伍銀

摘 要：隨著現(xiàn)代橋梁建設(shè)技術(shù)的飛躍發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土在橋梁工程中越來(lái)越得到廣泛的運(yùn)用，而預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)張拉壓漿施工作為預(yù)應(yīng)力混凝土的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)橋梁的質(zhì)量控制起著至關(guān)重要的作用。本文以重慶東水門(mén)長(zhǎng)江大橋主塔預(yù)應(yīng)力施工為例，對(duì)斜拉橋主塔上塔柱預(yù)應(yīng)力施工予以介紹。

關(guān)鍵詞：索塔施工；預(yù)應(yīng)力施工

1 工程簡(jiǎn)介

1.1 橋梁結(jié)構(gòu)

重慶東水門(mén)長(zhǎng)江大橋主橋?yàn)?22.5+445+190.5m三跨雙塔單索面連續(xù)鋼桁斜拉橋，鋼梁全長(zhǎng)858m，桁寬15m，主橋上橋面全寬24.0～39.2m。索塔均為天梭形，包括上塔柱、中塔柱、下塔墩，采用C50混凝土。P1索塔高172.61m，P2索塔高162.49m，塔柱為單箱單室結(jié)構(gòu)形式，塔墩為單箱多室結(jié)構(gòu)形式。

1.2 預(yù)應(yīng)力施工概述

根據(jù)受力需要，在橋塔上塔柱錨索區(qū)、上橫梁、下橫梁、索塔橫系梁、支座牛腿、牛腿側(cè)壁，均設(shè)置有一定數(shù)量的預(yù)應(yīng)力鋼束。所有橋塔上布置的預(yù)應(yīng)力鋼束均采用圓形塑料波紋管、真空輔助壓漿工藝。采用的鋼絞線(xiàn)為極限強(qiáng)度f(wàn)pk=1860MPa，鋼絞線(xiàn)錨下張拉控制應(yīng)力采用0.72fpk=1339MPa。為避免預(yù)應(yīng)力錨具布置切斷過(guò)多塔柱鋼筋及破壞塔壁外表景觀(guān)，預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉端均采用深埋錨工藝，即錨墊板栓接一段套筒，錨墊板應(yīng)按套筒設(shè)計(jì)要求對(duì)螺栓孔進(jìn)行攻絲，套筒外緣距塔柱外側(cè)表面為5cm，預(yù)應(yīng)力施工完畢后對(duì)套筒進(jìn)行封錨。深埋錨結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)“圖1”。

圖1 深埋錨結(jié)構(gòu)示意圖

在上塔柱錨索區(qū)，為了平衡拉索的水平分力，此壁內(nèi)豎向等間距布置了一列15-12的縱向預(yù)應(yīng)力鋼束，鋼束間距45cm，縱向預(yù)應(yīng)力鋼束長(zhǎng)度較短，采用交錯(cuò)單端張拉，這樣也利用塔壁上減少?gòu)埨淄部锥?。為了保證鋼錨箱與塔壁的緊密接觸，抵抗錨點(diǎn)偏心造成的塔肢扭矩影響，在每節(jié)鋼錨箱范圍內(nèi)布置有4對(duì)橫向?qū)A(yù)應(yīng)力鋼束，鋼束規(guī)格亦為15-12，采用兩端張拉，在塔壁間的空白段，采用在鋼錨箱側(cè)拉板上焊接鋼管作為鋼束通過(guò)的媒介，預(yù)應(yīng)力施工完畢后，鋼管內(nèi)也應(yīng)有密實(shí)的水泥漿壓入。在錨索區(qū)的橋塔塔背（弧形壁），為了減小溫度作用下塔壁開(kāi)裂的可能性、加強(qiáng)橋塔截面的抗扭性能，塔背內(nèi)布置有與橫向?qū)A(yù)應(yīng)力數(shù)量相當(dāng)?shù)乃陬A(yù)應(yīng)力鋼束，規(guī)格亦為15-12，采用兩端張拉?？v向鋼束、橫向?qū)撌约八充撌?，形成錨索區(qū)的環(huán)向預(yù)應(yīng)力體系，以滿(mǎn)足上塔柱的受力及耐久性需要。塔柱預(yù)應(yīng)力分布詳見(jiàn)“圖2”。

