预应力公路40mT型梁后张法施工研讨

张小虎

山西中景建设工程有限公司 山西太原 030002

清徐段环城公路是国道307改线的重要一段，项目承建的施工任务第一合同段，全长为15.315Km。沿线设计大、中桥梁6座，其中K7＋175.6处上跨清徐高速进出口匝道设置分离式立交桥。该桥北部是大挖方山渠地段，南部移挖作填路基地段，而且桥墩柱高8m～12m之间，设计为4跨*40mT型梁，先简支后连续结构；
每跨半辐5片梁，预制梁高2.5m，每片梁需浇筑砼约50立方米，钢材用量约10.5T，单片梁重中梁130T，边梁160T，共计数量40片[1]。

清徐高速进出口匝道要求施工期间间断性通行，施工条件限制，制梁场地受限，运梁通道、安装场地受限，预计双导梁架设，后改为大吨位起吊吊装，梁场改变制梁顺序。

2.1 主要生产设备

表1 公路施工生产设备

2.2 主要材料及性能

混凝土采用商砼，提前对厂家资质、试验室考察，满足公路规范要求。水泥：压浆选用525#普通硅酸盐水泥，进料时有出厂合格证，试验报告必须齐全，须经取样检验合格后方可使用。外加剂：选用高效减水剂MRT-4、膨胀剂，目的是增大砼的合易性，提高砼强度，节约水泥。钢材：钢筋进货取样进行抗拉，抗弯试验（钢绞线Φ15.2取样试验合格准用）。锚夹具类型需符合设计规定和预应力钢绞线张拉需要，出厂应有供方提供质量证书，除外观检查合格，按规定必须进行技术鉴定和产品鉴定，对锚夹具的强度、硬度、锚固能力进行检验。

3.1 工艺流程图

图1 公路施工工艺流程图

3.2 施工方法

3.2.1 台座

台座材料为砖砌结构，台座面设2cm砂浆抹面，铺设钢板，基底经过压实至95%，基座两头设置2m×2m扩大基础，基础采用C25钢筋砼50cm。台座顶面必须平顺，台座中央考虑设置反拱，纵向用经纬仪打点拉线检测校准，保证侧面光洁平整，以利于粘贴2mm胶条或海绵，防止漏浆。台座总宽偏差应小于3mm。

3.2.2 钢筋绑扎、安装

（1）在标定好的台座上进行相应梁体骨架绑扎。首先在台座顶面及侧面标出主筋、箍筋、端中横隔板、梁端模板，变截面位置及梁骨架长度。先按尺寸摆放主筋。依次绑扎竖向矩形箍筋、柱锥形箍筋。再次绑扎横向箍筋连接筋，这时可调整各箍筋间距保证符合设计要求，使连接筋与箍筋垂直与梁座底面平行，而且绑扎顺序宜从两头向跨中方向绑扎。或者在跨中位置设“人”字钢筋（Φ12）以利钢筋骨架顺梁向稳定。安装梁底支座钢板，绑扎梁端钢筋构造。专人调整波纹管走向的柱锥形箍筋。利用定位尺标定井筋位置，并绑扎点焊[2]。

（2）波纹管安装。一段波纹管长度大约10米一根，因此40米梁会出现3-4个接头，接头部用口径略大些波纹管连接，然后用包装胶带密封，接头波纹管的厚度与胶封带厚度之和不得大于3mm。检查波纹管是否有漏洞，如有可密封。将符合梁长度的波纹管，旋向装进钢筋骨架井字定位筋内。

（3）穿索钢绞线。钢绞线的下料：现在钢绞线大部分是低松弛钢绞线（即下料后不需预拉的），成捆钢绞线约4T左右， 必须用Φ22的钢筋加工成两个半圆形框架把它圈锁起来，径向倾斜摆放，并在距框架2m处设置引出钢绞线应力释放缓冲环，孔径15cm，预埋抗扰拨力或者压制力不小于150kg，避免从内圈牵引出钢绞线伤及其他人员，牵着钢绞线要快速奔跑至下料尺寸。（用砂轮切割机下料，并把切口头部用胶带或胶布绑扎编号）。根据张拉千斤顶长度、锚具压盘、锚具、工具锚挡盘、工具锚的厚度、以及两头各留有3-5cm的富余计算好钢绞线的工作长度后再下料，这样可避免设计中工作长度一般略长，可节约部分材料。把同孔道钢绞线按平行顺序，依次先后编号，以间距1-1.5米的间距在平台上编织紧密，然后以此间距绑扎并穿索。挂设垫块。安装梁翼缘钢筋和连接桥面梁缝钢筋并加固[3]。

3.2.3 模板安装

台座两侧及模板拼接处粘贴纸浆海绵胶条，台座顶面及模板表面涂刷脱模剂，并将锚垫板固定端模。安装模板以标设位置的端模起始，接着安装端侧模；
同时进行密封波纹管与锚垫板结合处；
将螺旋筋调整至与锚垫板结合位处；
安装调整端横隔板主筋至正确位置，拼装另一块模，利用楔形垫块调整侧模高程位置。利用上下拉杆固定侧模，利用垂线或者靠尺检查侧模是否垂直于梁底平面，同时组装其他侧模和端模板，最后装梁端侧模。

