南水北调中线工程文昌路公路桥预应力张拉施工技术

□赵凯选（河南水利建筑工程有限公司）

□李 慧（郑州交通职业学院）

□李回力（河南水利建筑工程有限公司）

南水北调中线工程辉县后段第七施工标段由河南水利建筑工程有限工程承建，设计桩号为Ⅳ108+000～Ⅳ115+900，标段长度7.90km，标段内共有公路桥7座，生产桥2座。

文昌路公路桥位于辉县市区，该道路市区段现已建成，但未通至南水北调中线总干渠处，文昌路公路桥为辉县市文昌路规划路段与总干渠的交叉建筑物，桥位处总干渠设计桩号Ⅳ109+406.9，桥梁荷载等级为公路－Ⅰ级。

预应力体系采用φs15.2高强度低松弛钢绞线（标准强度1860MPa），锚具采用M15-4、M15-5系列，经检验符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T1430-2000）要求。

一、项目特点

预应力孔道位置不准，波纹管形成空间曲线，张拉时钢束的摩阻力变大，当张拉到设计吨位时，预应力的实际伸长值偏小，千斤顶与压力表等预应力张拉机具未能按规定定期进行校验，会造成张拉与伸长值不一致。

预应力混凝土箱梁张拉时，发生预应力钢绞线的断丝和滑丝，使得箱梁的预应力钢束受力不均匀或使构件不能达到所要求的预应力度。

二、施工准备情况

（一）人员准备

现场管理人员：设现场生产经理1名，质检员2名，施工员3名，安全员1名。

现场施工人员：每孔道两端各4人，油泵操作手4名，锚具安装及千斤顶安装和伸长量测量人员4名，兼职安全员1名。

（二）张拉场地和设备准备

箱梁预制场设在1#营地内，南北方向，北侧为存梁区，中间为生产区，南侧为钢筋加工区。预制工作准备到位，并投入生产。

张拉机具为1500kN千斤顶、YBZ2×1.5-63型油泵，压浆机具为活塞式压浆泵，经过校核、标定均满足要求，投入灰浆搅拌机1台。

（三）材料准备

选用正规厂家生产的钢绞线，经检验合格。钢绞线在下料过程中，随时检查外观，如发现钢绞线局部有严重锈斑、起皮、裂缝、折弯、气孔等情况禁止使用。下料在平整、干净的场地上进行，用钢、木承托，不能直接置于地面上，任何情况下，钢绞线只用砂轮锯切割。

首先进行钢绞线下料，下料长度应考虑千斤顶和锚环所占用的长度，下够一束所需的根数后，应立即编束，编束时应用梳型板（或锚环）从一端向另一端梳理顺直，同时用20号铁丝每1～2m捆扎一道，铁丝扣应置于钢绞线空隙里。钢绞线穿束应注意在孔道内保持顺直状态，不能弯曲、交叉扭结。预留孔道应用空压机吹风清孔，以确保孔道畅通，从而减少钢绞线束与孔道间的摩阻力。制好的钢绞线先检查其绑扎是否牢固，有无绞丝现象，并核对各孔道的钢绞线束长度是否符合规定要求，如果符合规定，将钢绞线束穿入孔道，钢绞线束在孔道两头伸出长度要大致相等。

应力与应变的计算，结合工程实际情况，其应力、应变应分段计算，然后叠加。

三、施工工序及施工措施

（一）施工工序

穿束→安装锚具→施加预应力→施加控制应力（持荷2min）→锚固

（二）施工措施

1.清除锚垫板上的水泥浆，先将钢绞线穿入锚环，锚环与锚垫板上的中心对齐。

2.将夹片放入锚环，夹片放好后用手锤轻敲，使夹片进入锚环内，并保证3片夹片的顶面平齐；在千斤顶就位后，调整千斤顶的位置，使管道、锚环，千斤顶处在一条轴线上。

3.工具锚具、夹片安装对中，界面平整无杂物、油污。

4.张拉顺序：预应力钢绞线张拉时，为防止发生由于构件截面受过大的偏心压力导致梁体出现较大的侧弯现象，在分批张拉时，后张拉的一批预应力钢筋混凝土所产生的弹性压缩会使先张拉钢绞线的预应力值降低。由于这2种原因，需排列钢绞线束的张拉顺序和计算控制应力，设计图中所给出的张拉顺序和张拉控制应力已经将这两种情况考虑进去，所以施工就按图纸施工（张拉顺序为 N1、N3、N2、N4；左右对称分阶段张拉），采用两端对称张拉。

