預(yù)應(yīng)力張拉施工技術(shù)在地鐵高架橋梁中的應(yīng)用
2012-03-19 來(lái)源：來(lái)源：中國(guó)鳴網(wǎng) 作者：譚章勤
前言
廣州市軌道交通五號(hào)線大坦沙站高架區(qū)間位于三茂鐵路、雙橋中路及新建的廣佛放射線北橋西北側(cè)，與雙橋中路基本平行。為現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁，箱梁頂板寬9.8m，懸臂寬2.4m，底板寬5.4m。采用OVM.M15-15型鋼束，單端張拉，張拉空間為90cm，灌漿采用真空工藝。
一、預(yù)應(yīng)力張拉前的準(zhǔn)備工作
1、構(gòu)件的檢查、清理
?。?）施加預(yù)應(yīng)力前應(yīng)對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行檢驗(yàn)，外觀及尺寸都應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求；張拉時(shí)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80％。
?。?）穿束前檢查錨墊板和孔道的位置是否正確，灌漿孔和排氣孔應(yīng)滿足施工要求，孔道內(nèi)應(yīng)暢通，無(wú)水分和雜物，錨具、墊板接觸板面上的焊渣、混凝土殘?jiān)纫宄蓛簟?br />
2、模板與支架的檢查
為了避免混凝土產(chǎn)生預(yù)想不到的裂縫，張拉前應(yīng)檢查模板與支架是否有約束混凝土的變形的地方；如果約束力很大，應(yīng)該解除約束，內(nèi)模和側(cè)模在張拉前先拆除。
3、張拉設(shè)備的選用和檢查
根據(jù)構(gòu)件特點(diǎn)、所有預(yù)應(yīng)力筋及錨夾具的類型、張拉力大小等，選擇合適的張拉設(shè)備。主要是選擇張拉設(shè)備的噸位、壓力表的規(guī)格等。本橋選用的千斤頂為400噸。壓力表為防振型，最大讀數(shù)為張拉力的對(duì)應(yīng)壓力值的1.5～2.0倍，精度不小于1.0級(jí)。油泵的額定壓力為張拉力對(duì)應(yīng)壓力值的1.5倍，油箱容量為張拉千斤頂總輸油量的1.5倍。
將選用的張拉設(shè)備包括油壓千斤頂、高壓油泵和油壓表，編號(hào)配套進(jìn)行校驗(yàn)、標(biāo)定。在校驗(yàn)時(shí)，把控制張拉力和張拉力相應(yīng)的油壓表讀數(shù)校驗(yàn)出來(lái)，便于張拉時(shí)直接掌握。
對(duì)所用的油壓千斤頂、高壓油泵和油壓表、連接管路等要進(jìn)行試車檢查，如發(fā)現(xiàn)有漏油和不正常的情況，要查明原因，及時(shí)排除。紫銅管連接千斤頂與油泵時(shí)，注意檢查在彎曲處有無(wú)裂紋，喇叭口是否完整無(wú)損，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要修理完好后才能使用。
4、穿束前檢查錨墊板和孔道的位置是否正確，灌漿孔和排氣孔應(yīng)滿足施工要求，孔道內(nèi)應(yīng)暢通，無(wú)水分和雜物，錨具、墊板接觸板面上的焊渣、混凝土殘?jiān)纫宄蓛簟?br />
5、模板與支架的檢查
為了避免混凝土產(chǎn)生預(yù)想不到的裂縫，張拉前應(yīng)檢查模板與支架是否有約束混凝土的變形的地方；如果約束力很大，應(yīng)該解除約束，內(nèi)模和側(cè)模在張拉前先拆除。
6、張拉設(shè)備的選用和檢查
根據(jù)構(gòu)件特點(diǎn)、所有預(yù)應(yīng)力筋及錨夾具的類型、張拉力大小等，選擇合適的張拉設(shè)備。主要是選擇張拉設(shè)備的噸位、壓力表的規(guī)格等。本橋選用的千斤頂為400噸。
