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摘要：现在城市发展日新月异，城市交通建设日趋复杂，在复杂的环境下城市高架桥施工面临越来越多的挑战。预应力技术的应用提高了混凝土结构的刚度，节省了材料，减少了自重，在今后城市桥梁的施工中具有极大的优势。本文根据实际工程中预应力技术的应用情况，对预应力施工中各个工序的要点进行分析，希望能为类似项目提供可参考的案例。
关键词：高架桥；混凝土箱梁；预应力张拉
1工程概况
项目处于繁华商业地段，人流量大，车辆过往密集。主线高架桥梁总长1.238km，主线桥共11联，匝道2处。高架桥主线为双向六车道，地面双向八车道，中间两车道为BRT专用道，BRT站台结合高架桥桥墩布置。主线高架桥上部结构采用现浇预应力混凝土连续箱梁，采用后张法预应力张拉技术。箱梁按部分预应力混凝土A类构件设计。主线连续箱梁断面为大挑臂弧形斜腹板箱梁断面形式。箱梁两侧悬挑长5.4m，悬挑与外侧腹板弧线半径7.5m，外侧腹板与箱梁底板倒圆弧半径为3.75m。
2施工工艺流程
预应力施工共分为五大工序：制孔→穿束→张拉→压浆→封锚。根据设计要求，混凝土强度达到设计强度的90%时即可张拉，张拉后及时封锚。
2.1制孔
本工程预应力管道采用塑料波纹管，波纹管按设计位置和标高准确定位，并焊接井字型定位钢筋。预应力管道定位采用直径14mm钢筋，按照50cm的间距设置（图示A～B直线段位置），预应力管道在曲线部位采用直径16mm钢筋加密处理，间距10cm，与腹板钢筋焊接成整体（图示A点、B点位置）。安装端头模板时，根据预应力束起（终）点弯角安装锚垫板，锚垫板固定在端头模板上，波纹管排气孔均设置在每束上弯段的最高点。
图1 钢绞线及波纹管位置示意图
孔道成型的要求是：孔道尺寸符合要求，位置正确，孔道平顺，确保接头部位不漏浆，端头预埋板垂直孔道中心等。
波纹管连接采用大一号波纹管做接头管，接头管长度为被连接管道内径的5～7倍且不小于20cm。接头处采用热熔焊接，紧密牢固，避免浇注混凝土时水泥浆渗入管内造成堵塞。
2.2穿束
钢绞线在加工现场集中下料，用砂轮切割机切割，严禁使用电焊或氧焊切割等方式切割。下料长度为设计长度加工作长度（每端的工作长度为80cm）。每束钢绞线下料后绑扎编号。混凝土浇筑前，采用穿束机将钢绞线穿入管道，穿束后需检查波纹管有无破损，若有破损，则截取一段波纹管外包在破损部分并外缠胶带，包扎牢固，以防浇筑砼时漏浆。
2.3张拉
2.3.1设备选用
千斤顶：选用YCW200t～400t型穿心式液压千斤顶。
油压表的选用：精度不低于1.0级、最大读数为60MPa、表盘读数分格不大于1MPa、表盘直径大于150mm防震型油压表。
张拉千斤顶、油泵、油压表配套标定（采用测力环或传感器），并做好标识，配套使用。千斤顶的校正系数在1.0～1.05之间。油压表校正后用铅封封口。标定后的千斤顶和油压表正常有效期为6个月或张拉次数为300次。
2.3.2张拉施工
根据设计要求，箱梁混凝土强度达到设计强度的90%且养护龄期不少于7天时方可张拉。
张拉前，查检锚具安装定位的准确性，锚垫板承压面、工作锚、工具锚与孔道中心线是否垂直，锚具中心线与孔道中心线是否重合。
张拉顺序为：通长腹板束→边（中）跨腹板束→顶底板束。
腹板束张拉时，应先张拉中腹板束后张拉边腹板束；顶板束张拉时，应先张拉靠近中腹板处钢束后张拉靠近边腹板处钢束，由箱梁中心腹板向两侧腹板张拉（左右对称进行张拉）；顶板束与底板束张拉应上下交替对应进行。钢束张拉要对称、均匀进行，不得集中张拉。主梁纵向预应力钢束与横梁预应力钢束及桥面板横向预应力钢束应交替进行张拉。
张拉时应预先调整其初应力，使相互之间的应力一致，张拉程序：0→初应力10％σcon→20％σcon→50％σcon→100σcon (持荷5分钟后锚固)。
张拉时以控制张拉力为主，伸长量为辅。实际伸长量与理论伸长量的差值控制在±6%以内。由于受千斤顶行程限制（最大行程为200mm），在张拉至50%σcon控制应力时，停止张拉回顶，记录好伸长量，重新张拉。同时要详细记录张拉过程中发生的各种数据。若发现伸长量异常，需查明原因并采取措施后方可再次张拉。同类型束左右对称张拉