5.张拉程序：即0→初应力（15%σcon）→100σcon%（持荷2min锚固）。

6.初始张拉：两端同时张拉至初应力（15%σcon），在千斤顶上划好标记，作为测量钢绞线伸长量的基点。

7.施加张拉力，人员根据分工部位就位后开始施加张拉力。根据规范要求，张拉过程需要增加一个30%σcon的级别，测量伸长量，作为钢绞线在初应力伸长，然后逐渐加荷使张拉应力接近控制应力时，两端同时张拉至控制应力，加载后应测量伸长量并用对讲机与另一端联系，互报油压表的读数作为核算孔道摩阻率的依据。

8.持荷：在两端同时张拉至控制应力后，持荷2min，使预应力钢绞线在锚固前便完成部分徐舒，以减少钢绞线锚固后的应力损失。

9.校核伸长量：规定1.06ΔL计〉ΔLS实〉0.94ΔL计为合格，否则，分析原因并予以调整。

10.一端首先补足张拉至控制应力后，测量钢丝伸长量并作好记录，然后回油，使夹片回缩，完成自锚，再测量钢绞线回缩量，在测得钢绞线伸长量后，千斤顶回油至初应力，再测钢绞线伸长量，然后算出钢绞线内缩量，最后千斤顶回油至零，另一端同样补足张拉并顶锚。

11.认真做好预应力张拉记录及报告。

（三）孔道压浆

1.孔道压浆的主要目的是使水泥浆凝结后预应力钢绞线与混凝土成为一共同受力整体，也防止预应力钢绞线锈蚀和松弛。梁体张拉后尽快压浆（不超过7d）。

2.孔道压浆工艺流程：冲洗孔道→灌浆→补浆。

3.压浆工作。用水洗液冲洗孔道油污，用清水二次冲洗，用压缩空气将孔道内所有积水吹出，对孔道畅通做出判定合格后可进行压浆施工。

4.制浆。按报批压浆配合比进行配制，先加水，后加水泥和外加剂，水泥浆应连续搅拌直至压入孔道为止。拌浆量应满足一次压浆孔道需要，水泥浆自拌制至压入孔道的延续时间，根据气温情况而定，一般在30～45min。

5.灌浆。将配制好的水泥浆以0.5～0.8MPa的压力直接从一端压入，另一端排出的水泥浆的稠度与进浆端的稠度一致时，关闭排气口，持压（0.5MPa以上）2min。

根据压浆具体情况和浆体泌水情况采用从排气口压入，进气口排出的方法进行补浆，直至进、排两端浆液稠度相同为止。

6.制作试块。每批灌浆施工应制作3组70.7mm×70.7mm×70.7mm立方体试件，测其标养28d抗压强度。

7.压浆注意事项：一是水泥浆自伴制至压入孔道的延续时间，视气温情况而定，一般在30～45min范围内。当气温〉35°C时，压浆宜在夜间进行；二是压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断；三是2次压浆的间隔时间宜为5～30min；四是压浆过程中及压浆后48h内，结构混凝土应采用保温措施（不扰动，注意保温）；五是压浆后应现将封锚范围冲洗干净；六是后张预制构件在孔道未压浆前不得移动、安装；七是认真填写孔道压浆记录。

四、施工过程中的安全措施

一是严格遵守《公路施工安全技术规范》及《建筑工程施工规程》的规定；二是预应力钢绞线下料时防止绞线弹出伤人，采用绞线约束架放线；三是采用砂轮切割机切割时，在钢绞线切口两侧采用铁丝绑扎牢固，沿砂轮旋转方向严禁站人和过人；四是张拉时严禁与施工无关的人员入内，张拉区域设置安全护栏及安全警示标志；五是仔细检查所安装的夹片、锚具有无损伤，仔细检查油管及接点是否完好，张拉操作人员佩戴防护眼镜；六是确定张拉联络信号，确保张拉同步进行；七是张拉时千斤顶后方及45°范围内严禁站人，以防预应力筋拉断弹出伤人；八是张拉过程中听到异常声响，要立即停止，查明原因；九是压浆时应戴防护眼镜，以免灰浆喷出时射伤眼睛。

五、结束语

南水北调是一项功在当代利在千秋的伟业，总干渠不可避免地要和很多原有交通道路交叉，需要修筑桥梁工程，这些桥梁往往采用预应力混凝土结构，预应力的张拉是很关键的一步，文章对张拉施工进行了详细的描述，对现场施工具有一定的指导意义。

[1]孔庆丹，倪斌.现浇预应力箱梁施工质量问题及处理措施[J].科技信息，2010（17）.