圖2 索塔塔柱錨索區(qū)預(yù)應(yīng)平面布置圖（單位：mm）

張拉時(shí)，下一節(jié)段塔柱混凝土齡期不小于7天，本節(jié)段強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)值的90%，，鋼束由下而上，兩塔肢對(duì)稱(chēng)張拉，在同一平面內(nèi)，先張拉縱向預(yù)應(yīng)力鋼束，再?gòu)埨愁A(yù)應(yīng)力鋼束，最后張拉橫向預(yù)應(yīng)力鋼束。

2 張拉工藝

2.1 塑料波紋管制孔

塑料波紋管長(zhǎng)度根據(jù)需要定尺，采用外套接。為防止混凝土澆筑時(shí)管道上浮，必須采用設(shè)有內(nèi)襯管（塑料）的塑料波紋管，內(nèi)襯管外徑應(yīng)比波紋管內(nèi)徑稍小，管道接頭連接應(yīng)確保其密封性，錯(cuò)臺(tái)控制在1mm以?xún)?nèi)。

管道定位必須準(zhǔn)確牢固，管道軸線(xiàn)必須與墊板垂直，嚴(yán)格按照沒(méi)計(jì)圖紙的要求設(shè)置定位鋼筋，定位鋼筋設(shè)置間距直線(xiàn)段不大于50cm，曲線(xiàn)段不大于25cm，管道的位置偏差最大不超過(guò)5mm，塑料波紋管插入錨座喇叭口的長(zhǎng)度不得小于3cm，與錨座連接處應(yīng)使用防水膠帶纏緊密封，對(duì)錨座表面上的壓漿孔及連接螺孔，宜用黃油、海綿等材料填充，防止?jié)仓炷習(xí)r水泥漿滲人管道或螺栓孔內(nèi)。

2.2 鋼絞線(xiàn)的下料成束、穿孔

2.2.1 下料宜用砂輪機(jī)切斷，不得用電焊或氧氣切斷，切斷鋼絞線(xiàn)之前，先在切割線(xiàn)左右兩端各3～5cm處扎絲一道，防止切斷后散頭，不得傷及鋼絞線(xiàn)。

2.2.2 鋼絞線(xiàn)下料長(zhǎng)度按設(shè)計(jì)圖，并考慮千斤頂張拉端的工作長(zhǎng)度。設(shè)計(jì)未定出下料長(zhǎng)度時(shí)，按下式計(jì)算，并經(jīng)試用后進(jìn)行修正：

L=Lσ+2Ll+nL2+nL3：

式中：L——鋼絞線(xiàn)下料長(zhǎng)度（mm）

Lσ——錨具支承板間孔道長(zhǎng)度（mm）

Ll——錨具高度（mm）

L2——張拉千斤頂支承端面到槽形口外端面間的距離（包括工具 錨高度）（mm）

L3——長(zhǎng)度富余量（mm）（可取10Omm）

n——單端張拉為1，兩端張拉為2

2.2.3 使鋼絞線(xiàn)成束時(shí)不致互相絞扭紊亂，可用鋼板仿錨板孔位縮小做成梳型板將各根鋼絞線(xiàn)梳理順直，每米用一道18～22號(hào)扎絲捆扎成束，編束后，應(yīng)系上標(biāo)簽，注明束號(hào)、束長(zhǎng)及鋼絞線(xiàn)產(chǎn)地。束內(nèi)每根兩端均用白膠布纏貼編號(hào)，同根同號(hào)，分別存放在防雨棚內(nèi)待用，對(duì)較長(zhǎng)的鋼絞線(xiàn)束，為便于存放運(yùn)輸，可將其盤(pán)成大盤(pán)，圈徑宜為3m左右。

