淺析客運(yùn)專線32m預(yù)制箱梁預(yù)應(yīng)力張拉施工技術(shù)

摘要 ：鑒于鐵路橋梁客運(yùn)專線的重要性，首先對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單闡述，繼而以預(yù)應(yīng)力張拉為核心，并結(jié)合吉琿客運(yùn)專線的實(shí)例，從張拉前的準(zhǔn)備階段、張拉過(guò)程等方面對(duì)此進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞 ：鐵路梁 預(yù)應(yīng)力張拉 技術(shù) 施工

1、引言

現(xiàn)代橋梁建設(shè)除了實(shí)用性，往往還要考慮美觀、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等因素，為實(shí)現(xiàn)這一目的，預(yù)應(yīng)力技術(shù)越來(lái)越受重視。提高橋梁的抗裂性和耐久性，延長(zhǎng)其使用壽命，是一種科學(xué)的橋梁防護(hù)手段。中鐵九局江南東制梁場(chǎng)預(yù)制32m箱梁有196孔，預(yù)制梁采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土雙線簡(jiǎn)支單箱單室箱梁，跨度31.5m，雙線線間距4.6m。預(yù)應(yīng)力張拉階段尤為重要，預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)采用后張法：即先澆筑混凝土，后張拉鋼筋，需要提前埋設(shè)管道，然后進(jìn)行混凝土的澆筑，當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的80%時(shí)，將鋼筋穿入管道進(jìn)行張拉，接著借助錨具加以固定，并向管道內(nèi)灌漿，通過(guò)錨具阻止鋼筋回彈，最終完成張拉工作。

2、預(yù)應(yīng)力張拉施工工藝

2.1 準(zhǔn)備工作

（1）預(yù)應(yīng)力混凝土張拉工序開始作業(yè)的條件符合技術(shù)要求。該工程使用的均是甲控材料，且經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢測(cè)，全部合格；所用計(jì)量檢測(cè)器具已經(jīng)標(biāo)定（含自校）并在有效期內(nèi)；鋼絞線、錨具、千斤頂、夾具、油壓表等均準(zhǔn)備齊全；安全防護(hù)是否齊全。

（2）預(yù)施應(yīng)力前作好如下準(zhǔn)備工作。張拉時(shí)同束鋼絞線必須做到“兩同步、三同心、三控”。同時(shí)檢查梁體混凝土強(qiáng)度（53.5MPa）、彈性模量（35.5 GPa）、混凝土齡期（大于10d）是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。梁體有無(wú)缺陷，如有，應(yīng)事先征得監(jiān)理工程師同意修補(bǔ)完好且達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，否則不允許預(yù)加應(yīng)力；終張前，終張后及終張30d及時(shí)進(jìn)行梁體彈性上拱度及上拱度測(cè)定；終張30d實(shí)測(cè)梁體上拱度不得大于L/3000。

（3）傳感器、千斤頂和油壓表均在校驗(yàn)有效期內(nèi)。采用傳感器校正法。校正千斤頂用的傳感器必須在有效期內(nèi)，傳感器的校驗(yàn)有校期為1年，張拉千斤頂校正系數(shù)不大于1.05； 千斤頂張拉了200次以后或千斤頂校正有效期限已達(dá)1個(gè)月；油壓表采用精度不低于0.4級(jí)的防震型油壓表，最小分度值不大于0.2 MPa，有效期1個(gè)月。

（4）作業(yè)人員均持有上崗證和張拉通知單，為避免鋼絞線出現(xiàn)較大劃痕，對(duì)其直徑及限位板都做了精確測(cè)量。

2.2 張拉過(guò)程控制要求

預(yù)施應(yīng)力按預(yù)張拉、初張拉和終張拉三個(gè)階段進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力束張拉前，清除管道內(nèi)的雜物及積水。預(yù)制梁帶模預(yù)張拉時(shí)，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%，內(nèi)模板松開，不對(duì)梁體壓縮造成阻礙，張拉數(shù)量及張拉力值按設(shè)計(jì)控制。

（1）預(yù)張拉。當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的60%（30MPa）后，松內(nèi)模、拆除端模；當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到33.5MPa后，按照設(shè)計(jì)要求對(duì)梁體進(jìn)行預(yù)張拉。預(yù)張拉在預(yù)制臺(tái)座上進(jìn)行。為防止梁體早期裂紋，當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到33.5MPa后，盡早進(jìn)行預(yù)張拉。

