大跨度连续刚构桥箱梁顶板预留管道检查与

1、大跨度连续刚构桥箱梁顶板预留管道检查与预应力钢束安装、张拉、压浆施工兰建雄，吴清东，肖文（广东省长大公路工程有限公司，广州，510620）摘要：对大跨度连续刚构桥箱梁顶板纵向预应力钢绞线锈蚀乃至断丝等病害进行处治的有效方法之一为利用原有箱梁顶板内预留钢束管道进行穿束张拉来提高墩顶上缘的压应力储备。介绍了长度达268m的预留钢束管道检查与预应力钢束安装、张拉、压浆施工技术难点关键词：预留管道、穿束、张拉、压浆中图分类号： 文献标识码：一、工程概况某大跨度预应力混凝土连续刚构，单幅桥箱梁为单箱单室截面，箱梁顶面宽15m，箱宽7m，顶板悬臂宽度4m，主梁根部梁高为14.8m，在跨中位置梁高5m，其间

2、梁高按抛物线变化。箱梁采用三向预应力结构，纵横向预应力采用钢绞线束施加，竖向预应力采用精扎螺纹粗钢筋施加。在对该桥墩顶桥面铺装层进行翻新的施工过程中，发现某墩顶箱梁顶板部分预应力钢绞线有锈蚀，个别出现断丝现象，少数波纹管内有积水，压浆不饱满、桥面渗水等病害。为了消除以上桥梁病害，采取了如利用原有箱梁顶板内预留钢束管道进行穿束张拉、检查顶板波纹管内的压浆是否饱满密实、对压浆不密实管道进行排水与补压浆等措施，以提高墩顶上缘的压应力储备和体内预应力钢束的耐久性。全桥箱梁顶板预留管道共有8根，单幅4根，管道采用镀锌双波纹圆管，管道设计外径为11.7cm。管道长度为268m。由于是后期维护施工，具体单束

3、穿几根钢绞线需根据实际管道堵塞情况及管道的实际内径而定。纵向体内预应力钢束采用光面钢绞线，单束钢绞线最长约为270m。二、预留管道穿束前检查工艺1、先用高压气体在管道一端压气，然后观察管道另一端是否有气体冒出。因管道长度很长，从通气检查的结果来看，部分管道的另一端有微弱气体冒出，部分管道没有气体冒出。2、采用直径为5mm的高强钢丝进行预留管道内堵塞情况的检查，在高强钢丝上需标注长度刻度。3、检查预留管道的实际埋设位置与原工程设计竣工图是否一致，以确定预留管道竖向空间布设与横向空间布设位置。经检查，预留管道竖弯区域长度为5m，埋设的预留管道中心至桥面距离约为17.8cm。预留管道平面布设位置为由

4、箱梁腹板倒角的齿板位置经过6个断面向箱梁顶板中间方向平弯约2.217m，平弯区域长度为30m。4、从实际预留管道堵塞的部位来看，堵塞位置与预留管道一端锚固齿板的距离均为30m以上，最短的距离为47m，即均超过了预留管道竖弯、平弯区域，这给预留管道堵塞处残留水泥浆的清除带来了便利。5、制作直径比预留管道内径略小的探孔器，备用的探孔器直径有711 cm等多种规格。采用探孔器进行管道通孔检查，检查管道是否有压扁变形的现象，但需保证探孔器与前后连接的钢丝绳的可靠连接，防止探孔器卡住管道而取不出来。6、在桥面上对管道可能堵塞位置进行初步测量定位，并以该位置为中心在前后约1m范围内按纵向20cm宽度开凿桥

5、面沥青及混凝土铺装层，废渣需及时清除。开凿管道检查孔时需将开凿部位与开凿长度、宽度尽量控制在较小的范围内，并尽量避免破坏原箱梁顶板混凝土。如管道实际堵塞情况为不连续的若干个小区段时，开凿混凝土清孔作业也需按照堵塞情况分区段进行。7、清孔完成后在该位置设置管道压浆的排气孔并按规范要求修补混凝土铺装层与沥青铺装层，防止接缝处渗水。在波纹管上留孔的做法为在波纹管上开口，用带嘴的弧形铁皮覆盖并用铁丝扎牢，再接排气胶管或压浆嘴。8、在对整根268m长的预留管道堵塞情况检查完毕后，根据管道的实际内径尺寸决定每束预留管道均穿14根钢绞线。三、预留管道预应力钢绞线穿束、张拉、压浆施工将整盘钢绞线运输至桥面上，

6、单根钢绞线通过在跨中开设的30×30cm大小的箱梁顶板预留孔牵引到箱梁内。在箱梁内底板上进行钢绞线放样与切断下料作业。在进行穿束前对下好料的钢绞线束需进行整形与编束。1、预留管道内穿钢绞线束 考虑到预留管道长达268m，预留管道内穿钢绞线束采用整束牵引的方法，牵引作业由5吨卷扬机进行。牵引时卷扬机的运行速度宜缓慢匀速，钢绞线束的前端部安装特制的焊接牵引头。穿束前在钢绞线进预留管道一端搭设一个斜坡道，在钢绞线转弯处安装转向滑轮。将整束钢绞线放在焊接小车上，使钢绞线束在拖动的过程中尽量不与箱梁底板混凝土面直接摩擦，以免损伤钢绞线。先将直径为5 mm高强牵引钢丝穿过预留管道，将卷扬机钢丝绳

