后張法預(yù)應(yīng)力預(yù)制箱梁的施工及計(jì)算

　　關(guān)鍵詞：后張法，預(yù)應(yīng)力，預(yù)制箱梁

　　1、概述

　　丹東~拉薩國道主干線馬場垣（甘肅境內(nèi)）至平安（青海境內(nèi)）高速公路第十三標(biāo)段上設(shè)計(jì)有的大峽縱向橋和湟水河特大橋兩座特大橋，其中大峽縱向橋1500米，湟水河特大橋500米。主梁均設(shè)計(jì)為30米后張預(yù)應(yīng)力預(yù)制箱梁，混凝土標(biāo)號為C40，采用國產(chǎn)φj15.2鋼絞線。連續(xù)梁均采用先單跨簡支后連續(xù)的施工方案。全標(biāo)段共500多片箱梁。

　　2、后張法預(yù)應(yīng)力預(yù)制箱梁的施工及計(jì)算

　　2.1箱梁預(yù)制、起吊方案及預(yù)制場建設(shè)

　　箱梁采用現(xiàn)場預(yù)制、張拉，采用軌道和龍門吊配合將梁運(yùn)輸至橋上，然后用架橋機(jī)進(jìn)行箱梁的安裝。

　　預(yù)制場的選址定在橋頭左側(cè)的空地上，通過軌道運(yùn)輸至起吊區(qū)，再安裝兩臺50T跨過橋梁的龍門吊將梁轉(zhuǎn)移到橋面架設(shè)。

　　預(yù)制場規(guī)模的大小必須滿足施工高峰期時(shí)能夠提供足夠的箱梁，同時(shí)應(yīng)該有足夠的位置安裝龍門吊等起吊設(shè)備。

　　根據(jù)施工進(jìn)度，本工程預(yù)制場要求設(shè)置24個(gè)箱梁底座并設(shè)置存梁區(qū)，預(yù)制場面積約6000平方米。現(xiàn)場配置兩臺50T、跨度30m的龍門吊，用于箱梁的預(yù)制過程中的鋼筋、模板運(yùn)輸，將梁轉(zhuǎn)移至存梁區(qū)等。

　　預(yù)制場在澆筑箱梁底座前，根據(jù)地勢設(shè)置好整個(gè)預(yù)制場的排水，制梁位置采用15cm6%水泥石屑基層，加鋪C20混凝土面層15cm；存梁位置采用20cm6%水泥石屑。為保證箱梁底座的整體性及具有足夠的強(qiáng)度，底座采用槽形，并用C25混凝土澆筑，然后在底座上安裝鋼板底模。底模板應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的預(yù)下?lián)隙劝炊�次拋物線設(shè)置，經(jīng)測量復(fù)核合格才可投入使用。

　　2.2箱梁預(yù)制工藝流程

　　本工程箱梁采用后張法進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，其施工工藝流程見圖一。

　　2.2鋼絞線下料計(jì)算

　　鋼絞線的下料長度為“箱梁預(yù)留孔道長度+兩個(gè)張拉端所需要的鋼絞線工作長度”。該箱梁主梁設(shè)置8束鋼束，如圖二所示。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，箱梁預(yù)留孔道長度為N1~2：2962.6cm、N3~4：2956.9cm、N5~6：2965.1cm、N7~8：2957.1cm，使用的千斤頂為YCW穿心式，兩個(gè)張拉端所需要的鋼絞線長度為180cm，因此，鋼絞線的下料長度為：N1~2：3142.6cm、N3~4：3136.9cm、N5~6：3145.1cm、N7~8：3137.1cm。

