悬灌箱梁三向预应力张拉压浆施工技术

悬灌箱梁三向预应力筋张拉压浆施工技术中国铁道部第十二局集团第二工程有限公司张卫霞【内容摘要】本文主要根据樵岭前大桥三向预应力筋张拉压浆的实践经验，介绍张拉压浆的施工技术及问题处理。【关键词】悬灌三向预应力张拉压浆概述樵岭前大桥位于鲁中山区北部，桥两端均为山坡，地形起伏很大，地面标高在313～460米，桥面至最低地面处约为85米，上部构造为75＋135＋135+75米四孔连续刚构，箱梁采用单箱单室结构，施工方案采用挂篮分段悬浇，预应力为三向预应力体系。纵向预应力束采用23－Ф15.24钢绞线，相应锚具采OVM15-23型群锚，底板纵向预应力束采用19－Ф15.24钢绞线，相应锚具采用OVM15-19型群锚，采用两端张拉方式，沿箱梁轴线两侧交叉进行，根据每根钢绞线张拉吨位13.75t千斤顶选用YCL-22型；箱梁竖向预应力及横隔板内预应力采用冷拉Ⅳ级32精轧螺纹钢，锚具采用YGM型，根据张拉吨位54t千斤顶选用YG70型。樵岭前大桥采用挂篮悬灌施工，施工过程中，梁体重量，挂篮重量及施工中的动荷载主要由顶板纵向预应力束、顶板横向束及竖向预应力筋张拉后对砼施加三向应力而承担，进入运营阶段后，则梁整个应力体系发生变化，梁部重量及车辆对桥的动力荷载对结构体所产生的拉应力主要由顶板纵向预应力束、底板纵向束预应力束、横向预应力束、竖向预应力筋承担，避免砼受拉破断。因此，所有预应力张拉的成败，压浆的饱满程度对桥梁的施工阶段和运营阶段中的安全起着不可估量的作用。笔者作为现场施工技术员将该桥张拉与压浆的施工方案及问题处理作一简介。预应力筋张拉不同预应力筋采用不同千斤顶，则张拉工艺也不尽相同，现列表比较（见表1）表1锚具类别，千斤顶工型号艺张拉阶段23-Ф15.224钢绞线OVM15-233群锚19-Ф15.224钢绞线OVM15-199群锚YCL-520型型千斤顶2-Ф15.244钢绞线OVM13-2扁扁锚YCL-22型千千斤顶Ⅳ级精轧螺纹钢YGM型锚具（大大螺帽）YG-70型千斤斤顶张拉前准备工作1、清理锚垫板及钢钢绞线表面灰浆，浮浮锈，疏通压压浆孔；安装工作锚；3、装夹片，用内径径大于15.244mm的钢管轻击击，使夹片整整齐进入锚具具锥孔。1、清理锚垫板及钢钢绞线表面灰灰浆，浮锈，疏疏通压浆孔；；2、安装工作锚；3、装夹片，用内径径大于12.9mmm的钢管轻击击，使夹片整整齐进入锚具具锥孔。1、清除精轧螺纹钢钢及锚垫板上上的灰浆；2、将螺帽出气口朝朝下竖拧在精精轧螺纹钢上上。千斤顶就位1、安装限位板（三三件套）；2、千斤顶就位；3、安装工具锚、夹夹片、涂抹黄黄油。1、安装限位板；2、千斤顶就位。1、放在拧螺母用套套筒；2、放上铁板凳；3、安放千斤顶；4、拧紧穿心杆；5、拧紧穿心杆的螺螺母。张拉1、开动油泵，千斤斤顶工作，开开始张拉；2、张拉到10％δδk、20％δk、90％δk、100%δk、105%δk，持荷5min，回油到5Mpa；3、在每个应力状态态下量测伸长长量。1、开动油泵，千斤斤顶工作，开开始张拉；2、张拉到10％δδk、20％δk、90％δk、100%δk、105%δk，持荷5min，回油到5Mpa；3、在每个应力状态态下量测伸长长量。