7、和牵引钢丝进行连接，人工将卷扬机钢丝绳从一端拖到另一端。然后连接卷扬机钢丝绳和钢绞线束的牵引头，使卷扬机钢丝绳通过转向定滑轮，并启动卷扬机，缓慢地把束体牵引进张拉端齿板的预留管道内，继续牵引束体，使钢绞线束体穿过管道到达另一张拉端，待露出长度满足要求时关闭卷扬机，并切除焊接牵引头，使钢绞线束张拉工作长度满足要求。2、预应力束张拉预应力钢绞线束的张拉施工是预应力混凝土结构施工的关键工序。本工程预应力钢束采用14根规格为Øj15.24mm的光面钢绞线，预应力钢束采用两端张拉。张拉控制应力为1395MPa（0.75Ryb）,设计张拉力为2734.2KN。张拉作业使用YCT450型千斤顶。张

8、拉过程采用“双控”法进行控制，即主要以压力表的读数为准，钢束延伸值校核为辅的控制方法。在张拉过程中遵循同步、对称、两端同时张拉的原则。因预应力钢束的长度很长，张拉过程需分级进行，并在张拉过程中与张拉完毕后对齿板混凝土等部位进行观察，观察有无裂缝出现等异常情况。因预应力钢束长度达270 m，张拉千斤顶的张拉行程为200mm，其张拉延伸值达到千斤顶张拉行程的好几倍，所以必须多次张拉、多次锚固，才能最终达到延伸值。考虑到张拉时预留管道的磨阻力很大，需进行试张拉以校核修正钢束理论延伸值。根据钢束理论延伸值，将张拉过程分成67级进行，每级均实施一轮张拉锚固作业，每一轮的初始油压即为上一轮的最终油压。分级

9、张拉力分别为10%、20%、40%、60%、80%、90%、100%的设计张拉力，每级加载过程均应测量钢束实际延伸值，并随时检查钢束实际延伸值与计算理论值的偏差。（1）、量测千斤顶油缸行程数值 在初始应力下，量测油缸外露长度，在相应分级荷载下量测相应油缸外露长度，如果中间锚固，则第二级初始荷载应为前一级最终荷载，将多种延伸值叠加即为初应力至终应力间的实测延伸值。（2）、量测外露预应力筋端头 测量方法为在初应力下量测外露预应力筋至固定参考点的位置，在测量终应力下外露预应力筋至固定参考点的位置，其差值减去远端锚具回缩值，即为初应力至终应力下的延伸值，再加上初应力以下推算延伸值即为总延伸值。下表为某

10、预应力钢束两端张拉的张拉记录表：表一 工程部位：上游幅东侧32#索张拉端 钢束规格：14Øj15.24mm 张拉应力：1395Mpa 夹片回缩量6mm10%锚固后3.03.03.02.53.0平均值1.9mm回缩量2.1mm100%锚固1.01.01.01.01.0钢绞线延伸量(mm)10%锚固后7.06.08.08.08.0平均值785.8mm延伸量873.1mm100%锚固795795790795790内容项目 P1010204050606070808090100油压表(MPa)2.92.96.110.010.012.515.015.015.718.918.922.025.225

11、.225.231.6活塞伸长(mm)103108719318761951729117188017020892000压活塞(mm)99188188110160191各级张拉增量(mm)18317710015218010%100%k: L1=792+1.9×5=801.5 0100100%k: 801.5÷90%=890.6张拉记事异常响声夹片弹出滑丝断丝断股夹片断裂油泵状况油管状况夹片跟进状况无无无无无无正常正常正常表二 工程部位：上游幅西侧32#索张拉端 钢束规格：14Øj15.24mm 张拉应力：1395Mpa 夹片回缩量6mm10%锚固后3.03.03.02.

12、53.03.03.0平均值2.4mm回缩量2.7mm100%锚固0.50.51.00.51.01.01.0钢绞线延伸量(mm)10%锚固后5.05.05.05.55.05.05.0平均值710mm延伸量788.9mm100%锚固715715715715715715715内容项目 P101020406060808090100油压表(MPa)2.72.75.910.510.512.318.718.725.125.128.231.4活塞伸长(mm)78595195822177719715781550压活塞(mm)77189168186144各级张拉增量(mm)19016919014010%100%k

13、: L1=689+2.4×4=698.6mm 0100100%k: L2= 698.6÷90%=776.2mm张拉记事异常响声夹片弹出滑丝断丝断股夹片断裂油泵状况油管状况夹片跟进状况无无无无无无正常正常正常设计参考钢束理论延伸量为1650mm。根据量测千斤顶油缸行程数值方法实测钢束延伸量为：873.1mm+788.9mm=1662mm，延伸量偏差为（1662-1650）/1650=0.7%。根据量测外露预应力筋端头方法计算钢束延伸量为：890.6mm+776.2mm=1666.8mm，延伸量偏差为（1666.8-1650）/1650=0.1%。可以看出，采用两种测量方法计算的钢束延伸量数据很接近，与设计参考钢束理论延伸量的偏差也在规范允许范围内。3、预留管道压浆孔道压浆采用水泥浆，设计强度等级为C50。水灰比为0.32。因预留管道很长，管道压浆难度较大。为了保证管道压浆质量，采用了大功率的活塞式灰浆泵，并在268m范围的混凝土铺装层中每隔一定间距布设了多个排气孔与备用压浆孔。压浆的最大压力控制为11.5MPa。压浆最理想的状况为达到孔道另一端饱满和出浆，并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。