將選用的張拉設(shè)備包括油壓千斤頂、高壓油泵和油壓表，編號(hào)配套進(jìn)行校驗(yàn)、標(biāo)定。在校驗(yàn)時(shí)，把控制張拉力和張拉力相應(yīng)的油壓表讀數(shù)校驗(yàn)出來(lái)，便于張拉時(shí)直接掌握。
對(duì)所用的油壓千斤頂、高壓油泵和油壓表、連接管路等要進(jìn)行試車檢查，如發(fā)現(xiàn)有漏油和不正常的情況，要查明原因，及時(shí)排除。紫銅管連接千斤頂與油泵時(shí)，注意檢查在彎曲處有無(wú)裂紋，喇叭口是否完整無(wú)損，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要修理完好后才能使用。
7、張拉作業(yè)機(jī)具配備和檢查
?。?）張拉裝置
根據(jù)張拉計(jì)劃，箱梁截面每端用2臺(tái)對(duì)稱張拉，有2臺(tái)備用的張拉裝置以備不測(cè)。張拉裝置的檢查油量應(yīng)充足，并應(yīng)使油泵用優(yōu)質(zhì)礦物油；千斤頂與油泵以及高壓油管兩端連接器的灰塵應(yīng)予以清除；應(yīng)抽出高壓油泵內(nèi)的空氣；不應(yīng)有漏油現(xiàn)象；應(yīng)熟悉油泵的操作順序。
?。?）鋼筋和錨夾具的檢驗(yàn)
預(yù)應(yīng)力筋穿入孔道前，應(yīng)檢查其品種、規(guī)格、長(zhǎng)度和有關(guān)的冷拉記錄及機(jī)械性能試驗(yàn)報(bào)告。所用錨夾具應(yīng)按其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行檢驗(yàn)（或核對(duì)有關(guān)的檢驗(yàn)記錄），并進(jìn)行外觀檢查，看有無(wú)裂縫、變形或損傷情況。檢查合格后要用煤油或汽油擦凈油污和臟物，與預(yù)應(yīng)力筋配套堆放、不能混雜。
二、預(yù)應(yīng)力筋張拉要求
預(yù)應(yīng)力束采用張拉力和伸長(zhǎng)量雙控，鋼束的伸長(zhǎng)量均為鋼束在張拉階段σcon由15％～100％。實(shí)測(cè)延伸量與計(jì)算延伸量允許-6％～+6％的誤差。在正式張拉鋼束前應(yīng)將張拉力調(diào)整到初應(yīng)力值，再開始張拉和測(cè)量伸長(zhǎng)值。實(shí)際的伸長(zhǎng)值除量測(cè)的伸長(zhǎng)值外，還加上初應(yīng)力是推算的伸長(zhǎng)值，目的是避免虛位移對(duì)量測(cè)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。
1、事先檢查限位板的孔位是否與錨具孔位配套，不配套的產(chǎn)品不能使用。
2、將鋼絞線依次穿進(jìn)錨具，并且將夾片塞進(jìn)錨孔，并用套管將夾片稍微打緊。
3、裝上張拉千斤頂，穿上工作錨，調(diào)整千斤頂位置，使千斤頂與鋼絞線在同一直線上，無(wú)偏心無(wú)彎折。
4、縱向預(yù)應(yīng)力筋同時(shí)對(duì)稱作業(yè)，統(tǒng)一指揮特別重要，應(yīng)用對(duì)話機(jī)統(tǒng)一指揮。
5、將初始油壓定在控制力的15％，得到相應(yīng)的油壓表讀數(shù)后，在工作錨后約10cm地方的鋼絞線上作出標(biāo)記，記錄初始數(shù)據(jù)（大缸體端至鋼絞線標(biāo)記處的距離）；然后統(tǒng)一指揮加壓，每次按20％控制力加壓，這樣能使千斤頂同時(shí)作業(yè)，待到100％控制力后持荷5分鐘，記錄伸長(zhǎng)量，期間如果油壓表降壓過(guò)多，可適當(dāng)補(bǔ)足后回油。
6、油時(shí)速度要控制好，回油門要緩慢打開，以免對(duì)千斤頂造成沖擊?；亓愫笤儆涗浬扉L(zhǎng)量，檢查夾片回縮情況。