1、开动油泵，千斤斤顶工作，开开始张拉；2、张拉到10％δδk、20％δk、90％δk、100%δk、105%δk，持荷5min，回油到5Mpa；3、在每个应力状态态下量测伸长长量。锚固1、张拉油缸油压缓缓慢回零，夹夹片自锚；2、回油缸进油，千千斤顶活塞回回程；3、移走张拉设备。1、张拉油缸油压缓缓慢回零，夹夹片自锚；2、回油缸进油，千千斤顶活塞回回程；3、移走张拉设备。1、拧紧大螺帽使之之紧贴垫板；；2、将张拉油缸油压压缓慢回零；；3、回油缸进油，千千斤顶活塞杆杆回程，拧下下穿心杆；4、卸下千斤顶。2.1从表中可看出纵向预应力束张拉工序多、复杂、是所有预应力张拉中的重点、难点，并且最易出问题。现将其整个张拉要点逐一说明。2.1.1张拉之前必须做好如下检查：⑴千斤顶前后是否装对，不得装反。⑵油压表与千斤顶是否配套。⑶不同千斤顶进油回油管接法不同，检查进油、回油管是否上对。⑷工作锚具是否落入槽口，周围是否与锚垫板密贴，不能造成对锚垫板侧压力发生事故。⑸工作夹片、工具夹片是否平齐，有无松动、夹片几个瓣间要保证均匀，不得有大有小，造成张拉时夹片受力不均匀而滑丝。⑹露至在外的钢绞线要用粉笔做好标记，以便张拉过程中检查是否有滑丝、断丝现象发生。⑺检查油泵车液压油是否足够。⑻检查油泵车是否通上电源。⑼检查油泵司机和量测人员是否到齐，张拉顶板束时测量人员安全带是否已系好。⑽检查量测用的尺子是否准备好。⑾砼试块强度是否已达40Mpa以上。当以上几点都做到万无一失，即可开始张拉。2.1.2张拉次数的确定因本桥纵向钢绞线的理论伸长量8.8-81.7cm大小不等，部分钢绞线理论伸长量远远超过两端千斤顶的公称行程之和，所以出现二次张拉或三次张拉，这就需要确定张拉次数。二次张拉的以张拉到50％δk为第一次，第二次张拉到设计应力值；三次张拉的以张拉到50％δk为第一次，张拉到70δk为第二次，第三次张拉到设计应力值。2.1.3张拉过程控制张拉过程中，即送油回油两个过程以稳、慢为要诀，且两个张拉端要通过对讲机报话，同步送油、回油，随时观测，确保同一束钢绞线两端油缸活塞的伸出值大小不会悬殊过大，以免造成一端活塞满程全部伸出，另一端伸出量微小，至最后张拉力未达到设计要求，而一端活塞满程无法再拉导致二次张拉，或者张拉力已达设计要求而因另一端活塞伸出量太小，回油时夹片不能自动退出而需费很大人力工作才能退出。另外特别注意：张拉到初始应力10％δk时要检查工具夹片有无松动，有松动的要打紧，将固定千斤顶的倒链全部松掉，确保千斤顶在自由状态下工作。2.1.4伸长值的测量及预应力束伸长量的计算。2.1.4.1每种应力下都按下法测量测量尺一端顶在千斤顶端头，测量张拉缸活塞伸出的长度，每次量时都要测量到同一点处，以免测量尺寸失实。下面列测量内容表（表2）表2类别张拉量测次数内容一次张拉到位的二次张拉到位的三次张拉到位的第一次张拉量测初始应力100％δk、20％δk、90％δk、100％δk、105％δk、5MPa时对应活塞塞伸出长度。量测初始应力100％δk、20％δk、50％δk时对应活塞塞伸出长度。量测初始应力100％δk、20％δk、50％δk时对应活塞塞伸出长度。第二次张拉量测50％δk、90％δk、100％δk、1105％δk、5MPa时对应活塞塞伸出长度。量测初始应力500％δk、70％δk时对应活塞塞伸出长度。