预应力混凝土T梁和空心板梁、张拉及灌浆专项施工技术方案的应用

　　摘要：预应力混凝土梁是一种简支T型梁结构，具有吊装重量轻、施工简单、投入设备少等特点。本文作者结合在南水北调排洪渡槽预应力砼梁的施工实践，简要介绍了该T型梁的预制及安装、张拉、灌浆等施工技术和施工要点在渡槽工程施工中的应用。
　　关键词：预应力混凝土，后张法，张拉控制，灌浆控制
　　
　　一、工程概述：
　　小孟村排洪渡槽属南水北调中线漳古段大型渠道交叉建筑物，设计桩号126+936处，渡槽总长177.887m，主要由进口段、槽身段、出口段、左右岸跨槽交通桥四部分组成。其中槽身段长69m，为3跨预应力混凝土双槽矩形槽身，槽身为现浇混凝土结构，纵梁为预制预应力T型梁，其斜交角67.5°，每跨斜长23m，共42片梁；渠道左右岸交通桥布置在槽身进出口连接段内，与渡槽斜交，交角为22.5°。桥面宽5m，共两跨，跨径17.3m，共12片梁。交通桥型式采用装配式预应力钢筋混凝土空心板桥。建筑物混凝土强度等级为C50。后张法施工的预应力钢绞线采用直径φs15.2的高强低松弛钢绞线（GB/T5224-2003标准），预应力钢绞线标准强度fpk=1860MPa，张拉控制应力σcon=0.7fpk=1302MPa，松弛率不大于2.5%；空心梁预应力钢束张拉控制应力为0.75fPK=1395Mpa。
　　二、张拉施工工艺：
　　（一）钢铰线下料、编束
　　1、钢绞线束下料长度：按照设计图纸要求，根据预制构件的孔道长度加上两端各预留0.6m的工作长度作为下料长度，其中工作长度包含工作锚、千斤顶、工具锚所占长度。
　　2、钢绞线下料场平坦，下垫方木或彩条布，防止将钢绞线直接接触土地以免生锈，也不得在混凝土地面上生拉硬拖，磨伤钢绞线。
　　3、钢铰线的盘重大、盘卷小，弹力大，为防止在下料过程中钢绞线紊乱并弹出，事先制作一个简易的铁笼。下料时，将钢绞线盘卷装在铁笼内，从盘卷中央逐步抽出，确保安全。
　　4、钢铰线下料采用砂轮锯切割，不得采用电焊切割。
　　5、钢绞线编束采用铁丝绑扎，间距2～3m。编束时先将钢绞线理顺，并使各根钢绞线松紧一致。
　　（二）穿束
　　本次T梁预制施工的钢绞线采用后穿法（即预应力混凝土成型后再穿钢绞线），钢束的前端扎紧并裹胶布，以减少对波纹管接口的冲击，以便钢绞线顺利通过孔道。
　　（三）锚具、千斤顶的安装
　　安装顺序：
　　完成张拉机具的检验工作→安装工作锚板→安装工作锚夹具→安装限位板→安装千斤顶→安装工具锚→安装工具锚夹片。
　　安装技术要求：
　　1、钢束外伸部分要保持干净，不得有油污、泥沙等杂物，施工人员不得随意踩踏。
　　2、锚环及夹片使用前要用煤油或柴油清洗干净，不得有油污、铁屑、泥沙等杂物。
　　3、工作锚必须准确放在锚垫板定位槽内，并与孔道对中。
　　4、工作锚和工具锚孔中各装入两个夹片，用胶圈套好，可用长约30厘米的铁管穿入钢铰线向前轻轻将夹片顶齐，不可用力过猛，夹片间隙要均匀。每个孔中必须有规定的夹片数量，不得有缺少现象。
　　5、夹片安装完后，其外露长度一般为4～5mm，并均匀一致，若外露太多，要对所用夹具进行检查，若发现有不合格者则进行更换。
　　6、穿入工作锚，工具锚的钢束要顺直，末端要对号入座，不得使钢束扭结、交叉。
　　7、安装千斤顶时不要推拉油管及接头，油管要顺直，不得扭结成团。
　　8、工具锚安装前，钢束穿入工具锚时，位置要与工作锚钢束位置一一对应，不得交叉扭结。
　　9、为了能使工具顺利退下，在工具锚的夹片光滑面或工具锚的锚孔中涂润滑剂，润滑剂采用石腊。
　　10、工具锚的夹片要与工作锚的夹片分开放置，若发现夹片破损，必须及时更换以防张拉中滑丝、断丝、飞片。
　　（四）预应力张拉
　　T梁混凝土达到设计强度100%时，方可进行预应力张拉；空心板梁混凝土达到设计强度的85%后，且混凝土龄期不小于7d，方可张拉。
　　预应力钢束张拉时按设计技术要求采用张拉力与伸长量双控，即以控制拉力为主，以钢束实际伸长量进行校核，实测伸长量与理论伸长量的偏差不得超过±6%，否则应停止张拉查明原因。
　　1、张拉伸长值校核
　　（1）张拉前所有设备再进行一次检查，看是否按编号配套使用。
　　（2）高强低松驰预应力钢绞线标准强度fPK=1860Mpa，T型梁张拉控制应力σCON=0.7fPK=1302Mpa，空心梁预应力钢束张拉控制应力为0.75fPK=1395Mpa。
　　（3）张拉时钢束理论伸长值以设计图纸给定的伸长值为依据。附设计伸长值汇总表（分T梁和空心板梁）
　　T梁钢束张拉设计伸长值汇总表
　　钢束编号 钢绞线规格 单束长度（mm） 一端伸长量(mm)
　　1 Φs15.2 22530 67.69
　　2 Φs15.2 22512 66.98
　　3 Φs15.2 22552 67.10
　　注：表中延伸量未计入10%初应力伸长量
　　空心板钢束张拉设计伸长值汇总表
