體外預(yù)應(yīng)力加固大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋質(zhì)量控制

張伯林

(廣州市穗高工程監(jiān)理有限公司，廣東廣州 510045)

1 工程概述

廣州某特大橋跨越珠江主航道及副航道，由左右兩幅獨(dú)立的橋梁組成。主橋跨徑組合為51.6 m+3×80 m+51.6 m(跨越珠江副航道)+6 m(過渡梁)+106.6 m+2 ×160 m+106.6 m(跨越珠江主航道)，結(jié)構(gòu)形式為連續(xù)剛構(gòu)橋，上部為單箱單室三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。由于超載原因，普查發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)存在跨中下?lián)稀⒏拱逍毕蜷_裂、中跨跨中橫向開裂和腹板斜裂縫向底板延伸等橋梁病害，為保證橋梁安全，必須對(duì)橋梁進(jìn)行加固。主航道(106.6+2×160+106.6)每幅橋共布置16束體外束，體外束的形式為:以中主墩為界，左右兩跨各布置8束。輔航道(51.6+3×80+51.6)每幅橋共布置18束體外束，體外束的形式為:左右兩跨各布置體外束各6束，中跨布置體外束6束，共18束。體外束均采用兩端張拉。體外索采用環(huán)氧涂層鋼絞線組成的鋼絞線束。要求錨具可以重復(fù)調(diào)整體外索的拉力，并且在體外索出現(xiàn)破壞時(shí)可以整束更換，為以后的橋梁維護(hù)提供方便。為防止鋼束在穿束及張拉過程中相互纏繞，轉(zhuǎn)向及錨固轉(zhuǎn)向處設(shè)置分絲器。預(yù)應(yīng)力錨固塊采用C55混凝土結(jié)構(gòu)，通過在原結(jié)構(gòu)上鉆孔植筋實(shí)現(xiàn)新舊混凝土的結(jié)合，為避免體外索自由長度較長時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，設(shè)置防振限位裝置。

施工監(jiān)理內(nèi)容主要包括:原材料質(zhì)量控制，錨固塊、轉(zhuǎn)向塊施工質(zhì)量控制，穿索質(zhì)量控制，體外索張拉質(zhì)量控制，體系防護(hù)質(zhì)量控制等，以下分別闡述體外預(yù)應(yīng)力加固施工監(jiān)理控制要點(diǎn)。

2 原材料質(zhì)量控制

1)鋼絞線采用環(huán)氧涂層鋼絞線，涂層厚度0.6 mm～1.1 mm，環(huán)氧涂層鋼絞線自身防腐性能較優(yōu)越。要求做靜載錨固性能試驗(yàn)，檢驗(yàn)夾片與鋼絞線咬合性能，試驗(yàn)表明咬痕明顯，環(huán)氧涂層未脫落，夾緊牢固。涂層的粘附性檢查:沿直徑為鋼絞線公稱直徑32倍的心軸進(jìn)行180°彎曲，在彎曲鋼絞線外圍不應(yīng)該出現(xiàn)肉眼可見的涂層裂紋或者粘結(jié)失效。2)鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1 860 MPa，彈性模量不低于195 GPa。環(huán)氧涂層填充型預(yù)應(yīng)力鋼絞線要求符合規(guī)范ASTMA882/A882M-02a環(huán)氧涂層填充型七絲預(yù)應(yīng)力鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及《預(yù)應(yīng)力混凝土用環(huán)氧涂層鋼絞線》。3)錨具采用體外束專用錨具，其性能應(yīng)滿足《后張預(yù)應(yīng)力體系的驗(yàn)收和應(yīng)用建議》與國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14370-2000預(yù)應(yīng)力用錨具、夾具和連接器的規(guī)定。4)錨固塊新舊混凝土連接采用植筋膠，其性能應(yīng)符合JTG/T J22-2008公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范錨固用膠粘劑安全性檢驗(yàn)合格指標(biāo)的A級(jí)膠要求。5)C55自密實(shí)混凝土配合比控制指標(biāo):水泥(含粉煤灰)用量要求不大于450 kg/m3(另摻入適量微膨脹劑);水灰比控制不大于0.35;初凝時(shí)間控制在4 h～6 h，因開放交通需要希望澆筑后能盡快凝固。