第三次张拉量测初始应力700％δk、90％δk、100％δk、105％δk、5MPa时对应活塞塞伸出长度。2.1.4.2实测伸长量的计算⑴一次张拉到位的实测伸长量计算公式：△L=（Lδk-L10%δk）+（L20%δk-L10%δk）其中：L10%δk、L20%δk、Lδk分别表示初始应力10％δk、20％δk、δk的实测伸长值。⑵二次张拉到位的实测伸长量计算公式：△L=（L50％δk1-L10%δk）+（L20%δk-L10%δk）+（Lδk-L50%δk2）其中：L10%δk、L20%δk、L50%δk1分别表示第一次张拉10％δk、20％δk、50％δk的实测伸长值，L50%δk2、Lδk分别表示第二次张拉50％δk、δk时的实测伸长量。⑶三次张拉到位的实测伸长量计算公式：△L=（L50％δk1-L10%δk）+（L20%δk-L10%δk）+（L70％δk2-L50%δk2）＋（Lδk-L70%δk3）其中：L10%δk、L20%δk、L50%δk1分别表示第一次张拉10％δk、20％δk、50％δk的实测伸长值，L50%δk2、L70％δk2分别表示第二次张拉50％δk、70％δk时的实测伸长值，L70%δk3、Lδk分别表示第三次张拉70％δk、δk时的实测伸长值。2.1.5钢绞线滑丝、断丝的处理2.1.5.1若钢绞线滑丝的根数多，则必须将所有夹片退掉，检查夹片，将损坏的夹片换成新夹片，将工作锚锥孔再次除锈，重新安装好夹片，YCL-520千斤顶对称张拉；若钢绞线滑丝根数少但仍超出规范要求，则可以将滑丝的钢绞线按编号退掉夹片，换新夹片用YCL-22前置式千斤顶单根对称张拉。在此存在退夹片的技巧，方法不得当，则夹片很难退下，且易伤人发生事故。必须做到一端卸荷退夹片，另一端YCL-520千斤顶仍安装在位，并用倒链拉住。卸荷退夹片主要用YCL-22前置式千斤顶，首先将卸荷座、限位板依次安装上，油缸活塞先空走一段行程，然后千斤顶顶住限位板送油，当张拉力稍大于工作夹片对钢绞线的夹着力，则工作夹片松动，用钎子从卸荷座的缺口将夹片挑出，回油，一个夹片即退下。一端夹片退完后，再用同样方法退另一端夹片。2.1.5.2若发生断丝超过规范要求则必须将夹片全部退掉，钢绞线抽出检查，将损伤大的和断丝的钢绞线换掉，重新穿束张拉。2.1.6实测伸长量偏小问题处理张拉应力达δk时利用公式计算实测伸长量。⑴当△L理论－△L实测＞6％△L理论且△L理论－△L实测差值不很大时，可采取下面方法解决：关掉油泵车电源，将顶压缸的进油管截止阀、节油阀打开，使油压为零，回油管的阀门仍处于打开状态，则工作夹片自锚，最少两个小时后再重新打开电源，将进油管的截止阀，节油阀拧紧送油，当张拉倒50％δk时量测活塞伸出长度，张拉到100％δk时再测量活塞伸出长度。则该束钢绞线最终伸长量＝△L实测＋Lδk－L50％δk，其中△L实测表示原实测伸长量，L50％δk、Lδk分别表示补张拉δk、50％δk对应的活塞伸出长度。⑵如果△L理论－△L实测差值较大，则要分析原因，千斤顶和油压表最好校核一次，有可能油压表不能真实反映张拉力。2.2顶板横向束为一端张拉，2－Ф12.9的钢绞线采用YCL-22前置式千斤顶，因其每束只有两根钢绞线且每次单根张拉，所以操作起来快捷，但要特别注意进油、回油管与YCL-520型千斤顶位置不同不得接错。