　　2.3澆筑箱梁混凝土及內(nèi)模拆除

　　混凝土采用現(xiàn)場攪拌樓攪拌，現(xiàn)場使用混凝土輸送泵將混凝土從攪拌樓直接輸送到要澆筑的位置。澆筑混凝土方向?yàn)閺膬深^同時(shí)向中間推進(jìn)�；炷�土分兩層同時(shí)進(jìn)行澆筑，第一層澆至翼板下20cm處，第二層澆至梁頂面。上下層澆筑距離保持在2米左右，且前后不超過90min。澆第一層時(shí)，在傾斜面上從低處開始逐層升高，每層30cm，分層振搗密實(shí)。振搗采用附著式振搗器及振動(dòng)棒進(jìn)行。振搗過程不得用振動(dòng)棒撬動(dòng)鋼筋或跑模，尤其注重對箱梁底部和兩端混凝土的振搗。在箱梁端部各預(yù)留一個(gè)能容人進(jìn)出的孔口，以便拆除內(nèi)模時(shí)使用。內(nèi)模拆除后，再裝模板將兩端的預(yù)留孔用混凝土封好。

　　2.4張拉時(shí)鋼束雙控指標(biāo)的計(jì)算

　　箱梁施加預(yù)應(yīng)力采用雙控，以應(yīng)力控制為標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)以伸長量進(jìn)行校核。張拉機(jī)具在使用前需經(jīng)過率定。千斤頂與壓力表配套校驗(yàn)，確立張拉力與壓力表之間的關(guān)系曲線。

　　理論伸長值計(jì)算。先計(jì)算平均應(yīng)力。由公式求得平均應(yīng)力。

　　求得理論伸長值。

　　應(yīng)力控制由千斤頂所配套的油壓表讀數(shù)反映，所以，千斤頂在使用前應(yīng)到具備資質(zhì)的試驗(yàn)室進(jìn)行率定，根據(jù)率定的千斤頂回歸方程計(jì)算各階段控制應(yīng)力相應(yīng)的油壓表讀數(shù)。回歸方程的形式為Y=kX+b。式中，Y為張拉力，單位KN；X為對應(yīng)的壓強(qiáng)值，單位MPa；k、b為率定時(shí)所得的系數(shù)。根據(jù)所得的回歸方程，可以列表計(jì)算校核雙控指標(biāo)是否在誤差允許范圍內(nèi)。

　　2.5張拉順序、孔道壓漿與封錨

　　張拉程序?yàn)?0初應(yīng)力（畫記號）102%k（持荷2分鐘）k（量伸長、錨固）分批張拉的順序?yàn)椋?、76、54、32、1（鋼束編號如圖二所示）。

　　預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后，應(yīng)盡快對孔道進(jìn)行灌漿，以防銹蝕。灌漿材料用42.5Mpa普通硅酸鹽水泥調(diào)制的水泥漿，水灰比為0.4~0.45，水泥漿的泌水率最大不得超過3%，拌和后3h泌水率宜控制在2%，泌水應(yīng)在24h內(nèi)重新全部被漿吸回。本工程中，水泥凈漿標(biāo)號為C40，與箱梁混凝土同標(biāo)號，摻加1%的UNF-2A高效減水劑、12%的VEA膨脹劑，在施工過程中取得較好的效果。

　　灌漿前預(yù)留孔道用壓力水沖洗干凈并濕潤。灌漿次序先下層后上層孔道，即2、14、36、58、7，灌漿應(yīng)緩慢均勻進(jìn)行，不得中斷，并應(yīng)排氣通順，直至排氣孔排出空氣-水-稀漿-濃漿時(shí)為止，壓漿時(shí)壓強(qiáng)控制在0.6MPa左右。預(yù)應(yīng)力鋼絞線超長部分用切割機(jī)切斷，切割時(shí)用水澆淋以保護(hù)錨具，并用混凝土封錨保護(hù)。本工程中，箱梁的封錨，有伸縮縫的一端先在預(yù)制場封好再吊裝，其余的端頭封錨和梁與梁之間的后澆濕接頭一起進(jìn)行施工。

　　2.6移梁及箱梁安裝

　　本工程中，從存梁區(qū)移梁至起吊區(qū)及從橋面移梁至安裝位置均采用軌道配合運(yùn)梁小車進(jìn)行運(yùn)輸箱梁的水平運(yùn)輸。

　　箱梁安裝采用架橋機(jī)進(jìn)行安裝。架橋機(jī)安裝好后通過試吊，檢查確認(rèn)各部件正常后，才能使用。當(dāng)試運(yùn)行順利完成后才可將架橋機(jī)進(jìn)行正常架梁工作。

