加纳路桥塔马利立交桥预应力现浇连续箱梁张拉、压浆施工

唐战

1工程概述

塔马利立交桥主线桥起点桩号为K0+123.000，终点桩号为K0+807.000，桥梁全长684米，最大桥高10m，单跨36m，全桥共6联：5*（3*36）+1*（4*36）。

本桥预应力束共分为4种，分别是纵向通长束、横梁束、底板束、顶板束。预应力钢绞线工程量为349.8T，均采用后张法施工。其中顶、底板束为为单端张拉，纵向通长束与横梁束均为两端张拉。

本桥预应力束采用智能张拉设备进行施工，采用真空压浆工艺。

为降低人为操作因素对预应力施工质量的影响，本项目钢绞线张拉采用智能张拉设备。根据计算，箱梁腹板纵向预应力通长束、底板束、横梁束采用2套400T智能千斤顶进行张拉作业，箱室内顶板短束采用2套150T智能千斤顶进行张拉作业，同时配备2套智能张拉泵站。

2 张拉前准备工作

2.1好的波纹管安装线形和高穿束质量对建立符合要求的预应力有着重要的影响，因此张拉前应按照专项方案整束穿纵向通长束和横梁束。张拉前预应力钢绞线束穿束完毕，钢绞线数量经检查无误。

2.2预应力钢绞线的张拉是保证现浇梁质量的关键工序，张拉前应保证现浇梁梁体混凝土的强度达到设计规定强度以上，操作者要经过培训、考核，要求持证上岗。

2.3在进行张拉作业前，对千斤顶、油泵等设备进行配套标定，并每隔一段时间进行一次校验。有几套张拉设备时，对张拉设备进行编组，不同组号的设备不得混合。

2.4张拉前应拆掉箱梁边腹板侧模、横梁端模、齿块槽口模板及支撑，松开箱室内模，同时拆掉支座上下底板的限位装置;

2.5拆模后，应对梁体混凝土做一次全面检查，尤其是齿块、张拉槽口等张拉端面处锚下混凝土的质量进行检查，若锚垫板下混凝土或其他应力集中区域存在蜂窝或空洞，应及时凿除，并采用高强环氧砂浆进行修复。

2.6安装张拉千斤顶前必须将锚垫板、喇叭口清理干净，使千斤顶能与锚垫板密贴，保证接触面平整，受力均匀，减少钢绞线的摩阻力。

3 预应力孔道实际摩阻损失测试

（1）梁的两端装千斤顶后同时充油，保持一定数值（约4MPa）。

（2）甲端封闭，乙端张拉。张拉时分级升压，直至张拉控制应力。如此反复进行3次，取两端压力差的平均值。

（3）仍按照上述方法，但乙端封闭，甲端张拉，取两端3次压力差平均值。

（4）将上述两次压力差平均值再次平均，即为孔道摩阻力测定值。

注：此项已跟设计确认，设计方已将孔道摩擦、锚圈口损失等计入张拉控制应力，因此该测试不需要进行。

4 张拉要求

（1）控制应力

预应力钢束均采用标准强度fpk=1860MPa的高强度、低松弛钢绞线，钢束的控制应力为0.75fpk，即σcon=1395MPa。

（2）张拉条件

待混凝土强度达到设计强度的90%且弹性模量不小于设计值的85%，混凝土龄期不小于10天，方可张拉预应力。

（3）原材料

所有预应力钢绞线、锚具、波纹管等材料具有出厂检验报告，具备产品合格证明，且经进场检验无误，妥善保存。

（4）张拉顺序

先腹板束，后顶板束，再底板束，最后横梁束，由外至内，左右上下对称张拉，两束预应力对称同步张拉。

（5）张拉控制

预应力张拉采用引伸量与张拉力双控，以张拉力控制为主，实测伸长量与计算伸长量校核。

（6）钢束安装

钢束在不同腹板高度处的安装原则：顶板平行段距顶缘距离相同;底板平行段距底缘距离相同，高度变化体现在斜线段上。

（7）每束钢绞线断丝或滑丝数量不超过1丝;每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的百分比为1%。

