混凝土節段箱梁體外預應力分析范文

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摘要：

近年來節段箱梁短線匹配法預制施工技術在橋梁施工中得到了廣泛應用，其預應力結構采用體外預應力為主，體內預應力為輔。節段箱梁體外預應力施工直接關系到橋梁的質量和使用安全。文章結合泉州灣跨海大橋實體工程成功實踐，詳細闡述了節段箱梁體外預應力施工技術，可供同類工程施工參考。

關鍵詞：

節段箱梁；體外預應力；質量；使用安全

1工程概況

泉州灣跨海大橋工程A1合同段南岸淺水區引橋（八車道）為50m跨預應力混凝土連續箱梁，共3聯，左右分幅設置，單幅21孔，兩幅橋共42孔，分為636個節段，在預制梁場內采用短線匹配法預制。箱梁采用縱、橫雙向預應力體系。縱向體內頂板和底板預應力束均采用采用15-16和15-19兩種，錨下張拉控制應力σk=1395Mpa；錨具采用15-16型錨具。采用內徑90mm的塑料波紋管成孔。體外預應力鋼束均采用15-27，錨下張拉控制應力σk=1209Mpa。箱梁頂板橫向預應力束采用15-3，BM15-3扁錨，錨下張拉控制應力σk=1395Mpa。采用內尺寸60×22mm的扁形塑料波紋管成孔。頂板橫向預應力束沿橋軸線按0.6m的標準間距布置。

2體外預應力施工

2.1施工前準備工作（1）施工順序：本階段鋼筋混凝土梁架設完畢-準備工作-穿體外索-體外索張拉-端部防腐。（2）施工準備千斤頂、油泵標定：千斤頂、油泵等整個加載系統在施工前必須標定。千斤頂必須由第三方進行標定。千斤頂與配套油壓表使用6個月或已張拉作業達到200次須進行標定、校驗。（3）穿索通道的準備：鋼絞線從預留的施工通道處穿入箱梁內側并牽引至預應力孔道內，在安裝第一跨時，受施工空間的影響需要將鋼絞線從前面引至待施工跨的前段再反穿至梁內，以后幾跨則不需要反穿的過程；環氧鋼絞線外側環氧涂層，施工中需要采取嚴格的保護措施防止涂層的損傷。在穿索前必須將本階段所有的鋼絞線下料完畢，利用放線架在橋面上下料，將轉盤放線架放置于箱梁頂面上。用鋼絲繩栓住放線架底盤，防止滑動。在待下料的位置隔2m間距布置一塊墊木（外包土工布或膠皮）進行施工，過程中注意環氧層的保護。在向前牽引的過程中，為了保護環氧層不被破壞需要將一段300cm長的HDPE管插入孔內并使其固定，用磨光機將HDPE管口打磨平滑，以保護環氧鋼絞線不受損傷，見圖1。同時在墩頂索道管的管口需用臨時PE管對鋼絞線做鋪墊，同時地面采用土工布在地下鋪墊并在上面布置尼龍滾輪架或土工布對鋼絞線做支撐保護，以保護鋼絞線通過時環氧涂層不被破壞。（4）鋼絞線下料：下料長度要考慮鋼絞線的傳束張拉的需要，另外還要增加一個垂度的影響值（開始按長度的1%考慮，后面有經驗后可酌情按實際減少），每盤鋼絞線要按照鋼絞線總長提前計算好每次下料長度和下料次數，提高鋼絞線的使用率，以免浪費鋼絞線。（5）安裝箱梁內臨時支撐裝置：為了減少鋼絞線在穿索過程中的垂度及防止鋼絞線與梁底板面接觸，在2米左右的間距設置臨時支撐架，托住鋼絞線，臨時支撐架裝有塑料滾輪，保護鋼絞線環氧層。