　　對于邊梁的吊裝，導(dǎo)梁架橋設(shè)備難以一次性將梁板安裝就位，需要先將邊梁吊至待吊裝跨后，整機(jī)橫移至靠邊梁位置，然后付架上的行車同時(shí)緩慢橫移至邊梁位置，落梁就位。

　　3、本工程的一些技術(shù)措施

　　1、本工程預(yù)制箱梁的腹板較薄，只有14cm，而波紋管直徑為9cm，斷面小而窄，因此對混凝土要求較高的坍落度，采用高效減水劑以提高混凝土的和易性。同時(shí)，澆筑混凝土?xí)r除附著式振動(dòng)器的間隔合理外（本工程附著式振動(dòng)器的間距為3米），人工使用振動(dòng)棒時(shí)要非常注意均勻振動(dòng)，否則可能會(huì)造成局部的混凝土離析或者蜂窩出現(xiàn)。

　　2、孔道壓漿的水泥凈漿標(biāo)號根據(jù)規(guī)范應(yīng)不小于箱梁混凝土標(biāo)號的80%，本工程中，為避免施工過程中的不穩(wěn)定因素降低水泥凈漿的標(biāo)號，將其標(biāo)號提高至C40，與箱梁混凝土同標(biāo)號。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，膨脹劑用鋁粉，膨脹率很難控制，故本工程采用膨脹率較為穩(wěn)定的VEA膨脹劑。

　　3、在冬期施工中，主要采取了混凝土攪拌時(shí)對水進(jìn)行加熱，用熱水解凍砂石，添加防凍劑降低混凝土的冰點(diǎn)，養(yǎng)護(hù)期間采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，保持結(jié)構(gòu)構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)溫度在150C以上的措施。防凍劑一般可以將混凝土的冰點(diǎn)降低到-150C，但選擇防凍劑時(shí)應(yīng)注意選擇含Cl-少的或不含Cl-的防凍劑，避免防凍劑中的某種成分對構(gòu)件的鋼筋起腐蝕作用。保持結(jié)構(gòu)構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)溫度，可以在構(gòu)件表面覆蓋草簾、麻袋等，用爐子生火保持溫度。在這個(gè)工程中，我們現(xiàn)場搭設(shè)鍋爐，采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間不拆模，直到同等條件養(yǎng)護(hù)的試件強(qiáng)度達(dá)到90%以上才改為自然氣溫下的養(yǎng)護(hù)，取得了較為明顯的效果。

　　4、結(jié)論

　　1、預(yù)制場的選址及吊裝方案的確定，在大型橋梁的施工中，必須根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境的實(shí)際情況及施工工期的要求，結(jié)合同類橋梁施工中的經(jīng)驗(yàn)，選擇適合本工程施工所需的預(yù)制場和吊裝方案。

　　2、對于薄壁箱梁的混凝土澆筑，采用高效減水劑提高混凝土的和易性，同時(shí)采用附著式振動(dòng)器對側(cè)壁進(jìn)行振搗，配合人工振動(dòng)棒振搗，有效的保證了薄壁混凝土的施工質(zhì)量。

　　3、冬期施工，為保證施工質(zhì)量所采取的施工措施使得施工成本大大增加。因此，在可能的情況下，應(yīng)該將箱梁的預(yù)制避開冬期施工，在正常施工月份加快施工進(jìn)度，同時(shí)避免存梁期過長，這樣就需要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況對預(yù)制進(jìn)度進(jìn)行合理的調(diào)整。本工程中，保證養(yǎng)護(hù)溫度及養(yǎng)護(hù)時(shí)間是冬期施工成功的關(guān)鍵。

　　4、對于橋位兩側(cè)不具備汽車吊起吊安裝箱梁條件的施工現(xiàn)場來說，采用架橋機(jī)進(jìn)行橋梁架設(shè)是很好的解決方案。

　　參考文獻(xiàn)：

　　1、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）人民交通出版社2000