3.2.4 梁体砼施工

①砼浇筑；
轨道桁架吊装运输，从一端头到另一端头斜向浇筑，并在最后几斗出料中要求以碎石掺量为主的砼避免梁端砼中碎石比例不足。②砼的振捣；
梁体的砼振捣以附着式振动器为主，插入式振动器为辅。主要采用侧震工艺，附着式振动器要采用高频、共振控制箱集中控制，浇筑到什么位置振捣到什么部位，震动器和侧模要密贴牢固，以使砼最大限度地吸收震动力，振动时间2-4分钟为宜。梁端部位：入模砼进入附着式震动器位置以上，开启梁端震动器使砼密实，用振动棒加快砼下沉充盈，待砼浇筑至上翼板时，以振棒振捣为主。顺梁向斜向前浇筑好可关闭端部附振器，开启下一组附振器。砼不再下沉，无气泡上升，表面平坦，并有薄层水泥浆出现，砼振捣合适。③梁体砼的养护；
梁砼浇筑完毕，先2-4小时静养，而后用塑料覆盖，终凝后覆盖湿润、喷淋养护。当最低温度高于10℃时24小时即可拆模。

3.2.5 拆模

先拆端模，而后拆端侧模，可借用拉链向下拉脱模板，依次从两头向中间拆。梁体表面涂刷养护剂，梁体砼强度增长80%以上可不养护。

3.2.6 张拉

（1）张拉条件：以与梁同条件养生的试块强度大于等于砼设计强度的85%以上为标准，为了使张力应力控制准确采用油表读数与理论伸长值双控制。

伸长值ΔL按下式计算：

式中：P—钢绞线平均张拉力（N）；
L—钢绞线有效长度cm；
Eg—弹性模量n/mm2；
K—管道偏差系数；
Ay—钢绞线截面积mm2；
P1—控制力（kg）；
u—铰线与孔道之间摩擦系数；
Q—从张拉端至计算端长度上钢铰线挽起角之和（rad）。

（注：张拉机具应与锚具配套使用，应在进场时进行检测和校验。千斤顶与油泵压力表应配套校验，以确定张拉力与压力表的读数之间的对应关系。）

（2）主张拉程序：0→初应力→105%→σK锚固。

具体操作程序：千斤顶就位，将钢绞线放入千斤顶工具锚内，锁好夹片，然后轻轻启动油泵使油压表读数刚刚为零，钢绞线能均匀受力，调整千斤顶并楔紧夹片，两端同时张拉至初应力，测量记录伸长量，钢绞线整圈用红铅笔划线标记。初应力为10σK%，一般取相邻级（10%-20%）平均值。

实际施工中往往以初应力-25σk%-50σk%-75σk%-100σk%锚固，三道钢绞线交错逐级张拉到设计要求，这样一来可以解决侧弯值过大，可解决一次张拉到位钢绞线受力不均匀性。可以把锚具回缩值逐步考虑解决。每次张拉观察压力表读数值，测量记录伸长值，检查有无断丝、滑丝现象，记录侧弯曲值起拱值是否在设计要求范围内。实际伸长值与理论计算伸长值差应控制在6%以内。张拉完毕后，可切割钢绞线，预留3-5cm的头，用素水泥和减水剂包封。

3.2.7 孔道压浆

配制水泥浆：压浆材料采用标号不低于425号普通硅酸盐水泥配制水泥浆。水泥浆的水灰比在0.40-0.50之间，泌水率宜控制在2%，最大不得超过3%，在浆中掺入适量高效减水剂MNT-4，可减少水10-15%，使收缩微小，掺入占水泥重量0.025%膨胀剂，获得2-3%膨胀率，提高孔道压浆饱满度。水泥浆从拌制到压入孔道的时间不得超过40分钟，在压浆过程要不停地搅拌浆液。压浆顺序：压浆顺序为从下层孔道到上层孔道， 压浆使其松弛损失少些，故张拉后宜立即压浆较为有利。压浆操作：打开两端压浆嘴阀门。由一端压入小泥浆，当一端冒出浓浆时，关闭压浆嘴，压浆嘴继续压浆，压力达到0.5-0.7MPa，保压2分钟。当压浆管道较长可采用一次压浆时，压力可调至0.8MPa。压浆设备：采用的是活塞式浆泵UB3型灰浆泵，灰浆搅拌机JW180型，不能使用压缩空气泵。压浆温度：压浆气温高于5度低于35度，水泥浆强度达到20Mpa以上方可移运吊装。清理凿毛：对埋置在梁体内锚具，在压浆后先将其周围连同整个梁端凿毛并清理干净。

3.2.8 封锚

校正凿出梁体内钢筋与封锚骨架钢筋相连接，这在图上没有要求，根据现场施工实际要求补充。而实际运营中一般是封锚段出问题比较多。检测度量梁体长度及垂直度。封锚也可在墩柱上进行，梁体张拉、压浆后一段时间即可安装或者移梁存放。因封锚主要是为了密封预应力钢绞线线头和锚具， 然后承受部分作用力。这样不仅可以缩短预制梁在台座上停留时间，还可以连同梁安装时的端、中横隔板的砼浇筑同时进行，提高了效率，加快不同工序平行作业，同时可利用有效场地及移梁设备的利用率。

3.2.9 移梁、吊装

①预制梁运输、吊装前组织相关专家进行吊装专项方案论证，确保施工方案安全、可行。②将台座预留槽上的小块钢板取出用吊车吊至拖车上，拉至桥梁适当位置起吊至盖梁上面，从而整个后张预应力T梁预制施工结束。

施工前做好各项准备，吃透图纸，分清重点、难点和关键点，制定合理方案、认真落实交底。关键点预应力施工中，控制要准确，从理论计算到实际操作中要严格把关。在实际施工控制过程中不断总结，提高桥梁施工工艺的施工水平，更好地应用到实际施工中，为现代化建设作出应有的贡献。