现浇钢筋混凝土连续箱梁的预应力施工控制*

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1 工程概况

昆山市中环快速化改造工程现浇钢筋混凝土连续箱梁的预应力专项施工内容主要包括364 联高架桥箱梁、201 联匝道桥箱梁、挂篮悬浇桥4 座（包括金鸡河大桥、娄江大桥和张家港大桥左右辅道）及系杆拱桥2 座（金鸡河FY辅道、FZ辅道）。其中现浇钢筋混凝土箱梁主线标准段桥宽25.5 m，跨径30 m左右，采用单箱4 室断面，梁高1.8 m。混凝土强度为C50，结构形式为简支连续梁，以3或4 跨连续梁为主，如图1所示。顶板沿横向布置预应力扁管束。

预应力专项施工是该工程的关键环节，其施工质量对桥梁结构的安全与耐久性有非常大的影响。为使预应力施工质量符合设计和规范要求，需对其制作、张拉及灌浆的各施工环节进行重点监控[1-3]，尽可能避免产生预应力施工质量通病。

图1 主线标准段现浇箱梁断面形式

箱梁中的预应力筋布置形式：腹板、底板和顶板沿纵向布置预应力束，端横梁、中横梁沿横向布置预应力束，

2 制作与安装

2.1 预应力筋制作

2.1.1 预应力筋下料

1）预应力筋的下料长度应通过计算确定，计算时应考虑箱梁结构的孔道长度、锚夹具厚度、张拉用千斤顶长度、弹性回缩值和外露长度等因素；

2）预应力筋应在平坦洁净的场地采用砂轮锯或切断机下料，不得采用电弧切割。

2.1.2 钢绞线挤压锚的制作

挤压锚具制作时，应采用配套的挤压制作，挤压后预应力筋外端应露出挤压套筒2～5 mm，若不符要求，应切断钢绞线，重新挤压；挤压头应紧贴固定锚板。

2.2 管道安装

波纹管安装前，应准确确定波纹管（或定位钢筋）的位置，尤其是曲线段。可采用预应力箱梁施工图表软件绘制箱梁预应力钢束大样图，铺放施工时以梁底模板为基准，直接量出控制点的高度，标在箍筋上，定出波纹管曲线位置。

定位后的管道应平顺且与锚垫板垂直，管道应采用定位钢筋固定，使其能牢固地置于模板内的设计位置，并在混凝土浇筑期间不产生位移。定位筋间距应符合设计要求，一般情况下，对于直线段定位筋间距取0.8 m，曲线段加密至0.4 m。管道纵、横坐标定位宜采用φ12 mm钢筋焊接成U字形定位架，并按标定位置点焊在箍筋上（图2）。

图2 波纹管定位支架示意

波纹管安装时，应去掉端头毛刺、卷边和折角，梁端预应力管道应凸出混凝土表面15 cm左右，尽量避免反复弯曲，以防管壁开裂，同时还应防止电焊火花烧伤管壁，若有轻微灼伤应采用胶布包裹好，若烧伤严重则换管。波纹管的接长可采用大一号的同类波纹管作为接头管，接头管长度规定管径90 mm以下为350 mm，以上则为450 mm。接头管两端用密封胶带对称缠裹不少于2 层，宽度不小于80 mm，避免混凝土浇筑时水泥浆渗入管内造成管道堵塞。

波纹管安装后，应检查波纹管的位置、曲线形状是否符合设计要求，保证管道直线段平顺、曲线段圆滑。检查波纹管的固定是否牢靠、接头是否完好、管壁有无破损等，如有破损，应及时用胶黏带修补。

所有管道在各连续跨最高点、预应力束的固定端设排气或泌水孔，泌水管（可兼作排气管）选择内径为20 mm可接长的硬塑性管，与管道之间的连接应采用塑料弧形压板，并设海绵垫片。灌浆时，泌水管中浆体水平面应比结构顶面高0.5 m左右方可封闭该泌水管。

扁锚与腹板束锚盒及人孔冲突时，应改单端张拉为两端张拉，铺放时仍须穿好扁管及钢绞线，浇筑混凝土时，应不时抽动钢绞线，防止堵孔。腹板束张拉时，拔出扁管中的钢绞线，待腹板束张拉好后，再穿入钢绞线张拉，修补好孔道再进行灌浆。同时应注意对人孔处外露部分扁管的保护，压浆前应检查是否有破损，若有则应修补后再灌浆。

2.3 锚垫板预埋

1）箱梁纵向束和横梁内的横向预应力束锚垫板下，一定要按图纸及锚具配套要求设置螺旋筋，避免锚固后出现裂缝。

2）设置端部钢筋网和预埋锚垫板位置要准确，应将锚垫板固定在端模板上，不得平移或转动，保证锚固面与钢束垂直。

2.4 预应力穿束

预应力穿束时，应符合下列规定：

1）本工程预应力筋采用先穿束再浇筑混凝土的方式，穿束前应检查锚垫板和孔道，锚垫板位置应准确，孔道内应畅通，无水和其他杂物。预应力筋张拉端的外露长度，对于扁锚应不小于300 mm，对于群锚应不小于700 mm。

