套管内要对口、居中，两端的环向缝隙用胶带封闭严密不得漏浆，灌浆孔和排气孔应符合设计及规范要求的位置。预埋孔道端部的锚垫板平面应垂直于孔道轴线，锚垫板孔中心要对准塑料波纹管中心，安装应牢固，预埋的螺旋加劲钢筋应尽量紧靠锚垫板，以更好地分散此处应力，锚垫板上的灌浆孔应布置在下方，做好隐蔽记录，保证不渗入浆液且在浇注混凝土时，设专人随时拉动检查通畅用的钢束，及早发现漏浆。在曲线预应力孔道的最低处要留设压浆口，最高处和孔道末端要留设排气口。
　　 3. 预应力张拉施工    3.1钢绞线束的制作及穿放。首先对每批进场的预应力钢绞线进行外观检查及力学性能复验，合格后方可使用。预应力筋的下料长度应通过计算确定，除要按照图中放样长度外，还要考虑每端预留千斤顶＋工具锚＋限位板的δ值等工作长度。下料应采用砂轮锯切割，不得采用电弧切割。集束绑扎时，束与束应顺直，绑扎间距1米，以防止钢绞线受力不均匀。钢绞线穿放前应清除孔道内杂物，钢绞线穿入梁体后应尽快张拉，以免生锈。
　　 预应力钢绞线束穿后，应对所有波纹管进行检查，有破损或密封不严处应采取措施处理或更换，以免砼浇筑过程中漏浆，堵塞管道，影响预应力钢绞线张拉和孔道压浆。
　　 3.2千斤顶与油表校正。预应力张拉的设备和预应力锚具，应按锚具说明书的千斤顶型号配套使用。千斤顶在使用前必须按要求及时经主管部门授权的法定计量技术机构进行千斤顶、油泵及油压表配套标定，确定其校正系数，张拉时严格按标定报告上注明的油泵号、油表号和千斤顶号配套安装使用。张拉前，应按照校正系数公式计算出分级加载的油表读数与张拉力的对应值。在下列情况下应重新标定：新千斤顶初次使用前；油压表指针不能退回零点时；千斤顶、油压表和油管进行过更换或维修后；当千斤顶使用超过6个月或张拉超过200次以上；在使用过程中出现其他不正常现象。
　　   3. 3锚夹具、连接器、挤压锚质量控制。锚夹具质量非常重要，使用前，应按要求对锚夹具、连接器进行外观、硬度、静载锚固试验和挤压锚头工艺抗拔试验，合格后才能用于工程。
　　 3. 4钢绞线理论伸长值计算。张拉前，同类钢绞线首批进场后应进行弹性模量试验，根据实测的弹性模量对相关计算的理论伸长值进行检校，以免设计提供理论值有误时而造成实测伸长量与理论伸长量之差不符合要求。
　　   3. 5预应力张拉。预应力钢绞线张拉前，箱梁的混凝土强度以同条件养护的试块强度为依据，必须达到设计、规范要求。箱梁侧向约束及支座定位螺栓已解除，使得在张拉过程中没有约束。
　　清除锚垫板下水泥浆等杂物，将钢绞线切割成楔形逐根对孔穿入锚环中，装紧工作锚具夹片，安装时务必使工作锚落入锚垫板止口中，并与孔道轴线同心。工作锚安装后，安装张拉限位板及千斤顶对位，再在千斤顶后端安装工具锚，安装工具锚时，应注意不得使钢绞线错孔扭结，夹片不得错位。以上工作全部做完后对千斤顶供油，使千斤顶受力并与梁端锚具面垂直，再次检查锚具、千斤顶、孔道三者轴心是否同心，有偏差时应用手锤轻击锚环，调整位置，检查合格后，即进入张拉供油的准备。两端张拉操作人员应统一指挥，严格按设计张拉顺序、张拉方式应对称均匀进行张拉，张拉力应按设计控制力逐级加载，如按控制力的10%、20%、50%、90%及设计控制力分级张拉，在达到控制张拉的10%时作好标记，开始测量钢绞线伸长值，以后每级均要精确量测记录伸长值和张拉力，钢绞线束在达到控制张拉力时，持荷2min，并维持张拉力不变，然后封锚。因处理滑丝、断丝应满足规范要求，否则予以更换。张拉完成后，在锚口处的钢绞线上做记号，钢绞线回缩量不能大于6mm。经查实合格后方可割丝并做好保护。
　　     预应力张拉采用应力控制，同时以伸长值作为校核，实际与理论伸长值相差不应超过±6%，否则要查找原因并采取补救措施。主要原因有：钢绞线材料发生变化，弹性模量E值变化或截面积A值变化；千斤顶标定曲线发生变化造成张拉力变化；混凝土强度不足；孔道摩阻损失变化；测量方法不准确等。
　　   4. 预应力孔道灌浆质量控制   
　　 张拉力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固，预应力筋锚固后的外露长度不宜小于300mm，锚具应用封端混凝土保护，锚固完毕检验合格后即可用砂轮机切割端头多余的预应力筋，防锈封堵用无收缩水泥砂浆精心养护。预应力钢绞线张拉完成封锚后，应及时进行孔道压浆，水泥浆一般为纯水泥浆，根据要求进行水泥浆原材料检验和配合比设计，水泥浆水灰比一般为0.4-0.45，初凝时间不小于3小时，终凝时间应不大于17小时，28天龄期强度应符合设计规范要求。为保证水泥浆饱满、密实，采用真空压浆工艺，即在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空，当达到-0.06MPa左右的真空度时，启动灌浆泵，确保曲线管道最高点灌浆密实，直至规定稠度的水泥浆从充满整个孔道为止。
　　 孔道压浆质量控制点：
　　 1）用高压水冲洗孔道后再用压缩空气吹出孔内积水；2）用搅拌机械配制水泥浆以保证浆体质量；3）现场检查每盘水泥浆的流动性，泌水率＜2%；4）水泥浆自配制好至压入管道的时间，一般控制在30～45分钟用完，并连续搅拌；5)压浆管选用高强橡胶管，抗压能力≥2Mpa，连接牢固，不得脱管；6)规定稠度的水泥浆充满整个孔道后，封堵排气口并持压2分钟；7)压浆过程应连续一次性完成，中途不得停止，应提前备好发电机；8）压浆顺序：先下后上。较集中和邻近的孔道，宜尽量先连续压浆完成，不能连续压浆时，后压浆的孔道应在压浆前用压力水冲洗通畅，孔道压浆应填写施工记录；9）压浆是否密实，可通过水泥浆的净用量计算进行复核(孔道截面面积-钢绞线截面面积)×孔道长度；10）压浆后应先将其周围冲洗干净并对梁端混凝土凿毛，然后设置钢筋网浇筑封锚混凝土，封锚混凝土的强度应符合设计规定。浇筑时要加强振捣，要求混凝土密实，无蜂窝麻面，与梁端面平齐。
　　 5. 预应力张拉时的安全措施
　　 张拉前施工人员要进行安全技术交底，对张拉区域拉上警戒绳。张拉时，千斤顶后面不准站人，也不得踩踏高压油管，发现张拉设备运转异常，应立即停机检查维修；正确安装张拉千斤顶，张拉架搭设应稳固牢靠等，避免张拉时发生安全事故。    6. 结语
　　    在现代的预应力箱梁施工中，预应力张拉施工和孔道压浆是预应力能否正确建立并达到设计要求的关键，直接关系到构件使用安全，必须严格按设计、规范施工。通过该工程施工过程中的总结，积累了宝贵的经验以保证今后同类工程质量地提高。

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