2.3 擠壓頭施工

利用油壓機(jī)將單根鋼鉸線(xiàn)擠入套筒內(nèi)。施工時(shí)，先將單根鋼鉸線(xiàn)穿過(guò)工作錨，用擠壓器將鋼絞鋼鉸線(xiàn)端部擠入擠壓套筒內(nèi)，鋼絞線(xiàn)擠入后，預(yù)應(yīng)筋外端應(yīng)露出擠壓套1～5mm，擠壓后單根錨具抗拔錨固力不得小低于預(yù)應(yīng)力筋標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度的95%。按以上方法繼續(xù)將下一根鋼鉸線(xiàn)穿過(guò)工作錨，將端部擠入擠壓套筒。當(dāng)一束鋼束鋼鉸線(xiàn)全部擠壓完成后，將所有鋼鉸線(xiàn)擠壓套筒前端齊平，并與工作錨貼緊，后端也齊平，并用定位板壓緊，擰緊定位板螺栓。2.4 預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)張拉

2.4.1張拉程序

0-20%σcon （測(cè)引伸值及工具夾片外露量）- 40%σcon （測(cè)引伸值）-100%σcon（測(cè)引伸值及工具夾片外露量）-持荷2min、計(jì)算實(shí)際伸長(zhǎng)量并與修正后的理論值對(duì)比分析-回油自錨（測(cè)回縮量，計(jì)算錨具變形及夾片回縮量是否滿(mǎn)足規(guī)范要求，單個(gè)張拉端不大于6mm）-退頂。（超張拉應(yīng)力設(shè)計(jì)有規(guī)定時(shí)，按設(shè)計(jì)規(guī)定取值，不亦超過(guò)0.75σcon）。

2.4.2 張拉作業(yè)

（1）階段：千斤頂充油，活塞伸出2～3cm。

（2）初始張拉：初始張拉前調(diào)整鋼絞線(xiàn)束松緊，張拉設(shè)備與孔道軸線(xiàn)一致，均勻受力，到達(dá)噸位后，測(cè)油缸外露量及油頂外沿至錨下墊板的距離并作為初讀數(shù)，兩端每根鋼絞線(xiàn)上做標(biāo)記，記下數(shù)據(jù)，判斷滑絲、滑移情況，同時(shí)丈量工具錨夾片外露量并做好記號(hào)，分析內(nèi)縮量。

（3）分級(jí)加載：加載分為3級(jí)，即0.2σcon、0.4σcon、σcon，每加載一次，測(cè)量一次伸長(zhǎng)值。初應(yīng)力及終應(yīng)力時(shí)測(cè)量工具夾片外露量。

（4）張拉噸位：張拉σcon時(shí)，持荷2min并在張拉端補(bǔ)足噸位，測(cè)量伸長(zhǎng)值，觀(guān)察鋼絞線(xiàn)與夾片情況；計(jì)算伸長(zhǎng)量，并和理論伸長(zhǎng)量比較，不滿(mǎn)足質(zhì)量要求，告知負(fù)責(zé)人后方能進(jìn)行錨固。

（5）自錨：張拉完成后，千斤頂回油，油缸回縮，工具錨后退，工作錨夾片便自動(dòng)將鋼絞線(xiàn)錨住，回油應(yīng)緩慢進(jìn)行，達(dá)到自錨的目的.自錨應(yīng)逐端進(jìn)行。

（6）回油：打開(kāi)千斤頂田油和輸油閥，千斤頂主油缸繼續(xù)回縮，工具錨脫開(kāi)油頂口，夾片陸續(xù)從錨孔脫離出來(lái)，詳細(xì)檢查鋼絞線(xiàn)情況。

（7）退頂：相繼拆出工具錨、千斤頂、限位器，用游標(biāo)卡尺量取工作錨夾片外露量。

2.4.3 預(yù)應(yīng)力筋在張拉與錨固時(shí)，由于各種原因，不可避免的產(chǎn)生個(gè)別力筋滑移和斷裂現(xiàn)象。

（1）滑絲的原因

錨板錐孔與夾片間存在雜物；預(yù)應(yīng)力筋上有油污，錨下墊板喇叭口內(nèi)有混凝土或其它殘?jiān)?；錨具質(zhì)量缺陷，錨具與夾片不配套，硬度不夠或安裝不正確；回油卸載過(guò)快；力筋銹蝕或粗細(xì)不一致，限位深度不合理。