張拉順序：0→0.2σk1（測(cè)伸長(zhǎng)值初始讀數(shù)，測(cè)工具錨夾片外露）→σk1（測(cè)伸長(zhǎng)值，測(cè)工具錨夾片外露）→回油錨固。（σk1—指預(yù)張?jiān)O(shè)計(jì)應(yīng)力）

（2）初張拉。當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到43.5MPa，脫出內(nèi)模后，按照設(shè)計(jì)要求對(duì)梁體進(jìn)行初張拉。初張拉在預(yù)制臺(tái)座上進(jìn)行，初張拉結(jié)束后，方可將梁體移出臺(tái)座

張拉順序：0→0.2σk1（測(cè)伸長(zhǎng)值初始讀數(shù)，測(cè)工具錨夾片外露）→σk1（測(cè)伸長(zhǎng)值，測(cè)工具錨夾片外露）→回油錨固。（σk1—指初張?jiān)O(shè)計(jì)應(yīng)力）

（3）終張拉。當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到53.5MPa，彈性模量達(dá)到35.5GPa且混凝土齡期大于10天時(shí)，進(jìn)行終張拉。箱梁終張后需實(shí)測(cè)彈性上拱度，實(shí)測(cè)彈性上拱值不大于1.05倍的設(shè)計(jì)計(jì)算值；終張拉30d后實(shí)測(cè)上拱值在±L/3000（L為梁跨度）即±10.5mm之間

張拉順序：0→0.2σk（測(cè)伸長(zhǎng)值初始讀數(shù)，測(cè)工具錨夾片外露）→σk（靜停5min、測(cè)伸長(zhǎng)值，測(cè)工具錨夾片外露）→保持控制應(yīng)力→回油錨固（測(cè)鋼絞線回縮量、測(cè)工作錨夾片外露）→畫線作鋼絞線滑絲觀察標(biāo)記。（σk—指張拉控制應(yīng)力）

（4）經(jīng)過(guò)預(yù)初張拉的預(yù)應(yīng)力束張拉順序：0→σk1（測(cè)伸長(zhǎng)值初始讀數(shù)，測(cè)工具錨夾片外露）→σk（靜停5min，測(cè)伸長(zhǎng)值，測(cè)工具錨夾片外露）→保持控制應(yīng)力→回油錨固（測(cè)鋼絞線回縮量，測(cè)工作錨夾片外露）→畫線作鋼絞線滑絲觀察標(biāo)記。（σk—指張拉控制應(yīng)力，σk1—指預(yù)、初張?jiān)O(shè)計(jì)應(yīng)力）

2.3鋼絞線回縮量控制

鋼絞線一端回縮量不得大于 6mm，否則應(yīng)重新張拉。回縮量的測(cè)量方法為：張拉至控制應(yīng)力時(shí)測(cè)量千斤頂活塞的外露長(zhǎng)度 L1，然后關(guān)閉電源打開回油閥，回油至2～3 MPa再測(cè)量千斤頂活塞的外露長(zhǎng)度 L2，L1 與L2 之差再減去一端自由長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)值即為鋼束該端回縮量，或用限位板槽深減去工作錨夾片外露量即為鋼束該端回縮量。

2.4鋼絞線切割要求

在終張拉完24h后經(jīng)檢查人員確認(rèn)并測(cè)量梁體撓度合格后，即可進(jìn)行錨外鋼絞線切割。鋼絞線切割處距錨板外邊40～50mm，端頭鋼絞線使用砂輪片切割，切割不得對(duì)錨具造成損害。切割完成后用聚氨酯防水涂料對(duì)錨具、錨墊板及外露鋼絞線頭進(jìn)行防銹處理。

2.5張拉控制要點(diǎn)

（1）張拉按照設(shè)計(jì)的張拉順序，兩端兩側(cè)同時(shí)對(duì)稱張拉，即四臺(tái)張拉千斤頂同時(shí)工作；

（2）人工推動(dòng)千斤頂使千斤頂、限位板、工作錨連接在一起，并確保管道、錨具、千斤頂三者同心。之后將工具錨上的工具夾片用專用工具打緊。限位板和工具錨采用同一錨具生產(chǎn)廠的配套產(chǎn)品，千斤頂使用專門吊架提升；

（3）初調(diào)：梁體兩端同時(shí)張拉，千斤頂充油到達(dá)初應(yīng)力時(shí)（20%的σk），測(cè)量千斤頂油缸伸長(zhǎng)值，作為測(cè)鋼絞線伸長(zhǎng)量的起點(diǎn)；