　　板位 钢束编号 参数 单束长度(mm) 一端伸长量(mm)
　　中板 1 m=5 16945 54.1
　　 2 n=4 17019 53.7
　　边板 1 m=6 16945 54.1
　　 2 n=5 17019 53.7
　　注：表中延伸量未计入10%初应力伸长量
　　（4）实际伸长值测量方法如下：
　　钢绞线总伸长量为所测出的伸长量之和，并加上初始张拉力时推算伸长值。
　　张拉时首先张拉至0.1σCON并用直尺测出千斤顶的油缸伸出读数l1，然后再张拉至0.2σCON同样测出千斤顶的油缸读数l2，最后张拉至设计应力σCON测出油缸读数l3。
　　张拉至设计油压值后，按张拉程序持荷2min测量伸长值，即可将张拉油压缓慢降至零，活塞回程夹片自动跟进锚固。观察钢绞线刻痕是否平齐，若不平齐说明有滑束现象，如遇有这种情况要对滑束进行补拉，使其达到控制应力，断裂或滑脱的数量严禁超过结构同一截面预应力总根数的1%，且一束钢铰线不超过1丝。
　　对预应力钢束张拉中发现异常情况，必须卸锚时，可使用卸锚器
　　对已锚固的钢束进行卸锚，卸锚时千斤顶应预先伸出3～5cm，留有余量以便卸锚。
　　实际伸长值的计算：张拉结束后进行实际伸长值的计算，实际伸长值按下列公式计算：L实=L2-L1,当计算的伸长值不在规范误差范围内应停止张拉，查找原因，如无法解决时及时与设计联系。
　　（5）多余钢绞线的切除
　　锚固完毕，在灌浆完成，强度达到要求后，经检验合格不急于切断多余钢绞线，报监理验收合格后，再切断多余钢绞线，切断工具可用砂轮机，锚固后的外露长度不小于30mm。
　　2、张拉顺序
　　依据设计图纸及技术要求的张拉顺序进行预应力钢束张拉施工。
　　T梁预应力钢束待混凝土设计强度达到100%时方可进行对称、两端张拉，张拉次序为：③→②→①。
　　空心板梁预应力钢束待空心板浇筑后的混凝土达到设计混凝土强度等级的85%以上，且混凝土龄期不小于7d，方可进行两端同时张拉，预应力钢束张拉顺序为：左N1→右N2→右N1→左N2。
　　3、张拉过程控制
　　（1）张拉应缓慢进行，逐级加荷，稳步上升，千万不能操之过急，给油不要忽快忽慢，防止发生事故。
　　（2）张拉要有专人记录，专人测量伸长值，对张拉应力进行校核，防止发生由于压力表出故障造成拉力不足等现象。
　　（3）张拉至设计油压值后，按张拉程序持荷2min测量伸长值，即可将张拉油压缓慢降至零，活塞回程夹片自动跟进锚固。
　　（4）张拉完毕，卸下千斤顶及工具锚后，要检查工具锚处每根钢铰线的刻痕是否平齐，若不平齐说明有滑束现象，如遇有这种情况要对滑束进行补拉，使其达到控制应力，每束钢束中断丝滑丝数不得超过1根钢丝。
　　（5）对预应力钢束张拉中发现异常情况，必须卸锚时，可使用卸锚器对已锚固的钢束进行卸锚，卸锚时千斤顶应预先伸出3～5cm，留有余量以便卸锚。
　　（五）孔道压浆
　　1、孔道的准备：
　　（1）预应力筋张拉完毕后，及时压浆（尽量在48小时内完成）。
　　（2）灌浆前检查灌浆孔是否畅通，不允许发生堵孔现象
　　2、灌浆
　　（1）压浆采用活塞式单缸泵，压浆压力控制在0.3～0.4Mpa。
　　（2）水泥浆自调制到灌入孔道的延续时间一般不宜超过30～45min。水泥浆在使用前和灌浆过程中经常进行搅拌，以保持稠度一致。
　　（3）压浆应从排气孔压出与规定稠度相同水泥浆为止，为保证管道中充满灰浆，关闭出浆口时，保持不小于0.5Mpa的一个稳定时段，稳压时间不少于2min。
　　（六）封锚
　　1、封锚前，先将已凿毛的混凝土面和锚具周围冲洗干净。
　　2、锚固完毕，经监理验收后即可用砂轮机切割端头多余的预应力筋，锚固后的外露长度不宜小于30mm。
　　3、恢复梁端封端部位的构造钢筋，封端模板采用定型钢模板。
　　4、注意封锚砼的养护。
　　三、结束语：
　　预应力混凝土T梁及空心板桥是一种简支T型梁结构，具有吊装重量轻、施工简单及投入设备少等特点；在南水北调中线工程邯石段小孟村排洪渡槽工程上得到很好的应用，对预应力混凝土的施工能有较好的质量保证，尤其施工进度和工程质量得到很好控制。
　　参考文献：
　　1、小孟村渡槽T梁与左右岸跨槽交通桥空心梁设计图纸。
　　2、《桥梁工程施工技术规程》DBJ01-46-2001
　　3、《桥梁工程施工质量检验标准》DBJ01-12-2004
　　4、《公路工程质量检验评定标准》JTJF80/1-2004
　　5、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
　　6、《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2007
　　7、《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003

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