周朝德

(中国水利水电第七工程局有限公司第一分局，四川彭山620860)

1 概述

苏丹罗塞雷斯大坝加高工程坝顶69孔交通桥桥面梁全部为先张法预应力预制梁，总计603根。该梁按尺寸的不同分为31类，高度为45 cm，宽度为67 cm，长为11.25～15.25 m，单根梁重量在9.2～11.5 t之间。单根梁锚索(φ12.7钢绞线)束数为16束、18束、20束、22束四种，单根锚束在张紧千斤顶放松时在板中部的力为138 kN，单根梁最大预应力为303.6 t。

所采用的先张法预应力梁采取在预制场制作台座(钢筋混凝土梁)、台面、钢横梁等结构并进行预应力梁的钢绞线锚索的张拉、混凝土浇筑、放张等施工，最终形成合格的预应力预制梁。

2 施工总体规划及布置

根据施工总进度要求，结合对混凝土强度和预制施工循环时间的分析，预应力梁预制施工强度最高约为48根/月。按单根预制件进行张拉、浇筑、放张等工艺进行施工。为满足施工进度和强度要求，考虑制作长度为15.4 m和16.9 m两种规格和类型，共计需24条张拉台座。此外，在预制场内布置了一台龙门吊负责倒运梁及混凝土浇筑。施工总体规划及布置见图1。

3 张拉台座的设计及施工

由于该预应力梁类型和钢绞线锚索数量较多，张拉力较大(最大约为3 036 kN)，经对重力式台座、槽式台座、框架式台座进行比较并借鉴其它工程经验，在综合考虑后该项目采取框架式台座进行先张法预应力梁。

该台座由钢筋混凝土纵梁和横梁以及端头钢横梁等组成，主要由纵梁承力和传递张拉力，对纵梁端头进行加宽以减少钢横梁的跨距。

图1 先张法预应力梁施工总体规划布置图

3.1 结构设计

(1)钢筋混凝土梁系结构设计。

台座钢筋混凝土梁系结构主要由纵梁和横梁组成，其中纵梁是主要的承力构件，横梁为连接稳定构件。经受力计算得知，纵梁断面尺寸为:宽(b)×高(h)=0.6 m×1 m，端头加宽宽度为1.4 m，其底部为加厚齿槽，长(L)=15.4 m和16.9 m;横梁断面尺寸为:宽(b)×高(h)=0.4 m×0.25 m，横梁间距为5 m，共布置3排。

纵梁主筋配置10根φ20的钢筋，顶部和底部共8根，中部2根，箍筋为φ12@200;端头底部加厚齿槽中预埋6根φ20插筋，间排距为50 cm。横梁主筋共配置6根φ20的钢筋，箍筋为φ8@200。钢筋保护层厚度为4 cm。

纵横梁混凝土标号均为C25，齿槽加厚部分为C20。纵梁基础底部高程为原始地面以下15 cm，纵梁底部铺6 cm厚C20混凝土垫层。纵横梁台座结构见图2。

图2 钢筋混凝土纵横梁台座结构图

(2)台面结构设计。

两根纵梁间的台面考虑为厚10 cm的地坪，混凝土标号为C20。在进行台面施工前，需采用夯实机或人工对基础进行夯实，避免基础发生沉降，台面混凝土表面应找平，并进行抹面压光。

(3)横钢梁承力结构设计。

纵梁端头的钢绞线锚索张拉结构采用型钢组合截面，截面主要考虑满足抗弯、抗剪、挠度要求。经计算后选取H360～400组合型钢。H型钢采用钢板组合焊接而成，并对两侧翼缘进行焊接加固。钢横梁结构详见图3。

图3 台座钢横梁结构图

3.2 台座施工

纵横梁土石方采用小反铲辅以人工开挖;钢筋在加工场加工成型后用汽车运输到施工现场由人工按要求绑扎安装;梁系混凝土先施工纵梁两端头加厚齿槽部分，再从整个台座的短边向长边进行浇筑;混凝土入仓采用长臂反铲或汽车吊配吊罐直接入仓，人工使用插入式振捣器进行振捣密实，混凝土收面按高程控制抹面。

钢横梁采用在现场进行找平安装并焊接加固。

4 钢绞线锚索施工

先张法预应力梁钢绞线锚索施工程序及工艺为:下料→安装定位→钢绞线张拉→放张。具体实施要点为:

(1)下料。

钢绞线下料长度按台座长度、千斤顶长度、预留长度、砂箱长度、锚垫板长度、锚具长度等数据确定，所有锚固段的钢绞线应进行清洁，除去油脂、油或其它材料。

(2)安装定位。

待预应力梁钢筋安装就位后，按设计要求装入准备好的预应力钢绞线，从台座一端开始安装，穿束前各孔眼应统一编号，对号入座，防止穿错孔眼。对需要脱粘的钢绞线，待钢绞线张拉完毕方可定位放置预应力失效隔离套管，并用软塑胶布将套管口封死，以防止水泥浆进入套管内。

(3)钢绞线的张拉。

①张拉准备工作。

张拉前，必须把张拉机具、测力装置及所需附属机具准备齐全。先将定位板固定在横梁上，再检查钢绞线数量、位置、张拉设备和锚具，最后进行张拉。

②张拉程序。

采用单根单端张拉，张拉时按从梁中间向梁两边的顺序张拉，以保证台座不承受过大的偏心力矩，确保张拉安全。

钢绞线的张拉程序为:

0→初应力→σcon(持荷2 min锚固)。

③操作程序。

a.初始张拉:施加10%的张拉力，将钢绞线拉直，锚固端和连接器处拉紧，在钢绞线上选定适当的位置刻画标记，作为测量延伸量的基点。初始张拉结束后，应仔细检查每根预应力钢绞线的位置，看其是否与设计位置相符，否则应重新调整。

b.正式张拉:初始张拉结束后，应对千斤顶锚固端、前后钢横梁作一次详细地检查。若外观一切正常，则开始准备正式张拉。张拉时，千斤顶顶推前横梁，千斤顶通过丝杠带动后横梁，使钢绞线被张拉。

c.持荷:钢绞线张拉完成后，持荷2 min，以减少锚固后的应力损失。

d.锚固:当钢绞线的拉力至控制应力138 kN时，测量、记录钢绞线的延伸量，并核对实测值与理论计算值(计算见下式)，其误差应在±5%范围内，如不符合规定，则应找出原因并及时处理。张拉满足要求后，锁定钢绞线，千斤顶回油至零。

先假定钢绞线长15 000 mm，将其代入公式:

(4)放张。

当混凝土达到设计强度的70%时，即最小抗压强度达到35 MPa后，在台座上放松受拉钢铰线，对预制梁施加预应力。钢铰线放松的速度不宜太快，采用砂箱放松法。放松钢铰线时，打开砂箱口，让砂慢慢流出，活塞缩回，逐渐放松钢铰线。

钢铰线切割顺序从台座两端开始，采用高速金钢砂切片机切割。

5 预制件模板的施工

底模采用P6015和P1015钢模板直接进行拼装而成，侧模采用P6015钢模板拼装而成。侧模底部采用调节螺栓进行调节和支撑，上口采用架管配扣件进行锁口。模板接缝要求平顺，平整度应满足设计要求。

考虑到该预制件的重要性，侧模拆模时间考虑为2 d。端模拆除应待钢铰线放张后进行。单梁模板布置情况见图4。

图4 预应力梁模板图

6 龙门吊规划布置

单根预应力梁的最大重量为11.5 t，最大长度为15 m。考虑到预制梁的吊运及浇筑，沿混凝土台座长度方向布置一台30 t龙门吊，轨道长度约为80 m，跨度为20 m。

由于龙门吊基础为土质软基，轨道梁断面设计为梯形，上口宽度为80 cm，下口宽度为100 cm，底部厚15 cm，放大垫层基础宽度150 cm。在轨道梁上下面配置直径为20 mm的主筋，环形箍筋直径为8 mm，腰筋直径为12 mm。龙门吊轨道结构及配筋见图5。

图5 龙门吊轨道结构及配筋图

7 结语

现场实施先张法预应力梁施工的最高月强度达到约50根/月，满足施工强度要求。框架纵横梁钢筋混凝土结构台座经张拉受力，完全满足要求。台座端头型钢横梁表面定位板面积不能小于组合横梁面积，需使组合横梁整体均匀受力;H型钢上下翼缘需采用钢板进行间隔封闭焊接，以防止翼板受力变形。钢绞线的张拉施工工艺满足设计及规范要求。预应力梁成型后的平整度满足要求。

工程实施证明，苏丹罗塞雷斯大坝加高工程混凝土坝坝顶300 t级先张法预应力梁的实施规划满足要求，施工可行，也为今后类似工程提供了一定参考。