（4）張拉：在初始應(yīng)力的基礎(chǔ)上，對(duì)稱張拉，在張拉過(guò)程中，兩端隨時(shí)要取得聯(lián)系，保持油壓上升速度相等，同時(shí)達(dá)到控制張拉噸位，持荷5min。在持荷的過(guò)程中，隨時(shí)觀察油壓表油壓讀數(shù)，若油壓稍有下降，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)油到設(shè)計(jì)噸位的油壓值；

（5）張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，采用應(yīng)力、應(yīng)變和時(shí)間三控。以控制張拉應(yīng)力（油壓表讀數(shù)）為主，以預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核，兩端伸長(zhǎng)量不得相差10%，兩端總實(shí)際伸長(zhǎng)值與按進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)鋼絞線實(shí)際彈模計(jì)算的伸長(zhǎng)值誤差值不得超過(guò)±6%，同時(shí)保證在張拉控制應(yīng)力σk作用下持荷5分鐘后回油錨固；

（6）實(shí)際張拉伸長(zhǎng)值與計(jì)算張拉值控制在±6%，兩端張拉不同步率≤10%，每端錨具回縮量控制在6mm以內(nèi)，否則應(yīng)分析原因后再進(jìn)行張拉；

（7）滑絲、斷絲檢查：張拉完后，應(yīng)在錨圈外鋼絞線上用彩筆劃線，24 小時(shí)后檢查鋼絞線無(wú)滑動(dòng)時(shí)，才允許切絲、進(jìn)行壓漿工作。

3、壓漿、封錨施工工藝

張拉完成后，在24小時(shí)內(nèi)檢查滑、斷絲情況符合規(guī)范規(guī)定，切割鋼絞線后外露40～50mm→清除錨座面、密封槽及裝配螺孔內(nèi)的水泥漿→密封錨頭→壓漿前準(zhǔn)備工作→抽真空及配置漿液→壓漿→停抽真空和保壓→工后清理→封錨。

此工程選擇的是真空輔助壓漿技術(shù)，先將管道內(nèi)的雜物進(jìn)行清理，然后按照工程量拌制水泥漿，經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)后壓入管道，在出漿口安裝有三通管，當(dāng)確定進(jìn)漿、出漿的濃度相同時(shí)，才能封閉保壓。為提高漿體的密實(shí)度，需對(duì)管道的真空度加以限制，將壓漿的最大壓力控制在0.6MPa以內(nèi)。須注意的是，該工作要在終張拉工作完成后48h內(nèi)進(jìn)行，若在冬季，應(yīng)做好保溫工作，保證壓漿結(jié)束后3天的溫度在5℃以上。管道壓漿完畢，經(jīng)檢查無(wú)不飽滿情況，水泥漿已凝固后，及時(shí)進(jìn)行梁體封錨作業(yè)。混凝土壓漿完后應(yīng)在三天內(nèi)封錨。梁體封錨采用錨穴方式，以減小封錨混凝土體積。

封錨混凝土使用C50無(wú)收縮混凝土，配合比和梁體混凝土保持一致，膨脹劑摻量按8%外摻，坍落度30-50mm。

封錨施工順序：錨穴周邊混凝土鑿毛—→清掃并濕潤(rùn)錨穴周邊混凝土—→涂刷防水涂料—→鋼筋網(wǎng)片—→填塞補(bǔ)償收縮混凝土并搗實(shí)—→抹平表面—→對(duì)混凝土圓周（長(zhǎng)方形四邊）進(jìn)行防水處理；結(jié)束后，要做好裂縫的防范工作，避免出現(xiàn)滲漏水的狀況。

4、結(jié)束語(yǔ)

隨著鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，高鐵客運(yùn)專線的作用日益突出，在鐵路橋梁建設(shè)中，為提高橋梁質(zhì)量，適應(yīng)現(xiàn)代化要求，往往會(huì)選擇32m預(yù)制箱梁，運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，在加強(qiáng)橋梁整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性等方面大有裨益。預(yù)應(yīng)力施工比較復(fù)雜，涉及多個(gè)環(huán)節(jié)，尤其是預(yù)應(yīng)力張拉階段，需加強(qiáng)重視，做好相關(guān)工作。

作者簡(jiǎn)介

全萍，女，1969年出生，工程師。