（8）张拉操作人员应经验丰富，具备熟练工艺，熟悉设备及张拉操作流程。

5 常规张拉作业工艺

虽然本项目采用的是智能张拉设备，全部钢束均采用智能自动张拉工艺，但为防止在特殊情况下须采用常规的手动张拉，特同时制定此常规张拉作业方案。

5.1张拉作业流程

5.2实际伸长值计算

预应力筋实际伸长值按下式计算：

△Ls=△L1+△L2

式中：△Ls-预应力筋的实际伸长值

△L1-从初应力值到最大张拉应力间的实测伸长值（mm）

△L2-初应力以下的推算伸长值（mm），可采用相邻级的伸长值。

预应力筋张拉采用应力控制为主，伸长值校核的方法控制。实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计规定;偏差应控制在±6%以内，否则应暂停，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。

5.3 理论伸长值计算

预应力筋的理论伸长值按下式計算：

△LL=PPL/（APEP）

式中：△LL-预应力筋的理论伸长值;

L-预应力筋的长度（mm），此处根据设计图纸取值;

AP-预应力筋的截面面积（mm2），此处根据设计图纸取值;

EP-预应力筋的弹性模量，此处根据设计图纸取值;

PP-预应力筋的平均张拉力;

式中：PP-预应力筋平均张拉力（N）;

P-预应力筋张拉端的张拉力（N）;

X-从张拉端至计算截面的孔道长度（m）;

θ-从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）

k-管道每米局部偏差对摩擦的影响系数，此处取0.0015;

μ-预应力筋与孔道壁的摩擦系数，此处取0.225;

5.4 现场操作步骤

（1）安装工作锚板

将工作锚板安装在锚垫板的限位槽内，对准止口，使工作锚板不脱离限位槽。然后把用细钢圈或橡皮筋箍住的每副夹片依次套入每根钢绞线内，并用套筒将夹片打紧。

（2）安装限位板

取出与工作锚板相配套的限位锚板，套入钢绞线，套入时，应与工作锚板的孔相对应配合。

（3）安装撑脚锚板

若千斤顶张拉端面过于狭窄，千斤顶的工作空间不足，则在千斤顶和限位板之间加一定数量撑脚锚板，以加大千斤顶作业空间。

（3）安装千斤顶

安装张拉千斤顶时要对准孔道，要使千斤顶轴线、锚板轴线、以及预留孔道轴线同心。

（4）安装工具锚

将工具锚板安装在千斤顶前端支承盖上，并依次套上工具夹片，顶紧工具夹片要轮番数次，夹片要平齐，千斤顶要吊正。工具锚板孔位与限位板和工作锚板的孔位对正，钢绞线束不能在千斤顶内扭绞。

（5）张拉

张拉开始后将吊住千斤顶的导链放松。張拉过程中两端要同步进行，配对讲机联络，两端油压表上升速度差不超过2MPa，否则应及时调整。

（6）实际伸长值测量

在张拉到该束的初应力后，油泵停止泵油，千斤顶持荷，标记钢绞线位置;然后继续张拉至相邻级应力，停止泵油，千斤顶持荷，用钢尺测量钢绞线的绝对伸长值;最后张拉至控制应力，停止泵油，千斤顶持荷，用钢尺测量从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值。

（7）换行程

部分通长束的伸长值超过千斤顶行程，须进行二次张拉。千斤顶单次行程到头后，记录此时油压后临时锚固，千斤顶回油缩缸。回油完毕后，重新安装工具锚，并打紧夹片（重复步骤4），将油泵加压至上次行程到头时的油压，然后从此时开始记录伸长值（重复步骤6）

（8）锚固

张拉至控制应力并持荷5min，过程中油压应稳定在控制应力对应的油压上。持荷完毕后千斤顶回油，工作锚锚固。取出工具夹片及工具锚，千斤顶移出，将多余钢绞线切除时，且用手砂轮切割机切割，切割后预应力筋的外露长度不应小于30mm。

至此单次张拉作业完成

6智能张拉系统张拉作业工艺

6.1 智能张拉准备工作

智能张拉作业准备工作除遵循前述 “第2点-张拉前准备工作”中的内容外，还应进行下列工作：

（1）将项目信息、钢绞线束型号规格、锚具型号规格、钢绞线束种类、弹性模量、控制应力等参数录入设备;

（2）按照千斤顶编号换算、输入对应的标定方程（标定方程与千斤顶必须一一对应）;

（3）将待张拉钢绞线束编号、梁号、张拉长度、预张力值、终张力值、理论伸长量等张拉工艺参数导入设备;