2）根据预应力筋的长度选择穿束方式，一般腹板束可采用穿束机单根穿束，横梁和顶底板预应力束采用人力单根穿束。

3）在预应力筋穿设在管道中后，应采用钢绞线专用包装纸及封箱带临时保护外露的钢绞线并将管道端部封闭，以防止钢绞线锈蚀和杂物进入（图3）。

图3 预应力穿束及保护示意

4）在设有预应力筋的箱梁附近进行电焊时，应对预应力筋、管道和附属构件进行保护，防止溅上焊渣或造成其他损坏。

5）预应力穿束完成后，应进行全面检查，以查出可能被损坏的管道。

3 混凝土浇筑

1）混凝土浇筑前[4-6]，应对预埋管道的定位以及管道连接处、预埋管与锚垫板连接处、锚垫板上喇叭口和灌浆孔、排气管和泌水管等部位的密封性进行检查，并进行隐蔽工程验收，当确认合格后方可浇筑混凝土。

2）浇筑混凝土时，可选用插入式振动器进行振捣。对箱梁腹板与底板及顶板连接处的承托、张拉端和固定端以及其他钢筋密集部位，应采取有效措施加强振捣，保证混凝土浇筑密实；严禁直接对准预留孔道下料，并避免振动器直接触碰预应力筋的管道、锚具预埋件等。

3）混凝土浇筑过程中，应随时检查预应力桥梁结构的模板、支撑、预留孔道、固定端垫板和张拉端锚垫板的稳固性，发现有松动、变形、移位和孔道漏浆时应及时处理。

4）预应力混凝土箱梁的侧模宜在张拉前拆除，且拆除时的混凝土强度应能保证其表面及棱角不受损坏。底模及其支撑应在预应力筋张拉完成、且孔道灌浆强度达到设计要求后方可拆除。

4 预应力张拉

4.1 张拉前的准备工作

张拉前的准备工作包括：拆除张拉槽口处模板并搭设相关张拉操作平台、提供混凝土强度试件报告、报送张拉通知单及张拉任务单、张拉设备标定、预应力主要材料复试检验、张拉端端部清理和锚具安装等。

4.2 张拉施工技术要求

1）混凝土强度：应达到90%以上设计强度值且龄期不少于7 d，方可进行预应力张拉。

2）张拉控制应力：纵向预应力筋除图纸中有特殊说明外，一般取0.75fpk=1 395 MPa；顶板横向预应力筋取0.72fpk=1 339.2 MPa。

3）张拉顺序：钢束应遵循均匀、横断面内左右对称的原则张拉，即部分横梁钢束→纵向腹板钢束→纵向顶板钢束→纵向底板钢束→剩余横梁钢束→桥面横桥向钢束；每种钢束的张拉原则为先长后短。

4）张拉伸长值控制：采用以张拉力为主，伸长值校验的方法。与理论伸长值相比较，误差不超过±6%。张拉施工前，应根据送检该批次钢绞线的实际弹性模量、预应力筋各分段长度及转角复核理论伸长值。

5）油压表读数稳定后的稳压时间最短不得少于5 min。

6）安装好千斤顶，在工具夹片后均匀喷漆，可有效杜绝群锚采用250 kN小顶单根张拉、漏拉及辅助校核伸长值。

7）副表贴上各级张拉力的读数，以便工人操作。

5 压浆与封锚

5.1 灌浆工艺及技术要求

1）预应力钢束张拉完成后，应及时进行孔道压浆，并切实保证压浆质量；水泥浆28 d抗压强度不得低于M50。

2）为满足桥涵施工规范的浆体性能要求，本工程灌浆材料一律采用预拌成品灌浆料。

3）孔道灌浆前，应对锚具夹片空隙和其他可能漏浆处采用高强度等级水泥浆进行封堵，待浆体达到一定强度后方可灌浆。

4）灌浆应缓慢、连续进行，直至排气孔排出与灌浆孔相同稠度的浆体后，将排气孔按浆体流动方向依次封闭，当孔道灌满并全部封闭后，应再继续加压至0.5～0.7 MPa，关闭进浆阀，稳压3～5 min后封闭灌浆孔。待浆体初凝后方可拆除端部进浆孔和出浆孔阀门。

5）浆体自拌制至压入管道的延续时间，一般控制在30～40 min范围内，在配制和压注过程中应连续搅拌，浆体进入压浆泵之前应通过3 mm的筛网进行过滤。

6）压浆时，每一工作班应制作留取不少于1 组6 块尺寸为40 mm×40 mm×160 mm的试件，标准养护28 d，进行抗压强度和抗折强度试验，作为质量评定的依据。

7）孔道灌浆应填写施工记录。记录项目应包括：灌浆材料、配合比、灌浆日期、搅拌时间、出机初始流动度、环境温度、灌浆压力和灌浆情况等。

8）制浆和灌浆过程中，质量监督人员应进行旁站监督，确保灌浆后孔道内浆体饱满、密实。

5.2 补浆

为确保灌浆密实性，灌浆后应采用手动压力补浆或重力补浆措施。补浆时，搅拌均匀的水泥浆可盛放于特制的小车中，沿箱梁顶面对泌水管逐个进行补浆，待注入的浆体充分泌水，至管中的浆体水平面高出箱梁结构顶面凝固后方可结束。

5.3 封锚保护

张拉锚固完毕并经检验合格后即可切除端头多余的预应力筋，切除时宜采用砂轮机切割，严禁采用电弧切割，且不得损伤锚具。预应力筋切断后露出锚具夹片外的长度应不得小于30 mm，最后用细石混凝土封闭。

6 结语

通过昆山中环快速化工程的预应力施工实践证明，上述现浇箱梁的预应力关键施工环节的控制措施是科学、合理的，在类似工程施工中可以借鉴。