（2）斷絲的原因

鋼材材質(zhì)不均勻，錨環(huán)、預(yù)應(yīng)力筋和夾片硬度不能緊密配合或嚴(yán)重銹蝕；外力損傷力筋表面出現(xiàn)應(yīng)力集中；預(yù)應(yīng)力筋過(guò)度的彎折，孔道、錨具、千斤頂不對(duì)中；壓表失靈造成張拉力過(guò)大，千斤頂未按規(guī)定校驗(yàn)。

（3）滑絲、斷絲的處理原則

預(yù)應(yīng)力筋滑絲、斷絲數(shù)量超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定或前述質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)予以處理，處理原則依照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定，對(duì)后張構(gòu)件鋼絞線(xiàn)斷裂或滑脫的數(shù)量，不得超過(guò)同一截面預(yù)應(yīng)力鋼筋總根數(shù)的千分之五，且一束鋼絲只允許一根。

（4）滑絲的處理

張拉過(guò)程或張拉完成后，如發(fā)現(xiàn)滑絲可采用單孔千斤頂配單孔（或多孔）退錨器，張拉滑絲鋼絞線(xiàn)直至將滑絲的夾片取出，換上新夾片，重新張拉至設(shè)計(jì)應(yīng)力即可.滑絲過(guò)程中鋼絞線(xiàn)受到嚴(yán)重的損傷，夾片牙齒被鋼絞線(xiàn)擠磨平，則應(yīng)將錨具上的所有鋼絞線(xiàn)全部卸荷取出夾片，換上一套新錨具，在鋼絞線(xiàn)的原錨固位置錯(cuò)動(dòng)一定的距離重新張拉。

（5）斷絲的處理

提高其他鋼絲束的控制張拉力作為補(bǔ)償，但任何情況下，最大超張拉不得超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的最大張拉應(yīng)力。

啟用備用束：施工過(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重?cái)嘟z，將啟用備用束方案報(bào)設(shè)計(jì)部門(mén)審批后執(zhí)行。

重新更換新束：自錨產(chǎn)生的斷絲，只斷1～2根，且斷頭在錨口處，斷絲內(nèi)滑損失甚少，不影響預(yù)應(yīng)力筋的總應(yīng)力，可不作處理，斷絲3根以上，需要更換新束，換束辦法因不同情況而異，對(duì)張拉己完成，錨外束還未切除，宜用穿心頂單根張拉，逐個(gè)剔除夾片直至松下錨具.對(duì)張拉已完成，錨外束己切除，應(yīng)用氧氣逐根切割，使錨具、鋼絞線(xiàn)應(yīng)力失效，操作過(guò)程中孔道兩端禁止站人，防止錨片、鋼絲束飛出傷人。舊束廢除后，穿入新鋼絞線(xiàn)束，重新張拉。

3.壓漿和封錨工藝

孔道壓漿是防止預(yù)應(yīng)力鋼束銹蝕和保證預(yù)應(yīng)束與混凝土握裹成整體的重要措施。因此，必須確保壓漿質(zhì)量?？椎缐簼{采用真空輔助壓漿。

3.1 施工準(zhǔn)備

用砂輪切斷機(jī)切割錨板外多余鋼絞線(xiàn)（錨板外留3～5cm），切割后用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿將錨具上的空隙（壓漿孔除外）填充密實(shí)。

喇叭管壓漿孔安裝接口閘閥，以便壓漿時(shí)調(diào)節(jié)壓力。

壓力水沖洗孔道，過(guò)濾的壓縮空氣吹凈積水。使孔道濕潤(rùn)潔凈，如有與相鄰孔道串孔現(xiàn)象，應(yīng)先處理好后再壓漿。

3.2 真空輔助壓漿

3.2.1壓漿

（1）啟動(dòng)真空泵，當(dāng)真空度達(dá)到并維持在負(fù)壓0.08 MPa左右時(shí)，并保持穩(wěn)定，打開(kāi)閥門(mén)，啟動(dòng)壓漿泵，開(kāi)始?jí)簼{；真空度穩(wěn)定在-0.08 MPa之間約5分鐘后（真空度穩(wěn)壓時(shí)間可根據(jù)孔道長(zhǎng)短而定），打開(kāi)進(jìn)漿口閥門(mén)，啟動(dòng)壓漿泵，開(kāi)始?jí)簼{。壓漿泵的壓力維持在0.5～0.7Mpa內(nèi)，壓漿過(guò)程中，真空泵要保持連續(xù)工作。