（4）输入分级张拉百分比、持荷时间、位移上限、张拉模式、预张目标力、终张目标力

（5）本桥腹板纵向通长束、横梁束采用2拖4双束自动对称同步张拉。顶、底板束采用自动双束单端同时张拉。

（6）张拉时，张拉设备将自动采集并保存对应钢绞线束的实际伸长量，张拉力值，计算伸长量偏差。伸长量偏差在6%以内方可继续张拉，否则应查明原因后再张拉

（7）智能张拉设备使用前，首次加注液压油，必须将液压油箱加满液压油;使用过程中，千斤顶全行程伸出时，液压油箱液面位置必须在最低和最高液位中间，泵站应使用优等抗磨液压油。

（8）加油后，首次运行泵站设备，必须先多次点动电机，将泵站设备油泵的空气排干净才能正常运行。

（9）智能千斤顶首次运行，必须空载全行程运行2-3分钟，将千斤顶内的空气排出干净，设备才能正常运行。

（10）泵站设备电源接线为380三相四线制（3P+PE）供电，需使用四芯动力电缆连接至附近配电箱，地线必须连接正确，电源接入后，必须确保电源在380v的正常电压范围以内。电源接线必须牢固，以免电源缺相。

（11）每次设备运行前，检查确保所有油管、线缆连接正确牢固，以免影响设备运行，或数据不准确。

张拉作业前，技术人员应提前将以上信息录入智能张拉设备，熟悉张拉设备操作流程。

7管道压浆

（1）压浆设备：压浆机、压浆管。

（2）采用一次压浆工艺（即一端压浆，另端出浆）。

（3）压浆的充盈度应达到孔道另一端饱满且有排气孔排除与规定流动度相同的水泥浆为止。关闭出浆口后，宜保持一个不小于0.5MPa的稳压期，该稳压期的保持时间宜为3-5min。

（4）进浆阀必须持压力上升至0.6～0.7Mpa并持续2分钟后，对超长孔道最大压力不宜超过1.0MPa，本项目压浆压力维持在0.8MPa-1Mpa左右。压浆的充盈度应达到孔道另一端饱满且排气孔排出与规定流动度相同的水泥浆为止，关闭出浆口后，宜保持一个不小于0.5Mpa的稳压期，该稳压期的保持时间为5min。

（5）本项目将采用真空辅助压浆工艺，在压浆前硬度孔道进行抽真空，真空度宜稳定在-0.06—0.10MPa范围内。真空度稳定后，应立即开启孔道压浆端的阀门，同时启动压浆泵进行压浆。

（6）水泥浆终凝后，方可卸拔压浆阀。

（7）在压浆顺利的前提下，宜适当加大水泥浆浓度。

（8）水泥浆自搅拌至压入管道内的间隔时间不得超过40分钟，在此时间内不断搅拌水泥浆，不得额外加水增加浆液流动性。

（9）每个孔道的压浆必须一气呵成。压浆中途因故障不能连续一次灌满时，应立即用压力水冲洗干净，研究处理后再压浆。

（10）压浆要从最低点的压浆孔压入;对上下分层的管道，应按下层后上层的顺序压浆;同一管道的压浆应连续进行，一次完成。压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断，孔道中间曲线段最高点应依次设置排气孔，保证孔道排气顺畅，压浆密实，压浆时排气孔要依次一一打开关闭，使孔内排气通畅。

（11）管道压浆应饱满密实。对密实度有怀疑时，应研究措施对该孔检查验证，如确有不密实时，应改进压浆工艺。

（12）水泥、水、外加剂应计量准确，搅拌时先加水与外加剂，后加水泥，搅拌均匀，拌合时间不少于1分钟。

（13）压浆机进浆口加过滤网，过滤网孔200目。

日最高气温高于35℃时，宜于夜间从事压浆作业，水泥浆温度不应高于25℃。

8封端施工

在封端时要把张拉槽口内被截断的钢筋在封锚时应恢复原位并按要求焊接，外露预应力筋保护层厚度需保证3cm，钢筋接长的长度需保证端部混凝土4cm保护层要求，锚固端锚具的保护层厚度需按设计要求设置。预应力筋锚固后的外露部分采用砂轮切割，外露长度为30～35mm。

施作梁端封锚混凝土前要先检查有无漏压管道，然后将封端的接口混凝土凿毛，清扫凿除的混凝土表面浮尘，铲除锚垫板表面浮浆以及锚环上面灰浆，敲掉松弱混凝土，并冲洗干净，设置钢筋网浇筑封锚混凝土。为保证封端混凝土与梁体混凝土结合成一整体，封端钢筋应与梁体钢筋绑扎形成钢筋骨架。封锚混凝土施工完毕后，清理墩帽上部杂物。

封端混凝土应采用与梁体同强度的混凝土进行封端。