后張法預應力混凝土簡支箱梁張拉和孔道壓漿質量控制分析

衛(wèi)星凱

摘要：根據大西客專襄汾制梁場、渝萬鐵路洛磧制梁場、徐鹽鐵路銅山制梁場預制后張法預應力混凝土簡支箱梁的施工經驗，對后張法預應力箱梁的張拉和孔道壓漿質量控制進行論述，為箱梁施工質量提供參考。

Abstract： Based on the construction experience of prefabricated prestressed concrete simply supported box girder in Daxi Passenger Dedicated Railway Xiangfen beam field， Yuwan Railway Luoqi beam field and Xuyan Railway Tongshan beam field， the post-tensioning prestressed box girder tensioning and the quality control of pipe grouting are discussed， so as to provide reference for the construction quality of box girder.

關鍵詞：后張法；簡支箱梁；預應力張拉；孔道壓漿；質量控制

Key words： post-tension method；simply supported box girder；prestressed tension；pore grouting；quality control

中圖分類號：TU757.1+4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）11-0149-02

0 引言

預應力混凝土是在混凝土結構承受荷載之前，預先對其施加壓力，使其在外荷載作用時的受拉區(qū)混凝土內力產生壓應力，用以抵消或減小外荷載產生的拉應力，使結構在正常使用的情況下不產生裂縫。對于橋梁施工質量控制而言，預應力張拉的作用至關重要。預應力孔道壓漿的作用主要包括：①保護預應力筋免遭銹蝕，使結構物具有較強的耐久性。②預應力筋通過灰漿與周圍混凝土結成整體，使錨固的可靠性增強，結構的抗裂性和承載能力提高，預應力損失減少。③提高了結構物的抗彎強度。本文以徐鹽鐵路銅山制梁場預制后張法預應力混凝土簡支箱梁施工為例，就預應力張拉和孔道壓漿工序中的質量控制措施加以論述。

1 預應力材料的相關要求

根據《通橋（2016）2229-Ⅰ》規(guī)定：

①預應力鋼絞線為：1×7-15.2-1860-GB/T5224-2014，抗拉強度標準值為1860MPa，公稱直徑為15.2mm，鋼絞線面積為140mm2。

②錨固體系采用自錨式拉絲體系，錨具應符合相關的規(guī)范標準。32m箱梁錨具采用M15-11，M15-12，M15-13型，24m箱梁錨具采用M15-9，M15-10型。

③預應力管道采用直徑為90mm、80mm的橡膠棒成孔。

④預應力張拉錨外控制應力δk=1344.54MPa，錨下控制應力δk1=0.95×1344.54=1277.32MPa。

2 張拉壓漿設備的選用與校驗

①千斤頂的張力。

鋼絞線所需達到的最大張力為P=1344.54×140×13/1000=2447.06kN?，F場選用YCH400B型千斤頂，該千斤頂張拉活塞面積為A=7.607×10-2m2，公稱油壓為52MPa，公稱張拉力為3956kN>1.5P=3670.59kN，滿足施工要求。

②千斤頂的行程。

以N2b孔道為例，參考《通橋（2016）2229-Ⅰ-07》預應力筋布置圖，得半幅鋼絞線長度：

L=0.063+2.338/cos4°+1.046+12.776=16.229m，其中0.063m為13孔錨具的厚度。

先不考慮管道偏差及管道摩擦系數的影響，鋼絞線的伸長量ΔL=δk1×L/Ep=1277.32×16.229/195=106.3mm。YCH400B型千斤頂行程為200mm滿足要求。

③油壓表與油泵的選擇。

油壓表最大度數δ=P/A=2447.06/（7.607×10-2）×10-3=32.2MPa。選用最大量程為60MPa（>1.5δ=48.3MPa）的壓力表即符合應力要求。

油泵選擇ZB6-600型標準數電動油泵。

④壓漿泵的選擇。

選用SQG45A型螺桿式灌漿泵，對應壓力表最小分度值為0.05MPa，最大量程為1.6MPa。

⑤壓漿臺車的選擇。

選用GSZW-700型高速自動壓漿臺車，攪拌機轉速為1000r/min，計量精度為±1kg。

⑥真空泵的選擇。

選用JZ-90B型真空泵，真空表讀數范圍為：0MPa～

-0.1MPa。

⑦張拉設備的定期校驗與更換。

千斤頂有效工作期限為一個月（且張拉不超過200次，主要部件更換后應重新檢定）。油壓表檢定有效期不得超過一周。千斤頂與油壓表應配套標定，配套使用。油表在使用過程中發(fā)生震動、玻璃破損、指針松動、無壓時指針不回零現象都應更換。

3 孔道成孔過程中的質量控制

本梁場采用橡膠棒成孔，橡膠棒穿入鋼筋籠前，要清除表面的雜物。梁體鋼筋籠骨架、橡膠棒定位網片及錨墊板位置均按照圖紙尺寸嚴格控制以控制預應力孔道的位置偏差。箱梁模板安裝前，均逐孔檢查錨墊板型號，防止型號錯裝后影響鋼絞線的應力。錨墊板上的壓漿孔均塞入棉塞防止?jié){體進入影響壓漿。待混凝土澆筑完畢達到初凝后，將橡膠棒拔出，保證孔道的通暢。

4 鋼絞線的下料及穿束質量控制

①先將錨墊板孔口及喇叭管內的混凝土漿碴清除干凈，確?？椎罆惩o阻后即可穿束。②領取經復驗合格的鋼絞線，采用自動穿束機進行穿束作業(yè)，每次穿束穿入一根，兩端施工作業(yè)人員對每根鋼絞線進行數字編號，通過數字編號來控制鋼絞線在穿束過程中在孔道內的扭結。③通過穿束機變頻器來調節(jié)鋼絞線外露長度，人工測量長度合格后方可切割。

