混凝土节段箱梁体外预应力分析范文

摘要：

近年来节段箱梁短线匹配法预制施工技术在桥梁施工中得到了广泛应用，其预应力结构采用体外预应力为主，体内预应力为辅。节段箱梁体外预应力施工直接关系到桥梁的质量和使用安全。文章结合泉州湾跨海大桥实体工程成功实践，详细阐述了节段箱梁体外预应力施工技术，可供同类工程施工参考。

关键词：

节段箱梁；体外预应力；质量；使用安全

1工程概况

泉州湾跨海大桥工程A1合同段南岸浅水区引桥（八车道）为50m跨预应力混凝土连续箱梁，共3联，左右分幅设置，单幅21孔，两幅桥共42孔，分为636个节段，在预制梁场内采用短线匹配法预制。箱梁采用纵、横双向预应力体系。纵向体内顶板和底板预应力束均采用采用15-16和15-19两种，锚下张拉控制应力σk=1395Mpa；锚具采用15-16型锚具。采用内径90mm的塑料波纹管成孔。体外预应力钢束均采用15-27，锚下张拉控制应力σk=1209Mpa。箱梁顶板横向预应力束采用15-3，BM15-3扁锚，锚下张拉控制应力σk=1395Mpa。采用内尺寸60×22mm的扁形塑料波纹管成孔。顶板横向预应力束沿桥轴线按0.6m的标准间距布置。

2体外预应力施工

2.1施工前准备工作（1）施工顺序：本阶段钢筋混凝土梁架设完毕-准备工作-穿体外索-体外索张拉-端部防腐。（2）施工准备千斤顶、油泵标定：千斤顶、油泵等整个加载系统在施工前必须标定。千斤顶必须由第三方进行标定。千斤顶与配套油压表使用6个月或已张拉作业达到200次须进行标定、校验。（3）穿索通道的准备：钢绞线从预留的施工通道处穿入箱梁内侧并牵引至预应力孔道内，在安装第一跨时，受施工空间的影响需要将钢绞线从前面引至待施工跨的前段再反穿至梁内，以后几跨则不需要反穿的过程；环氧钢绞线外侧环氧涂层，施工中需要采取严格的保护措施防止涂层的损伤。在穿索前必须将本阶段所有的钢绞线下料完毕，利用放线架在桥面上下料，将转盘放线架放置于箱梁顶面上。用钢丝绳栓住放线架底盘，防止滑动。在待下料的位置隔2m间距布置一块垫木（外包土工布或胶皮）进行施工，过程中注意环氧层的保护。在向前牵引的过程中，为了保护环氧层不被破坏需要将一段300cm长的HDPE管插入孔内并使其固定，用磨光机将HDPE管口打磨平滑，以保护环氧钢绞线不受损伤，见图1。同时在墩顶索道管的管口需用临时PE管对钢绞线做铺垫，同时地面采用土工布在地下铺垫并在上面布置尼龙滚轮架或土工布对钢绞线做支撑保护，以保护钢绞线通过时环氧涂层不被破坏。（4）钢绞线下料：下料长度要考虑钢绞线的传束张拉的需要，另外还要增加一个垂度的影响值（开始按长度的1%考虑，后面有经验后可酌情按实际减少），每盘钢绞线要按照钢绞线总长提前计算好每次下料长度和下料次数，提高钢绞线的使用率，以免浪费钢绞线。（5）安装箱梁内临时支撑装置：为了减少钢绞线在穿索过程中的垂度及防止钢绞线与梁底板面接触，在2米左右的间距设置临时支撑架，托住钢绞线，临时支撑架装有塑料滚轮，保护钢绞线环氧层。