7、拆降千斤頂后再認(rèn)真檢查錨具的情況，如無(wú)滑絲、斷絲等情況發(fā)生，做好記錄，如實(shí)測(cè)長(zhǎng)度與理論伸長(zhǎng)量的誤差在±6％范圍內(nèi)，即張拉合格。如超過(guò)±6％應(yīng)及時(shí)向技術(shù)主管匯報(bào)，經(jīng)研究處理后方可再?gòu)埨?br />
8、如千斤頂?shù)纳扉L(zhǎng)量不足以一次將鋼絞線拉到所需噸位時(shí)，需要分兩次張拉，此時(shí)應(yīng)保證第一次張拉量應(yīng)能保證第二次張拉將鋼絞線拉至所需噸位。
三、預(yù)應(yīng)力張拉施工過(guò)程
在混凝土澆注完畢24小時(shí)后進(jìn)行鋼絞線的穿束施工。在混凝土養(yǎng)護(hù)期間做好張拉前的準(zhǔn)備工作，以確保在張拉時(shí)順利進(jìn)行。穿束完等混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80％后才能進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的張拉。在進(jìn)行穿束施工以前用鋼管和型鋼作好施工時(shí)卷?yè)P(yáng)機(jī)下到施工操作平臺(tái)時(shí)的扒架，用于吊裝卷?yè)P(yáng)機(jī)和液壓千斤頂上下梁體。扒架圖如下所示：
鋼絞線穿束前按設(shè)計(jì)和施工預(yù)留的長(zhǎng)度要求進(jìn)行下料和各條鋼絞線編號(hào)，編好號(hào)以后用卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行牽引，卷?yè)P(yáng)機(jī)置于梁段前端并作好支撐加固，把事先預(yù)留于波紋管中的牽引鋼筋連接于卷?yè)P(yáng)機(jī)上，末端與鋼帽箍連接，將鋼絞線焊于鋼帽箍?jī)?nèi)，然后進(jìn)行牽引，完成以后去掉鋼帽箍，然后把鋼束按編號(hào)在箱梁兩端按編號(hào)在錨板上以同樣的位置穿入錨板孔內(nèi)，施工要求以設(shè)計(jì)和構(gòu)件生產(chǎn)廠家的要求為參考，施工規(guī)范為依據(jù)進(jìn)行。
當(dāng)鋼絞線和錨板穿孔完成以后進(jìn)行張拉前液壓千斤頂?shù)脑囘\(yùn)行，對(duì)各進(jìn)、出油管進(jìn)行檢查是否有漏油等不良的現(xiàn)象，待檢查完成后進(jìn)行鋼絞線夾具的安裝，安裝錨板時(shí)注意清潔墊板和錨板的承壓結(jié)合面，防止在張拉過(guò)程中由板間夾渣導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失和鋼絞線的伸長(zhǎng)值過(guò)大，夾具的安裝要經(jīng)過(guò)仔細(xì)的檢查，防止由于安裝不到位在張拉中引起夾具的斷裂，并在千斤頂后部的夾片與工作錨板的承壓面打上黃油，以便張拉完成后能順利卸下張拉千斤頂。預(yù)應(yīng)力的張拉由專人統(tǒng)一指揮，同時(shí)由專門的技術(shù)員進(jìn)行張拉拉力和伸長(zhǎng)量計(jì)錄，作好張拉的資料，以備檢查和檢測(cè)。
張拉完成以后檢查錨板和墊板的承壓以及夾具的斷裂情況，如果滿足施工規(guī)范的要求則切斷鋼絞線，進(jìn)行封頭，如不能滿足時(shí)要進(jìn)行重新張拉，直到滿足設(shè)計(jì)值為止。切斷鋼絞線時(shí)用電動(dòng)砂輪進(jìn)行切割，切割預(yù)留長(zhǎng)度滿足夾具錨固的要求長(zhǎng)度。
四、壓漿及封錨
預(yù)應(yīng)力張拉完畢后，通過(guò)一段時(shí)間觀察錨具是否穩(wěn)定，然后進(jìn)行壓漿工作。
1、壓漿方法
