江永安

一、工程概况

河南省河口村水库金滩大桥，全桥由12孔30m先简支后连续预应力箱梁组成，桥面连续，桥面标高181.295m。桥长367.00m，桥面宽度为净8+2×0.5m，桥面总宽9m。桥梁纵坡采用平坡，桥面横坡为2%。由南向北桥孔布置为6×30m+6×30m。下部结构采用Ф1.6m双柱式墩Ф1.8m钻孔灌注桩基础。桥面由12片中梁（梁顶宽 2.4m，底宽 1.0m，高 1.726m）和24片边梁（梁顶宽2.8m，底宽1.0m，高1.726m）组成。

二、预应力设计

1.预应力筋设计布置。在每片箱梁腹板和底板从上到下左右对称布置N1、N2、N3、N4 共 8 束正弯矩钢束，正弯矩钢束规格有15-4、15-5及15-6三种；在箱梁顶板桥梁墩顶连续段处（全桥共30处）布置4束T1负弯矩钢束和3束T2负弯矩钢束，负弯矩钢束规格分别为15-5和15-4两种。

2.钢绞线采用美国标准ASTMA416-98a标准生产的270级低松弛钢绞线（Φ15.2），标准强度1860MPa。

3.预制梁内正弯矩钢束采用两端对称张拉，张拉顺序为 N1、N2、N3、N4；墩顶连续段处的负弯矩钢束也采用两端张拉，张拉顺序为T2、T1钢束对称单根张拉。锚下张拉控制应力均为1350MPa。

4.张拉管道采用预埋金属波纹管，孔道压浆采用C50水泥浆。

5.正弯矩张拉采用OVM15型锚具，负弯矩张拉采用BM15型锚具。

三、钢绞线及张拉设备

1.预应力钢绞线进场验收时应对质量证明书、包装、标志和规格等进行检查，同时从每批钢绞线中任取三盘，从每盘的钢绞线端部正常部位截取一根试样送具备资质条件的试验室进行表面质量、直径偏差和力学性能试验。经检验合格后方可使用。合格的检验报告中的数据就作为理论伸长值计算的依据。

2.钢绞线的切断采用砂轮割片，保证切口平整，线头不散。根据使用部位、依据设计图纸对钢绞线进行编束，每隔1.5～2m用绑线绑扎一道，对钢束两端统一编号放好。

3.2000kN液压千斤顶和OVM15型锚具用于正弯矩张拉，BM15型锚具与带锥形头的270kN千斤顶用于负弯矩张拉。施工前将千斤顶和压力表经具备相应资格条件的检校部门进行配套力值校验，检校合格后由检校部门出具检验报告。检验报告应有反映千斤顶张拉力F与压力表读数P对应关系的回归方程（P=aF+b）。据此计算相应张拉力所对应的压力表读数以供张拉时使用。

四、预留管道

1.金属波纹管进场时应按出厂合格证和质量保证书核对其类别、型号、规格及数量，同时对其外观、尺寸、集中荷载下的径向刚度、荷载作用后的抗渗漏及抗弯曲渗漏等进行检验。要求外观清洁，内外表面无油污，无引起锈蚀的附着物，无空洞和不规则的折皱，咬口无开裂、无脱扣；经规定的集中荷载作用后，或在弯曲情况下，不得渗出水泥浆，但允许渗水。

2.预应力管道的位置必须严格按设计坐标定位并用定位钢筋固定，每片定位钢筋网由四根15cm长的钢筋焊接而成，定位钢筋网须与梁内钢筋焊接固定，沿预应力管道长度方向每距80cm布置一片，在曲线段加密至每50cm布置一片以确保管道圆顺。严防错位和管道下垂，如果管道与钢筋发生碰撞，应保证管道位置不变而只是适当挪动钢筋位置。浇筑前应检查波纹管是否密封，防止浇筑混凝土时阻塞管道。

3.箱梁顶板负弯矩钢束的金属波纹扁管，应在预制箱梁时预埋，并采取有效措施防止浇筑主梁时扁波纹管发生变形而影响后期的顶板束张拉，顶板负弯矩钢束的定位钢筋每间隔800cm设置一组。在箱梁安装好后，浇筑连续接头段前将对应的扁管密封相连。

4.锚垫板安装同波纹管垂直且位置准确。波纹管接头采用大一号的同型波纹管，管长200cm，接头和破损处用胶带缠封牢靠防止漏浆。

5.波纹管安装后应逐根检查是否有损伤和穿孔现象，如有则用胶带裹紧密封。波纹管下部禁止有竖向正对波纹管的钢筋头，以免刺穿波纹管。

五、穿束

箱梁混凝土经同等条件养护的同标号抽查试块试压检测，混凝土强度达到设计强度的90%时就可进行钢绞线穿束，穿束前清理好波纹管中的杂物和污物。用塑料布包住线头便于穿束。穿束时两侧工人用力要均匀一致，保证钢绞线顺直。

六、预应力张拉

1.张拉设备安装。钢绞线穿好后，安装锚环，位置应居中。安装夹片，轻轻打紧，端部应齐平。

2.张拉。正弯矩钢束张拉时按设计要求采用双向对称张拉。箱梁吊装、中隔梁、墩顶连续接头段浇筑完成后，混凝土达到设计强度90%，且混凝土龄期不少于7d,张拉顶板负弯矩预应力钢束。负弯矩钢束张拉时按设计要求采用单根、双向对称张拉，张拉控制应力FK均为1350MPa。

