后張法預(yù)應(yīng)力預(yù)制箱梁的施工及計算
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)）高速公路第十三標段上設(shè)計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)計為30米后張預(yù)應(yīng)力預(yù)制箱梁，混凝土標號為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輸至橋上，然后用架橋機進行箱梁的安裝。
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能夠提供足夠的箱梁，同時應(yīng)該有足夠的位置安裝龍門吊等起吊設(shè)備。
根據(jù)施工進度，本工程預(yù)制場要求設(shè)置24個箱梁底座并設(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)計要求的預(yù)下?lián)隙劝炊螔佄锞�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鋼絞線下料計算
鋼絞線的下料長度為“箱梁預(yù)留孔道長度+兩個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。澆筑混凝土方向為從兩頭同時向中間推進。混凝土分兩層同時進行澆筑，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，在傾斜面上從低處開始逐層升高，每層30cm，分層振搗密實。振搗采用附著式振搗器及振動棒進行。振搗過程不得用振動棒撬動鋼筋或跑模，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)留一個能容人進出的孔口，以便拆除內(nèi)模時使用。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張拉時鋼束雙控指標的計算
箱梁施加預(yù)應(yīng)力采用雙控，以應(yīng)力控制為標準，同時以伸長量進行校核。張拉機具在使用前需經(jīng)過率定。千斤頂與壓力表配套校驗，確立張拉力與壓力表之間的關(guān)系曲線。
理論伸長值計算。先計算平均應(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)的試驗室進行率定，根據(jù)率定的千斤頂回歸方程計算各階段控制應(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)的壓強值，單位MPa；k、b為率定時所得的系數(shù)。根據(jù)所得的回歸方程，可以列表計算校核雙控指標是否在誤差允許范圍內(nèi)。
2.5張拉順序、孔道壓漿與封錨
張拉程序為:0初應(yīng)力（畫記號）102%k（持荷2分鐘）k（量伸長、錨固）分批張拉的順序為：8、76、54、32、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，水泥凈漿標號為C40，與箱梁混凝土同標號，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、14、36、58、7，灌漿應(yīng)緩慢均勻進行，不得中斷，并應(yīng)排氣通順，直至排氣孔排出空氣-水-稀漿-濃漿時為止，壓漿時壓強控制在0.6MPa左右。預(yù)應(yīng)力鋼絞線超長部分用切割機切斷，切割時用水澆淋以保護錨具，并用混凝土封錨保護。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梁小車進行運輸箱梁的水平運輸。
箱梁安裝采用架橋機進行安裝。架橋機安裝好后通過試吊，檢查確認各部件正常后，才能使用。當試運行順利完成后才可將架橋機進行正常架梁工作。
對于邊梁的吊裝，導梁架橋設(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，整機橫移至靠邊梁位置，然后付架上的行車同時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，澆筑混凝土時除附著式振動器的間隔合理外（本工程附著式振動器的間距為3米），人工使用振動棒時要非常注意均勻振動，否則可能會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號根據(jù)規(guī)范應(yīng)不小于箱梁混凝土標號的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號，將其標號提高至C40，與箱梁混凝土同標號。根據(jù)以往施工經(jīng)驗，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對水進行加熱，用熱水解凍砂石，添加防凍劑降低混凝土的冰點，養(yǎng)護期間采用蒸汽養(yǎng)護，保持結(jié)構(gòu)構(gòu)件的養(yǎng)護溫度在150C以上的措施。防凍劑一般可以將混凝土的冰點降低到-150C，但選擇防凍劑時應(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。在這個工程中，我們現(xiàn)場搭設(shè)鍋爐，采用蒸汽養(yǎng)護，養(yǎng)護期間不拆模，直到同等條件養(yǎng)護的試件強度達到90%以上才改為自然氣溫下的養(yǎng)護，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，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，同時采用附著式振動器對側(cè)壁進行振搗，配合人工振動棒振搗，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度，同時避免存梁期過長，這樣就需要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況對預(yù)制進度進行合理的調(diào)整。本工程中，保證養(yǎng)護溫度及養(yǎng)護時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，采用架橋機進行橋梁架設(shè)是很好的解決方案。
參考文獻：
1、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）人民交通出版社2000