（2）觀(guān)察出漿口的出漿情況，當(dāng)出漿流暢、穩(wěn)定且稠度與漿桶體基本一樣時(shí)。

（3）將從錨板內(nèi)引出的孔道排氣管折起，壓漿泵繼續(xù)工作，在壓力0.5～0.7Mpa下，持壓1～2分鐘后。

（4）關(guān)閉壓漿泵，完成壓漿。

（5）完成當(dāng)日壓漿后，拆卸外接管路及附件，將所有沾有水泥漿的設(shè)備及附件清洗干凈。

3.2.2注意事項(xiàng)

真空輔助壓漿是將孔道系統(tǒng)密封，一端用抽真空機(jī)將孔道內(nèi)80%以上的空氣抽出，保證孔道80%真空度，使之產(chǎn)生-0.06至-0.1MPa負(fù)壓，同時(shí)壓漿端以≥0.7Mpa的正壓力壓入水灰比0.35～0.4的水泥漿，水泥漿從抽真空端流出，至稠度與壓漿端基本相同，通過(guò)觀(guān)察孔（一般在孔道最高處或曲線(xiàn)孔道的拐點(diǎn)處，直線(xiàn)孔道每隔40m處）排漿，保證孔道內(nèi)水泥漿體飽滿(mǎn)。

3.3封錨（端）

3.3.1封錨（端）按如下兩種情況施工

封錨主要是指深埋錨張拉端封錨，此處多為單束或雙束錨頭，少數(shù)才會(huì)有多束錨頭，面積較小，端面較低，施工較為簡(jiǎn)單。

3.3.2封錨（端）混凝土與塔體混凝土等強(qiáng)。

錨頭端面，混凝土澆筑前應(yīng)進(jìn)行鑿毛、沖洗、清理，以利新老混凝土結(jié)合，注意不要損壞預(yù)應(yīng)力束的錨固。

封錨（端）模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土拌合、澆筑、震搗，以及混凝土的養(yǎng)護(hù)和拆模按有關(guān)規(guī)定辦理。

為確保封端混凝土澆筑密實(shí)，封端模板應(yīng)按高度分段開(kāi)窗，用鐵鍬上料，邊澆筑邊用竹片插實(shí)、振搗，至混凝土表面平整不冒泡再封窗口，直至模板頂端。

4.安全注意事項(xiàng)

安全閥要調(diào)整至規(guī)定值后，方可開(kāi)始張拉作業(yè)；

張拉時(shí)，千斤頂升壓或降壓速度應(yīng)緩慢、均勻。兩端張拉力求同步，切忌突然加壓或卸壓；

預(yù)應(yīng)力筋的錨固應(yīng)在張拉控制應(yīng)力處于穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行，速度不宜過(guò)快；

張拉過(guò)程中，千斤頂后方不得站人，也不得踩踏油管，測(cè)量伸長(zhǎng)值或拆卸工具錨及油頂時(shí)，人員站在千斤頂側(cè)面，張拉操作應(yīng)是專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的技術(shù)工人，操作持證上崗；

張拉時(shí)不得敲擊及碰撞張拉設(shè)備。油表要妥善保護(hù)，避免受震；

預(yù)應(yīng)力筋錨固后，如需要放松，都必須使用專(zhuān)門(mén)的放松設(shè)備，在確保安全的情況下緩慢放松，不允許在預(yù)應(yīng)力筋存在應(yīng)力的狀態(tài)下切斷；

設(shè)置張拉平臺(tái)、操作人員須系好安全帶；

壓漿頭前方不能站人，壓漿作業(yè)人員應(yīng)戴上護(hù)目鏡。

5. 結(jié)束語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力施工是橋梁建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，預(yù)應(yīng)力施工應(yīng)采取優(yōu)質(zhì)的原材料，選用科學(xué)合理的施工工藝，在預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中一定要堅(jiān)持以控制應(yīng)力為主，伸長(zhǎng)量為校核，嚴(yán)格控制張拉力，真空壓漿過(guò)程中保證水泥漿配合比，嚴(yán)格按規(guī)范施工，保證橋梁使用壽命。