3 錨固塊、轉(zhuǎn)向塊施工質(zhì)量控制

1)為加強(qiáng)新、舊混凝土的結(jié)合，應(yīng)對(duì)原構(gòu)件混凝土存在的缺陷清理至密實(shí)部位，并將混凝土表面鑿毛，在原結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)空當(dāng)處間隔一定距離鑿出剪力鍵，槽深約3 cm，溝槽面積應(yīng)為新舊混凝土接觸面積的10%左右，并盡量布置于接觸面的邊緣部位。

2)錨固塊施工前需核實(shí)是否有足夠的張拉空間，如不足需調(diào)整錨具規(guī)格，確保錨具安裝后有足夠的張拉空間。

3)復(fù)核放線鉆孔位置。檢查鉆孔直徑和深度是否符合設(shè)計(jì)要求;清孔須用丙酮或工業(yè)酒精擦拭孔壁孔底;植筋膠灌注應(yīng)飽滿，每個(gè)部位抽三根植筋進(jìn)行抗拉拔試驗(yàn)，要求拉拔力滿足設(shè)計(jì)要求。

4)張拉體外索時(shí)，預(yù)埋轉(zhuǎn)向器時(shí)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙尺寸要求預(yù)埋，采用定位鋼筋固定在準(zhǔn)確的位置，控制其定位誤差不超過5 mm。

5)鋼筋制安，綁扎牢固，焊接飽滿、平順。鋼筋骨架必須穩(wěn)定牢固，在安裝及澆筑混凝土?xí)r不得松動(dòng)或變形。

6)模板面之間應(yīng)平整，接縫嚴(yán)密不漏漿。

7)檢查混凝土的均勻性和坍落度。從高處直接傾卸時(shí)，其自由傾落高度不宜超過2 m，當(dāng)傾落高度超過2 m時(shí)，應(yīng)通過串筒、溜管或振動(dòng)溜管等設(shè)施下落;澆筑混凝土?xí)r，除少量塑性混凝土可用人工搗實(shí)外，宜采用振動(dòng)器振實(shí)。留置混凝土試件，同條件養(yǎng)護(hù)，檢驗(yàn)混凝土強(qiáng)度。

4 穿索施工質(zhì)量控制

1)體外索下料長度應(yīng)考慮千斤頂工作長度、固定端預(yù)留長度、施工錨墊板后移長度等，下料長度誤差控制在20 cm以內(nèi)。鋼絞線要避免出現(xiàn)死彎，其最小彎曲半徑不小于1 m。

2)檢查所有預(yù)應(yīng)力管道及轉(zhuǎn)向器是否通暢，清除雜物使其滿足穿布鋼絞線的要求。預(yù)埋鋼管管口應(yīng)打磨并套上PVC套管，使其順滑，防止穿索及張拉時(shí)刮傷鋼絞線。

3)單根鋼絞線的熱擠PE層厚度較薄，下料和穿索過程中要注意保護(hù)鋼絞線，防止在施工中碰傷鋼絞線上的環(huán)氧涂層和外包PE，從而影響鋼絞線的防腐蝕能力。嚴(yán)禁在地面拖拉鋼絞線，嚴(yán)禁行人、車輛等踩踏或碾壓。

4)穿索時(shí)，須在每個(gè)分絲器上做好每個(gè)孔的編號(hào)，對(duì)號(hào)穿索，避免纏繞交叉。

5 體外索張拉質(zhì)量控制

1)轉(zhuǎn)向塊及錨固塊的混凝土應(yīng)在強(qiáng)度和彈性模量均達(dá)到90%，并達(dá)到7 d齡期后才能進(jìn)行張拉作業(yè)。