預(yù)應(yīng)力張拉完成以后進(jìn)行管道壓漿，管道壓漿時(shí)使用的砂漿配合比在事先已經(jīng)由實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的配合比試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)強(qiáng)度試壓并由工程監(jiān)理方認(rèn)可以后進(jìn)行施工運(yùn)用，壓漿機(jī)要經(jīng)過(guò)試運(yùn)行，檢查壓漿機(jī)壓力缸和壓漿管道的密封性能，一切妥當(dāng)以后運(yùn)送上梁體待用。在壓漿以前先對(duì)預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行清洗，用水閥門安裝在錨墊板上的預(yù)留螺孔上，并在另一端的閥門上連接上壓漿機(jī)的輸漿管，用自來(lái)水裝入壓漿機(jī)的料斗內(nèi)，然后壓入波紋管內(nèi)進(jìn)行管道沖洗，當(dāng)另一端的閥門有水從閥門孔內(nèi)流出以后，關(guān)閉閥門讓壓漿機(jī)繼續(xù)壓水進(jìn)行管道，待壓力達(dá)到一定值后打開閥門讓管道內(nèi)的雜物和殘?jiān)S高壓水流排出管道，達(dá)到清洗管道的目的，這樣重復(fù)進(jìn)行，直到排出的水無(wú)污物才停止。管道清洗完成以后進(jìn)行管道吹干，吹干時(shí)用空壓機(jī)連接壓力管連接到一端的閥門上，然后用與清洗管道一致的方法進(jìn)行吹干，重復(fù)吹干到出氣閥門的氣體中不再有大量的水蒸氣跑出為止。壓漿采用活塞式灰漿泵，壓漿前試開一次，運(yùn)轉(zhuǎn)正常并能達(dá)到所需的壓力時(shí)，才能正式開始?jí)簼{。壓漿時(shí)灰漿泵的最大壓力宜為0.5～0.7N/mm；孔道或輸漿管道較長(zhǎng)采用一次壓漿時(shí)，壓力應(yīng)稍加大，最大壓力宜為1N/mm。壓漿應(yīng)緩慢、均勻的進(jìn)行，比較集中和臨近的孔道，宜盡量先連續(xù)壓漿完成，以免串成臨孔后水泥漿凝固，堵塞管道。不能連續(xù)壓漿時(shí)，后壓漿的孔道應(yīng)在壓漿前用壓水沖洗通暢。在壓漿時(shí)應(yīng)將所有最高點(diǎn)的排氣孔依次一一打開和關(guān)閉，使孔道內(nèi)的排氣通暢，當(dāng)預(yù)留的排漿孔有砂漿流出以后繼續(xù)壓漿，待流出的砂漿與注漿時(shí)的稠度相同以后，關(guān)閉壓漿機(jī)持壓2分鐘，壓力應(yīng)補(bǔ)小于0.5N/mm，如持壓時(shí)間內(nèi)的壓力值變化較大時(shí)再壓漿直到壓力定值在持壓時(shí)段內(nèi)壓力保持大致恒定時(shí)停止壓漿，具體的情況視施工規(guī)范和施工現(xiàn)場(chǎng)而定，如壓力在持壓時(shí)段內(nèi)變化較大時(shí)可延長(zhǎng)持壓時(shí)間，保證壓漿質(zhì)量，拔出噴嘴后立即用木塞塞住。
制作水泥漿時(shí)按試驗(yàn)配合比先在攪拌機(jī)或攪拌桶里將水泥漿攪拌均勻，然后用小桶分次按施工的需要到入壓漿機(jī)的料斗里，倒入料斗以前在料斗上方放置過(guò)濾篩網(wǎng)，以防大直徑的異物進(jìn)入壓漿機(jī)堵住壓漿管。在壓注過(guò)程應(yīng)該連續(xù)攪拌，對(duì)于因延遲時(shí)間所致的流動(dòng)性降低的水泥漿，不得通過(guò)加水稀釋的方法來(lái)增加其流動(dòng)性后再使用。水泥砂漿的制作必須在施工機(jī)具到場(chǎng)準(zhǔn)備妥當(dāng)和管道清洗及吹干完成以后進(jìn)行，每次制作的砂漿必須要新鮮，如果量大以后根據(jù)施工的進(jìn)度分次進(jìn)行，不能一次制備后放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而影響注漿效果和注漿的進(jìn)度。