2.3竖向精轧螺纹钢采用YG70千斤顶张拉，为加快拧大螺帽速度且能拧到位，保证张拉力满足设计要求，可以加工一顶面留孔的小铁板凳，千斤顶直接顶在小板凳上面，再加工一套筒套在精轧螺纹钢上，并且放在小板凳下面，筒壁加焊把手，拧螺帽时只须拧动把手，螺帽就可轻而易举到位（见剖面图1）。不过因设置板凳、套筒，以致精轧螺纹钢端头偏短，则每次张拉都必须用联接器接一节精轧螺纹钢来辅助张拉，且因联接器、板凳影响，伸长量偏大，需减掉一常数才是真正的实测伸长量。3.预应力管道压浆3.1封锚张拉完毕，用手提切割机切掉多余钢绞线并封锚。封锚最好用快硬硫铝酸盐水泥并掺少量促硬剂封密实，外面不得留有钢绞线头，否则压浆时会沿着钢绞线缝隙秘水，造成所压入的水泥浆水分散失量大，强度降低。快硬硫铝酸盐水泥强度上得快，3个小时后，即可进行管道压浆。3.2压浆前的准备工作⑴张拉、压浆前要通孔，使各预应力管道畅通。通孔有两种方法，一种是通气，一种是通水。为压浆方便竖向束在安装时上下都要焊接压浆嘴，压浆时可下面压浆上面排气，保证压浆饱满。⑵将压浆泵、搅拌机用清水冲洗防止堵管，搅拌机下浆口上设滤网。⑶准备刚出厂的水泥。⑷纵向束压浆，在压浆管和排气管处各设置一阀门，可随时控制压浆量，不浪费水泥。3.3压浆3.3.1压浆应缓慢、均匀地进行，比较集中和邻近的孔道，应尽先连续压浆完成，以免串孔水泥浆凝固堵塞，无法压浆，不能连续压浆时，要将后压浆孔道用高压水冲洗通畅。3.3.2每次压浆，试验员都要做稠度试验及试块，确保水泥浆质量，并记载水泥用量。3.3.3压浆时当出浆孔满管出浓浆，则关闭阀门，完成一束。3.3.4为保证预应力管道内压满浆，纵向束间隔半小时要进行二次压浆，且在纵向束最高部位预留检查孔进行检查，不满要进行灌浆；竖向、横向束在压浆几个小时后从出浆管灌浆。3.3.5压完浆后用清水将压浆泵，搅拌机冲洗干净以备下次用。4．注意事项⑴张拉时千斤顶的后方和上方都不得有人。⑵预应力筋从入场到张拉完毕都不得受损伤，特别是不能电焊打火，下料只能采用砂轮切割机。⑶穿钢绞线前必须编束、梳理顺直，防止互相缠绕。⑷锚夹具进场时，分批外观检查，不得有裂纹伤痕，锈蚀。⑸工作夹片，工具夹片内侧不得有木屑等脏物，工具夹片涂黄油时内侧不得粘黄油以防滑丝。⑹压浆方向必须是由低处向高处。⑺冬季期施工压浆前要采取保温措施，生炉火或煤矸石炉以保证压浆过程中及压浆后48小时内，结构砼温度不低于＋5℃，防止水泥浆在水化热未放出之前已结冰影响强度。标题、单位、姓名、内容摘要、关键词英文翻译HangtosprinkletonoteabeamthreedirectionsprepareinresponsetothedintreinforcingbarthepiecepullstopressthesyrupconstructiontechniqueChineserailroaddepartment12thbureaugroupsecondengineeringlimitedcompanyZhangweixia【contentssummary】ThistextismainaccordingtotheBigbridgeinQiaolingqianthreedirectionsprepareinresponse