2)錨具、夾片在安裝前應(yīng)擦拭干凈，務(wù)必保持錨孔清潔，有銹蝕、刮痕的夾片不得使用。夾片應(yīng)分布均勻并打緊，且外露一致。

3)主橋每束由31根鋼絞線組成，副橋每束由27根鋼絞線組成。體外束采用單根兩端對(duì)稱分級(jí)張拉，預(yù)應(yīng)力索張拉應(yīng)力控制為0.6Rb，初張拉(張拉力為0.1倍設(shè)計(jì)張拉力P)→張拉到0.2P→張拉到0.4P→張拉到0.6P→張拉到0.8P→張拉到P。左右腹板兩束體外索對(duì)稱張拉，張拉完2束體外索后進(jìn)行腹板加厚加固，然后再張拉另2束體外索。

4)千斤頂定位:安裝時(shí)應(yīng)注意工具錨與工作錨環(huán)對(duì)正，工具夾片安裝平齊，千斤頂安裝應(yīng)到位，直接頂住錨環(huán)，限位尺寸必須正確，確保限位板不變形。

5)每束體外索張拉10根鋼絞線后須對(duì)錨固塊處混凝土應(yīng)力、梁體控制截面應(yīng)力、墩頂應(yīng)力梁體裂縫變化情況、梁體撓度變化情況等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)實(shí)測(cè)值與計(jì)算值出入很大時(shí)，應(yīng)立即停止張拉，分析原因，待查明原因并采取措施后才能繼續(xù)張拉。每束體外索張拉過程中須監(jiān)測(cè)三次，確保橋梁結(jié)構(gòu)安全。

6)張拉過程中，實(shí)施交通管制，張拉完成后才能開放交通。張拉過程中由一人統(tǒng)一指揮，保證左右側(cè)兩根和兩端4個(gè)千斤頂同步、對(duì)稱張拉。張拉采用雙控，以張拉力控制為主，以伸長量控制為輔。檢查油表讀數(shù)，復(fù)核伸長量。

7)張拉過程中仔細(xì)檢查錨固塊及轉(zhuǎn)向架等構(gòu)件(混凝土是否有裂縫產(chǎn)生和發(fā)展跡象，預(yù)埋件有無變化)，一有異常立即報(bào)告。

8)體外索張拉完成后，在合適的地方做好標(biāo)記，以便后期觀測(cè)檢查是否松弛。預(yù)應(yīng)力束應(yīng)留有足夠的錨固長度，可以二次補(bǔ)拉減小預(yù)應(yīng)力松弛。

9)外露錨具應(yīng)涂裝防護(hù)，防止水分、氯離子及其他有腐蝕性的介質(zhì)侵入。要做好鋼絞線的密封防腐，鋼絞線保護(hù)罩注入嘴應(yīng)設(shè)置在上方，墊圈應(yīng)使用硅膠墊圈，錨固螺母間距不能太大。

6 體系防護(hù)質(zhì)量控制

1)防振限位裝置為鋼結(jié)構(gòu)，構(gòu)件采用焊接和栓接。焊縫質(zhì)量等級(jí)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50205鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范的規(guī)定。

2)索夾位置須定位準(zhǔn)確，索夾中心位置與索體中心位置誤差不得大于2 mm。

7 結(jié)語

經(jīng)過參建各方的共同控制，自密實(shí)混凝土保證了錨固塊、轉(zhuǎn)向塊的澆筑質(zhì)量;分絲器和錨具定位、安裝準(zhǔn)確，滿足設(shè)計(jì)要求。體外索張拉力與設(shè)計(jì)一致，伸長量偏差控制在允許范圍內(nèi)。體外索加固有效提高了橋梁強(qiáng)度和剛度，裂縫變小，撓度減小，增加了橋梁的應(yīng)力儲(chǔ)備，增強(qiáng)了橋梁結(jié)構(gòu)安全性和耐久性，加固效果良好。

［1］JTG/T J23-2008，公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］JTG/T J22-2008，公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］張成安，姜廣強(qiáng).無粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土施工控制［J］.中國市政工程，1999(4):25-27.

［4］姚永春.預(yù)應(yīng)力箱梁張拉施工質(zhì)量控制要點(diǎn)［J］.山西建筑，2010，36(26):199-200.