阐述超长预应力钢绞线的张拉施工

薛勇升

摘要：随着经济发展，普通的建造技术已经难以满足建筑桥梁的功能和施工需求，应运而生的超长预应力的张拉技术，解决了许多工程上的难题。鉴于此，结合这种结构，作者简单介绍了一下此类技术的工艺流程，并提出了一些施工上的技术手段，不仅为了普及超长预应力张拉施工的知识，也为施工人员提供解决问题的参考意见。

关键字：超长预应力；张拉；钢绞线

中图分类号：TU757文献标识码： A

前言

张拉法预应力结构桥梁日前在桥梁施工中非常重要，占据着举足轻重的地位，预应力钢绞线施工是桥梁施工质量控制的关键环节之一。预应力钢绞线张拉施工目前一般采用控制应力和伸长值，双管齐下的控制方法。规范中虽然给出了计算伸长值的公式，并给出了初应力的参考范围为10％一15％ cm，但在实际施工中对超长预应力钢绞线的实际操作，因为孔道长度较长，钢绞线自重较大等因素，往往导致测量出的伸长值比计算值偏大，误差较大。另外由于对公式中各变量参数的理解不同，及施工中伸长值的量测方法差异较大，常常导致不同的人计算的伸长值与量测的伸长值均存在一定程度的差异。

本文就咸阳机场T3A航站楼高架桥上超长预应力钢绞线张拉的施工，相关实践就箱粱预应力钢纹线施工中的预应力张拉质量的控制进行论述，以及对波纹管质量、孔道灌浆等施工环节质量控制进行简要介绍，以供箱梁预应力施工参考。

预应力钢绞线即高含碳钢盘条，表面经处理后再冷拔成钢丝，按钢绞线结构将适宜数量的钢丝绞合成束，再经过消除应力的稳定化处理过程而成。一般由2、3、7或19根高强度钢丝构成绞合钢缆，并经消除应力处理（稳定化处理）。适合预应力混凝土或类似用途预应力钢绞线的主要特点是高强和松张性能好，此外展开时较挺较直。常见抗拉强度等级为1860 兆帕，还有1720 、1770 、1960、2000 、2100兆帕等。此类钢材的屈服强度也较高，在多数后张预应力及先张预应力工程中，光面钢绞线是最广泛、采用最多的预应力钢材。模拔钢绞线主要用于提升工程，也用于核电之类的工程。镀锌钢绞线适用桥梁的拉力构件及室外预应力工程。涂环氧树脂的钢绞线与镀锌的用途类似。

施工工艺流程

2.1预应力施工流程

锚具及钢绞线检验→铺装箱梁底模→绑扎箱梁非预应力钢筋→按设计坐标及高程焊接波纹管定位支架→安装波纹管及排气管→安装锚垫板及螺旋筋→钢绞线下料编束→预应力钢绞线穿束→预应力工程隐蔽验收→浇筑混凝土并养护至设计强度→拆除模板→张拉设备及仪表配套校验→清除钢绞线上及承压板内外混凝土及杂物→安装锚板及夹片→安装千斤顶→预应力筋张拉锚固→张拉质量检验→预应力孔道压浆→切除多余长度钢绞线→支模浇筑封锚混凝土并养护至设计强度→转入下道工序施工。

2.2钢绞线下料

在此步骤之前必须仔细核查图纸, 计算核查下料长度，按计算值用无齿锯下料, 下料误差需要控制在-2~+5cm。钢绞线长出锚垫板90cm ,并用彩条布或其他材料缠绕保护, 以免浇筑混凝土时受污损。

2.3 钢绞线穿束

由于每段钢绞线下料时尺寸较长,采用人工配合穿束机YCS(3.65)穿成束。为避免钢绞线在穿束时波纹管壁被损坏,可预先将锥形护帽套在钢绞线束头部上，然后再穿入波纹管内。

2.4 波纹管定位安装

图纸中给定孔道中心线时,应考虑波纹管直径,以波纹管底为基准,管道的定位钢筋应每隔50 cm安设。波纹管接长时用同型大一号的波纹管,接头管旋入并使之居中,然后用密封胶封堵管的两端。波纹管伸出锚垫板长度值应大于20cm,并同时采用胶带封裹。预应力钢绞线束最高点处应设预埋波纹管排气孔。钢绞线穿束完成后,检查波纹管是否完好,对不影响工程及使用的轻微破损用胶带缠绕修补即可。