预应力筋采用双控两端张拉，以应力控制为主，伸长量为校核，实际伸长值与理论伸长值的差值，应控制在±6%以内，如超出须停止张拉，查找原因。

（1）预应力钢束张拉程序如下：

0→10%δk→20%δk→100%δk(持荷2min锚固)

正弯矩钢束张拉顺序：N1→N2→N3→N4，采用两端对称张拉。

负弯矩钢束张拉顺序：T2→T1，钢束对称单根张拉，从中梁开始，边梁结束。

（2）将千斤顶、限位板和工具锚环依次套在钢绞线上，预应力筋在千斤顶的穿心孔内应顺直，不能有交叉错位现象。

（3）张拉时张拉速度均匀进行，过程如下：先张拉到初应力10%δk，测千斤顶活塞伸长量L1，张拉到初应力20%δk，测千斤顶活塞伸长量L2，然后张拉到100%δk，测千斤顶活塞伸长量L3，持荷2min后回油锚固再测千斤顶活塞伸长量L4。张拉结束后计算L3-L4，如果计算值大于8mm则在张拉过程中有滑丝现象，应采取措施进行处理；如小于8mm则可计算实际伸长值。

（4）预应力张拉实际伸长值和理论伸长值计算：

预应力筋实际伸长值：

预应力筋的理论伸长值△L1计算如下：

计算公式：△L1=PpL/ApEp

式中：

Pp——预应力筋的平均张拉力（N）；

P——预应力筋张拉端的张拉力（N）；

L——预应力筋的长度（mm)；

Ap——预应力筋的截面面积（mm2）；

Ep——预应力筋的弹性模量（N／mm2）；

x——从张拉端至计算截面的孔道长度（m）；

θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）；

k——孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，本工程张拉孔道为预埋金属波纹管，k取值0.0015；

μ——预应力筋与孔道壁的摩擦系数，本工程为预埋金属波纹管与钢绞线摩擦系数取0.2～0.25之间。

注：当预应力筋为直线时Pp=P。

校核实际伸长值△Ls与理论伸长值△L1的差值（△Ls-△L1）和理论伸长值△Ll之比，若（△Ls-△Ll）/△Ll小于 6%，则说明张拉结果符合规范要求，否则需采取措施处理，合格后方可锚固。

3.张拉时安全质量保证措施。

（1）预应力钢绞线张拉时，现场要有明显的标志，严禁闲杂人员进入，张拉过程中，千斤顶后不得站人，防止锚具夹片弹出伤人。

（2）预应力钢绞线张拉过程中要严格按程序施工，均匀施加张拉力。油泵操作人员给油和回油要慢，不得突然回油和给油。

（3）张拉时由一人统一指挥，两端同步张拉，同步量测；张拉工作应缓慢、均匀；派专人量测伸长量，并做好原始记录。

（4）张拉用设备根据要求定期保养和检测。

七、箱梁孔道压浆和封锚

1.钢绞线张拉完毕后应尽快进行孔道压浆。

2.压浆前认真对排气孔、注浆孔、压浆机等全面检查并对压浆设备进行安装检查，运转正常并能达到所需压力，才能正式灌浆。压浆前还应对孔道进行清洁处理，并对孔道可能发生的油污用清水试压以对管道清洗和湿润。

3.压浆机采用活塞式压浆泵，压浆泵要同水泥搅拌机相连接并不断搅拌，防止水泥浆沉淀不均匀或凝固。压浆泵最大压力宜为0.5～0.7MPa，当采用一次压浆或孔道较长时最大压力宜为1.0MPa;压浆应连续作业，保证压浆缓慢、均匀进行。

4.水泥浆自拌制至压入孔道的延续时间一般在30～45min内。

5.压浆采用单端压浆，每一个孔道应达到另一端饱满出浆，并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道中充满灰浆，将出浆口塞住，应保持不小于0.5MPa的压力持续2～5min，压力表下降时，要按要求进行补浆增压。

6.水泥浆按照图纸要求采用C50水泥浆，水泥采用52.5普通硅酸盐水泥。水灰比宜为0.4～0.45，水泥浆的泌水率最大不超过3%，水泥浆稠度宜控制在14～18之间，天气温度高时取上限，反之取下限。

7.待水泥浆强度达到2.5MPa后方可对钢绞线工作长度进行切割，采用手提式砂轮机切割，禁止用氧焊烧断。对需要封锚的锚具，压浆后应将其周围冲洗干净，并对梁端混凝土凿毛，然后设置钢筋网浇筑封锚混凝土。

8.灌浆后，应填写灌浆记录，检查管道密实情况，如有不实，及时处理纠正。压浆中，每一工作班做不少于三组的7.07cm×7.07cm×7.07cm水泥浆试块，标准养护28d，检查其抗压强度，作为评定水泥浆质量的依据。

9.每孔道应一次灌成，中途不应停顿，否则需将已压灌部分水泥浆冲洗干净，再重新灌注。

八、结束语

预应力混凝土梁板结构广泛应用于公路、铁路桥梁和工业民用建筑中，尤其是后张法预应力箱梁桥梁所占桥梁的比重越来越大，掌握预应力张拉技术是施工的关键，直接影响桥梁工程的成败。参与施工的技术人员应熟悉掌握后张法预应力施工技术要领，以保证工程质量■