张拉作业人员，要站在千斤顶和梁体侧面操作，严格遵守操作规程。张拉过程中，作业人员不得擅自离开岗位，严禁从千斤顶前方过人，并采取保护措施，设置警示牌。
2.3.3管道压浆
压浆前准备工作：→水泥浆的配制→管道压浆→压浆质量检查→凿毛、清理浮浆→锚具防水处理→配制无收缩混凝土→封锚→养护
管道压浆前要对工作端钢绞线进行切割，端头距锚环外露距离为3～3.5cm，采用砂轮机切割。严禁采用电焊方式等切割。
压浆料掺用高效减水剂，掺量由试验室确定。不使用含氯化物或其他对预应力钢绞线有腐蚀作用的外加剂。浆体水胶比不超过0.34，水泥浆3h泌水率小于2%,泌出的水在24h以内全部被浆体吸收。水泥浆流动度控制在30s，30分钟后流动度不大于40s。水泥浆拌制均匀后，经孔格1.2×1.2mm的滤网过滤压入管道，压入管道的浆体不含未搅拌的水泥团块。
预应力钢绞线终拉完毕后在48h内进行管道压浆。压浆前管道内清除杂物。压浆时及压浆后3d内，梁体和环境温度不低于5℃。
先试抽真空，当管道内的真空度保持稳定时，停泵约1分钟时间，若压力能保持不变即认为孔道已达到并可维持真空状态。
关闭灌浆阀，启动真空泵，当真空度达到并维持在-0.09～-0.10 Mpa值时，启动灌浆泵，打开灌浆阀，开始灌浆。当浆体经过空气滤清器时，关闭真空泵及抽气阀，打开排气阀。观察排气管的出浆情况，当浆体稠度和灌入端稠度一样时，关闭排气阀，仍继续灌浆2～3分钟，使管道内有一定的压力，最后关闭灌浆阀。浆体注满管道后，在压力为0.5～0.6Mpa压力下持压2分钟，压浆最大压力不超过0.6Mpa。
压浆时自下向上进行。从水泥浆拌制到压入管道的时间间隔不超过40分钟。进行管道压浆时应在正温下施工，并保持无积水和结冰现象。冬季压浆需采取保温措施，并水泥浆中掺入防冻剂。
同一管道压浆工作需一次完成，因故中途停止时间较长，应用清水将管道内的水泥浆冲洗干净，重新压浆。
2.3.4封锚
封锚混凝土应采用无收缩混凝土。封锚前，对锚圈与锚垫板间的交接缝用聚氨酯防水涂料进行防水处理。锚穴内四周凿毛，按设计绑扎封端钢筋网并固定封端模板，封锚混凝土养护结束后，采用聚氨酯防水涂料对封锚新旧混凝土之间的接缝处进行防水处理。
2.3.5预应力伸长量计算
2.3.6实际伸长量的量测及计算方法
预应力筋张拉前，应先调整到初应力σ0（一般可取控制应力的10%～15%），伸长量应从初应力时开始量测。实际伸长值除张拉时量测的伸长值外，还应加上初应力时的推算伸长量，对于后张法混凝土结构在张拉过程中产生的弹性压缩量一般可省略。实际伸长值的量测采用量测千斤顶油缸行程数值的方法。在初始应力下，量测油缸外露长度，在相应分级的荷载下量测相应油缸外露长度。实际伸长值△L的计算公式如下：
L＝B+C-2A
A：—0～10%σk 应力下的千斤顶的实际引伸量；
B：—10%σk～20%σk 应力下的千斤顶的实际引伸量；
C：—20%σk～100%σk 应力下的千斤顶的实际引伸；
3结语
本文结合实际施工中积累的经验以及统计数据，分析了预应力后张拉技术施工控制的重难点，为今后类似的工程提供了可供借鉴的经验。城市的发展过程中，高架桥的施工规模越来越大，周边环境越来越复杂，施工难度也变的越来越高，而预应力技术的应用在一定程度上解决了此类工程施工中的难题，有效的解决城市交通和正常施工之间的矛盾。
参考文献
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[3]蔡可键.尹犟.后张法预应力钢绞线伸长值精确计算及工程应用[J].筑路机械与施工机械化.2007（01）
论文作者:孙聪聪1,魏贞刚2,吕东泊3,白文化4,沈育龙5
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年2月上
论文发表时间:2017/6/7
标签：预应力论文; 腹板论文; 管道论文; 千斤顶论文; 应力论文; 水泥浆论文; 混凝土论文; 《建筑学研究前沿》2017年2月上论文;