5 錨具的安裝及張拉準備工作的質量控制

①為確保錨具、夾片處于正常狀態(tài)，應安排專人負責看管。②錨具一定要安裝在錨墊板的限位槽內，與孔道中心線對中。并用套筒將夾片打緊，使錨具不脫離限位槽為度。兩片夾片的外露量要相等，避免出現夾片錯臺，夾片安裝前要確保包裝紙清理干凈。③千斤頂定位時，應使預留孔道、傳力筒、錨具軸線、千斤頂軸線四軸線同心。④限位板和鋼絞線直徑要配套使用，可根據廠家提供的對應表來匹配使用。⑤張拉前，檢查進、出油管是否安裝正確，千斤頂與油表是否配套等。

6 張拉過程中的質量控制

①張拉中實施張拉應力、應變、時間“三控”：即張拉時以油壓表讀數為主、以鋼絞線的伸長值作校核，在σK作用下持荷5min。在持荷狀態(tài)下，如發(fā)現油壓下降，應立即補至張拉控制應力。傳力錨固時，應緩慢回油，防止夾片瞬間動載受力造成滑絲。

②在統一指揮下，兩端司泵人員同時對張拉千斤頂供油，在鋼絞線略微拉緊時再次調整千斤頂位置。

③每次加載為油表讀數5MPa的倍數時，通過兩端人員及時聯絡，使兩端油壓大致相等，保持同步張拉，控制兩端不同步率≤5%。

④在初應力和鎖定應力階段分別測量油缸行程，計算鋼束伸長值之總和及其偏差是否在±6%以內，若個別孔道伸長量偏差超出±6%，則回油后重新張拉一次。

⑤梁體鋼絞線束張拉應按照設計規(guī)定的張拉順序，采取兩端同步張拉，并左右對稱進行，最大不平衡束不得超過1束。

⑥退頂后，立即用石筆沿鋼絞線與夾片接觸處劃線以檢查有無滑絲現象。

⑦出現滑斷絲要對鋼絞線進行更換?；瑪嘟z的處理方法如下：1）滑、斷絲如發(fā)生在錨固前，應立即停止張拉，更換已斷絲鋼絞線，重新張拉。2）滑、斷絲如發(fā)生在錨固后，先放松鋼絞線束，采用一端安裝單孔張拉千斤頂，拉動鋼絞線后帶動夾片，將夾片摳出，讓鋼絞線回縮，如此反復，直至全部放松應力，更換材料后重新張拉。3）滑、斷絲如發(fā)生在切絲之后，使用氧氣乙炔焰緩慢加熱切割一端錨具，放張后重新換束張拉，用此法處理時鋼絞線兩端正前方嚴禁站人，并設防護確保安全。

⑧初張拉后在外露鋼絞線上套上塑料套管或采用隔水材料進行包裹，防止錨具及預應力筋出現銹蝕，造成滑絲。

7 壓漿準備工作的質量控制

①終張拉完畢，在48h內進行管道壓漿，壓漿前應清除孔道內雜物。封錨一定要密實，不透氣，不漏漿。②壓漿劑、水泥以及水由壓漿臺車自動稱量系統計量?，F場壓漿作業(yè)必須嚴格計量，水泥、壓漿劑、外加劑、水的秤量準確到±1%。③壓漿前應檢查各項設備和管道是否處于正常狀態(tài)，確認無誤后方能進行操作。

8 壓漿過程中的質量控制

①攪拌前，先清洗施工設備。確保清洗后的設備干凈整潔無異物，然后檢查攪拌機的過濾網。當壓漿料從攪拌機進入儲料罐時，必須經過過濾網，要求過濾網空格尺寸為2mm×2mm。

②漿體攪拌操作順序為：首先在攪拌機中先加入實際拌和水用量的90%，開動攪拌機，均勻加入全部壓漿劑，邊加入邊攪拌，然后均勻加入全部水泥。全部粉料加入后再攪拌2min，然后加入剩余的10%的拌和水，繼續(xù)攪拌2min。

③攪拌均勻后，現場進行出機流動度試驗，每10盤進行一次檢測，其流動度在14～22s的范圍內，即可通過過濾網進入儲料管。漿體在儲料罐中繼續(xù)攪拌，以保證漿體的流動性。

④用真空泵吸真空，啟動真空泵，開啟出漿端接在接駁管上的閥門。關閉入漿端的閥門。抽吸真空度要求達到-0.06～-0.08MPa并保持穩(wěn)定。

⑤啟動壓漿泵，開始壓漿，真空泵仍保持連續(xù)作業(yè)。即由一端壓入水泥漿，當另一端溢出的漿體濃度與壓漿端相同時封閉出漿口，繼續(xù)壓漿使壓力達到0.50～0.60MPa，持壓3min且無漏漿情況時可換下一個孔道。

⑥漿體攪拌好后應盡快壓入孔道，置于貯漿罐的漿體應連續(xù)攪拌，同一孔管道壓漿應連續(xù)進行，一次完成。

⑦壓漿時漿體溫度應在5℃～30℃之間，壓漿及壓漿后3天內應保證梁體溫度不低于5℃。

9 結語

后張法預應力混凝土預制箱梁施工中，張拉和孔道壓漿是非常重要的兩道工序，在徐鹽鐵路銅山制梁場的這兩道工序施工中，我們從技術準備，原材料檢驗、控制，工序過程中質量控制、預防以及出現問題的應對、解決等各個環(huán)節(jié)進行了嚴格的控制，緊抓質量控制要點，取得了良好的效果。歡迎各位同仁多多指點，共同交流。為我國的預應力混凝土施工技術更上一層貢獻自己的力量。

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