2.2体外索安装本项目采用人工导引、单根钢绞线穿索的施工工艺。具体操作步骤如下：（1）检查：调整检查整个预埋索道管情况，走势目测直线应平滑顺直，曲线应顺畅，无死弯硬折，无破损，还应重点检查张拉端是否牢靠，接头是否完好。（2）导引：在导入口与梁内配备监视人员指挥下，将第一根钢绞线从预留孔处穿入，到达箱梁内。（3）穿索：指挥梁内施工人员将钢绞线从索盘上人工牵入整个穿索通道，直至钢绞线末端也进入梁内；梁内通道每隔10米安排一名工人，人工将钢绞线逐一传送到规定位置。（4）反穿（第一跨安装时会出现的工序）：将钢绞线反向牵引，直至达到后端锚具处，在预留出张拉长度后（不可过长或过短，要严格控制）安装夹片锚固；另一端同样处理。（5）重复上述步骤将27根钢绞线安装完毕。在钢绞线穿过锚具时和墩顶索道管前均需先从背面穿一引棒，将钢绞线端部与引棒连接后向前送钢绞线，使其通过转向部分。每根钢绞线穿索前都要进行编号，钢绞线在穿过分丝板、束梳器时都需按孔位布置，一一对应穿索，不能有交叉现象。钢绞线穿索按照从下往上的顺序，依次穿索。

2.3钢绞线张拉本工程的张拉方式采用两端对称张拉。（1）单根张拉。采用4台单孔张拉千斤顶两端两侧对称张拉，见图2。采用单根张拉虽然张拉次数较多，但是设备拆装简便、操作灵活。（2）张拉工艺。接通油泵和千斤顶的油管，检查精密压力表是否与千斤顶相符，在未张拉之前，可以在空载的情况下活动两个行程，确保千斤顶在张拉时无任何问题。启动油泵，在张拉过程中，钢绞线缓慢被拉出。当达到设计、监测监控给定的张拉吨位后，应先稳住油压，检查索力值是否正确，在经过一段持荷时间（2分钟左右）后，然后启动顶压缸，利用顶压杆将夹片顶进锚板内，最后回油，缓慢卸除拉力。回油、关机、断电、完成张拉的全过程。（3）张拉力控制。张拉前要对钢绞线预张拉，以消除环氧钢绞线的垂度（一般取值为最终张拉力的10％）。预张拉后千斤顶不拆下，继续张拉至设计索力，此时测出钢绞线的伸长量，伸长量之和与理论计算值比较，限差为±6%，符合者持荷5分钟锚固，否则，应重复张拉。

2.3钢绞线保护环氧层是决定环氧钢绞线使用寿命的重要因素，为了保证本项目体外索的使用寿命，在环氧钢绞线运输、堆放、下料、安装、张拉等各个环节均必须采取相应措施保证环氧层不受损伤。在施工过程中，一旦发现钢绞线的环氧涂层有损伤时应立即修补。撞伤与擦伤处不得发现有钢丝破损或受伤以及生锈现象，若发现以上现象则不得采取修补措施，另外如果钢绞线发现大面积的破损也不得采取修补措施。

3结束语

施工要严格按设计要求的张拉程序及张拉力进行体外预应力的施工控制。施工中出现异常现象，应立即停止施工，并及时报请现场监理和设计，待查明原因，采取措施后再继续施工。当张拉设备，如千斤顶、压力表等损坏或超过规定使用期限，应重新进行标定。张拉操作必须逐级、平稳、对称进行，不允许出现超载现象，并作好张拉记录。本体系工作夹片设计使用次数为5次（设计最大张拉力），若张拉次数超过5次，需及时更换工作夹片。对称张拉的索股，张拉两端的操作人员必须使用对讲机保持通话，同时开始张拉，并保持匀速张拉速度，同时结束张拉。体外索的施工必须精心组织施工，严格按照设计要求和有关规定进行，张拉前机具必须准确检校，钢绞线应实测出各项性能指标。体外索张拉过程中必须进行箱梁变形监测，确保施工质量。

参考文献

[1]黄侨.桥梁体外预应力筋极限应力计算方法的评价与分析[J].公路，2007（12）.

[2]刘士林.工程设计中体外预应力筋极限应力取值的建议[J].预应力技术，2006（3）.

[3]孙宝俊，周国华.体外预应力结构技术及应用综述[J].东南大学学报（自然科学版），2001（1）.

作者：陆安 单位：中铁大桥局集团第二工程有限公司