2.5 混凝土灌筑

采用自动配料强制式搅拌混凝土输送泵泵送到位。浇筑混凝土时严禁振捣棒触及到波纹管,避免波纹管受到震动破裂导致漏浆和堵塞孔道。

2.6 预应力束张拉

张拉前必须标定千斤顶,并配合压力表使用,根据标定的结果值计算需要油泵的压力。按照制定方案的顺序和程序组织预应力钢绞线束的张拉过程。梁部两侧同时进行张拉,压力同步缓慢提升,逐级进行,在10%压力位置点和锚固应力位置点测量钢绞线在此过程的伸长量;张拉力以应力作为因变量进行控制,对伸长量进行矫正。采用105%超张拉持荷2分钟,以减小由于钢绞线松弛和管壁摩擦力对最终实际应力的影响。事先检查钢绞线伸长量测量值与理论值的误差是否在规范允许的范围之内,然后再进行应力锚固,若不符合要求则需查找原因并进行处理以达到规范要求。应力锚固后检查钢绞线是否滑丝,达到要求后再进行下一步的压浆施工。

2.7预应力孔道压浆

压浆用水泥采用 42.5R普通硅酸盐水泥,外加剂对钢绞线无腐蚀作用,水泥浆的配合比需要经实验室试配才能最终确定。可掺入适量的减水剂和微膨胀剂,以满足压浆工艺要求,水灰比应在0.4左右,3h泌水率小于等于2%,水泥浆稠度 15~18s。水泥浆须用机械搅拌,专用压浆机制浆。压浆前24 h需要用水泥砂浆进行封锚。压浆顺序为应先压注下层孔道,在压注上层孔道。压浆由一端向另一端进行,当出浆孔(排气孔)出浆浓度与进浆浓度平衡时,封闭出浆孔(排气孔)并保持灌浆压力达到0.5~0.7MPa。使其充分泌水后再关闭进浆管节门。每一班次留取3组水泥浆试件。

施工质量控制

3.1 影响因素确定

对已建的类似现浇预应力混凝土桥的张拉工序进行了认真分析将收集到所有不合格信息进行总结、归纳、整理，通过应用分类统计的方法，归纳出造成张拉质量问题的原因有如下几个：张拉伸长率、管道坐标、断丝滑丝数、管道间距、张拉应力值及其它原因。其中伸长率和管道定位在提高连续钢构箱梁超长预应力钢绞线束张拉合格率中需要解决的首要问题。

3.2制定对策

3.2.1 由于箱梁设计要求采用一次浇筑成型，之前的浇筑均采用从腹板下浇筑混凝土，通过振捣腹板混凝土来完成底板浇筑，这种做法能很好的控制底板厚度及混凝土用量，但是不可避免的需要对腹板重复振捣，造成应力集中，该处的波纹管易于破损漏浆。

3.2.2 严格把住波纹管原材料进场关，保证波纹管厚度，强度及咬边的搭接长度。

3.2.3 对振捣工人进行细致入微的培训。

3.2.4 箱梁浇筑时，用5t手拉葫芦每3小时对钢铰线逐束抽动一次，直至浇筑完毕后12小时，再对确有进浆的管道用高压水进行冲洗。

3.2.5 制定钢铰线采购、试验、存放、发放管理制度。仔细筛选一家钢铰线厂作为本工程的供应单位，同时严细施工计划，使钢铰线按计划逐批进场，保证每批钢铰线只用到同一联，同时对每批钢不同炉号的钢铰线，分别检验弹性模量伸长值并与计算参数相比较，保证在编束时同一束钢铰线有相同的弹性模量。

3.2.6 测算超长束张拉预应力损失及管道摩阻系数。为了准确地测试预应力混凝土连续箱梁预应力超长张拉施工过程中各预应力钢束由于曲线配束导致金属波纹管道对张拉力的摩擦损失值，并推算出各预应力束的摩阻系数，采取现场试验的方法为张拉施工提供可靠的试验依据。

应用实例

西安咸阳国际机场二期扩建T3A高架桥丁程t线桥桥梁伞长674．694米，连接桥全长207．329米。主桥桥宽35米。引桥与下桥垂直桥宽由11．5米变化至35米。高架桥上部结构均采用现浇满堂支架预应力混凝土或钢筋混凝土箱粱。桥梁最大跨径为26．5米，最小跨径为18米，箱粱梁高均为1．5米，采用弧形悬臂。预应力孔道使用中直径70mm和直径90mm两种金属波纹管预留管道，预应力钢筋采用的钢绞线，最大张拉长度97．10m，最小张拉长度也有33．56m。当混凝土强度达到95％以上时对钢绞线进行张拉、压浆。最后浇注封锚混凝土。

参考文献

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