2.2體外索安裝本項目采用人工導引、單根鋼絞線穿索的施工工藝。具體操作步驟如下：（1）檢查：調整檢查整個預埋索道管情況，走勢目測直線應平滑順直，曲線應順暢，無死彎硬折，無破損，還應重點檢查張拉端是否牢靠，接頭是否完好。（2）導引：在導入口與梁內配備監視人員指揮下，將第一根鋼絞線從預留孔處穿入，到達箱梁內。（3）穿索：指揮梁內施工人員將鋼絞線從索盤上人工牽入整個穿索通道，直至鋼絞線末端也進入梁內；梁內通道每隔10米安排一名工人，人工將鋼絞線逐一傳送到規定位置。（4）反穿（第一跨安裝時會出現的工序）：將鋼絞線反向牽引，直至達到后端錨具處，在預留出張拉長度后（不可過長或過短，要嚴格控制）安裝夾片錨固；另一端同樣處理。（5）重復上述步驟將27根鋼絞線安裝完畢。在鋼絞線穿過錨具時和墩頂索道管前均需先從背面穿一引棒，將鋼絞線端部與引棒連接后向前送鋼絞線，使其通過轉向部分。每根鋼絞線穿索前都要進行編號，鋼絞線在穿過分絲板、束梳器時都需按孔位布置，一一對應穿索，不能有交叉現象。鋼絞線穿索按照從下往上的順序，依次穿索。

2.3鋼絞線張拉本工程的張拉方式采用兩端對稱張拉。（1）單根張拉。采用4臺單孔張拉千斤頂兩端兩側對稱張拉，見圖2。采用單根張拉雖然張拉次數較多，但是設備拆裝簡便、操作靈活。（2）張拉工藝。接通油泵和千斤頂的油管，檢查精密壓力表是否與千斤頂相符，在未張拉之前，可以在空載的情況下活動兩個行程，確保千斤頂在張拉時無任何問題。啟動油泵，在張拉過程中，鋼絞線緩慢被拉出。當達到設計、監測監控給定的張拉噸位后，應先穩住油壓，檢查索力值是否正確，在經過一段持荷時間（2分鐘左右）后，然后啟動頂壓缸，利用頂壓桿將夾片頂進錨板內，最后回油，緩慢卸除拉力。回油、關機、斷電、完成張拉的全過程。（3）張拉力控制。張拉前要對鋼絞線預張拉，以消除環氧鋼絞線的垂度（一般取值為最終張拉力的10％）。預張拉后千斤頂不拆下，繼續張拉至設計索力，此時測出鋼絞線的伸長量，伸長量之和與理論計算值比較，限差為±6%，符合者持荷5分鐘錨固，否則，應重復張拉。

2.3鋼絞線保護環氧層是決定環氧鋼絞線使用壽命的重要因素，為了保證本項目體外索的使用壽命，在環氧鋼絞線運輸、堆放、下料、安裝、張拉等各個環節均必須采取相應措施保證環氧層不受損傷。在施工過程中，一旦發現鋼絞線的環氧涂層有損傷時應立即修補。撞傷與擦傷處不得發現有鋼絲破損或受傷以及生銹現象，若發現以上現象則不得采取修補措施，另外如果鋼絞線發現大面積的破損也不得采取修補措施。

3結束語

施工要嚴格按設計要求的張拉程序及張拉力進行體外預應力的施工控制。施工中出現異常現象，應立即停止施工，并及時報請現場監理和設計，待查明原因，采取措施后再繼續施工。當張拉設備，如千斤頂、壓力表等損壞或超過規定使用期限，應重新進行標定。張拉操作必須逐級、平穩、對稱進行，不允許出現超載現象，并作好張拉記錄。本體系工作夾片設計使用次數為5次（設計最大張拉力），若張拉次數超過5次，需及時更換工作夾片。對稱張拉的索股，張拉兩端的操作人員必須使用對講機保持通話，同時開始張拉，并保持勻速張拉速度，同時結束張拉。體外索的施工必須精心組織施工，嚴格按照設計要求和有關規定進行，張拉前機具必須準確檢校，鋼絞線應實測出各項性能指標。體外索張拉過程中必須進行箱梁變形監測，確保施工質量。

參考文獻

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[2]劉士林.工程設計中體外預應力筋極限應力取值的建議[J].預應力技術，2006（3）.

[3]孫寶俊，周國華.體外預應力結構技術及應用綜述[J].東南大學學報（自然科學版），2001（1）.

作者：陸安 單位：中鐵大橋局集團第二工程有限公司