水泥漿拌制到壓入孔道時(shí)間不要超過(guò)45min。壓漿后立即檢查壓漿的密實(shí)情況，如有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理。壓漿完成以后關(guān)閉閥門卸下壓漿機(jī)的壓漿管道進(jìn)行壓漿機(jī)的清洗，等到水泥漿終凝以后卸下閥門進(jìn)行清洗，留待以后施工備用。壓漿過(guò)程中及在壓漿后48小時(shí)，結(jié)構(gòu)的最低溫度不能低于5度，否則應(yīng)該采取保溫措施，氣溫超過(guò)35度時(shí)，應(yīng)該在夜間進(jìn)行壓漿工作。
2、封錨
預(yù)埋在構(gòu)件內(nèi)的錨具，壓漿后應(yīng)將其周圍沖洗干凈并鑿毛，然后按設(shè)計(jì)要求設(shè)置鋼筋網(wǎng)和澆注封錨的混凝土。封錨混凝土的強(qiáng)度要求等級(jí)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，一般不低于構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)的80％，也不宜低于30N/mm。長(zhǎng)期外露的錨具，應(yīng)采取防繡措施。
五、施工安全注意事項(xiàng)
1、張拉現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有明顯標(biāo)志，與該工作無(wú)關(guān)的人員嚴(yán)禁入內(nèi)。
2、張拉或退出楔塊時(shí)，千斤頂后面不得站人，以防預(yù)應(yīng)力筋拉斷或錨具楔塊彈出傷人。
3、油泵運(yùn)轉(zhuǎn)有不正常情況時(shí)，應(yīng)立即停車檢查。在有壓力情況不得隨意擰動(dòng)油泵或千斤頂各部位的螺絲。
4、作業(yè)應(yīng)由專人負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)指揮。操作時(shí)嚴(yán)禁摸踩及碰撞預(yù)應(yīng)力筋，在測(cè)量伸長(zhǎng)及擰螺母時(shí)，應(yīng)停止開動(dòng)千斤頂或卷?yè)P(yáng)機(jī)。
5、張拉時(shí)，螺絲端桿、套筒螺絲及螺母應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度，夾具應(yīng)有足夠的夾緊能力，防止錨具夾具不牢而滑出。
6、千斤頂支架必須與梁段墊板接觸良好，位置正直對(duì)稱，嚴(yán)禁多墊塊，以防支架不穩(wěn)或受力不均傾倒傷人。
7、在高油壓管的接頭應(yīng)加防護(hù)套，以防噴油傷人。
8、已張拉完而尚未壓漿的梁，嚴(yán)禁劇烈振動(dòng)，以防預(yù)應(yīng)力筋裂斷而釀成重大事故。
9、雨天作業(yè)要注意場(chǎng)地濕滑。
六、結(jié)束語(yǔ)
地鐵高架橋梁結(jié)構(gòu)中使用預(yù)應(yīng)力箱梁具有改善結(jié)構(gòu)的使用性能，提高結(jié)構(gòu)的耐久性、充分利用高強(qiáng)鋼材和良好的裂縫閉合性能、變形恢復(fù)性能、良好的經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)，預(yù)應(yīng)力張拉是重要工序之一，所以對(duì)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉的質(zhì)量管理、工序管理必須十分重視。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行施工，減少并可能避免事故的發(fā)生。
