大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁頂板預(yù)留管道檢查與

1、大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁頂板預(yù)留管道檢查與預(yù)應(yīng)力鋼束安裝、張拉、壓漿施工蘭建雄，吳清東，肖文（廣東省長大公路工程有限公司，廣州，510620）摘要：對大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁頂板縱向預(yù)應(yīng)力鋼絞線銹蝕乃至斷絲等病害進(jìn)行處治的有效方法之一為利用原有箱梁頂板內(nèi)預(yù)留鋼束管道進(jìn)行穿束張拉來提高墩頂上緣的壓應(yīng)力儲備。介紹了長度達(dá)268m的預(yù)留鋼束管道檢查與預(yù)應(yīng)力鋼束安裝、張拉、壓漿施工技術(shù)難點關(guān)鍵詞：預(yù)留管道、穿束、張拉、壓漿中圖分類號： 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：一、工程概況某大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，單幅橋箱梁為單箱單室截面，箱梁頂面寬15m，箱寬7m，頂板懸臂寬度4m，主梁根部梁高為14.8m，在跨中位置梁高5m，其間

2、梁高按拋物線變化。箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，縱橫向預(yù)應(yīng)力采用鋼絞線束施加，豎向預(yù)應(yīng)力采用精扎螺紋粗鋼筋施加。在對該橋墩頂橋面鋪裝層進(jìn)行翻新的施工過程中，發(fā)現(xiàn)某墩頂箱梁頂板部分預(yù)應(yīng)力鋼絞線有銹蝕，個別出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象，少數(shù)波紋管內(nèi)有積水，壓漿不飽滿、橋面滲水等病害。為了消除以上橋梁病害，采取了如利用原有箱梁頂板內(nèi)預(yù)留鋼束管道進(jìn)行穿束張拉、檢查頂板波紋管內(nèi)的壓漿是否飽滿密實、對壓漿不密實管道進(jìn)行排水與補壓漿等措施，以提高墩頂上緣的壓應(yīng)力儲備和體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束的耐久性。全橋箱梁頂板預(yù)留管道共有8根，單幅4根，管道采用鍍鋅雙波紋圓管，管道設(shè)計外徑為11.7cm。管道長度為268m。由于是后期維護(hù)施工，具體單束

3、穿幾根鋼絞線需根據(jù)實際管道堵塞情況及管道的實際內(nèi)徑而定?？v向體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束采用光面鋼絞線，單束鋼絞線最長約為270m。二、預(yù)留管道穿束前檢查工藝1、先用高壓氣體在管道一端壓氣，然后觀察管道另一端是否有氣體冒出。因管道長度很長，從通氣檢查的結(jié)果來看，部分管道的另一端有微弱氣體冒出，部分管道沒有氣體冒出。2、采用直徑為5mm的高強鋼絲進(jìn)行預(yù)留管道內(nèi)堵塞情況的檢查，在高強鋼絲上需標(biāo)注長度刻度。3、檢查預(yù)留管道的實際埋設(shè)位置與原工程設(shè)計竣工圖是否一致，以確定預(yù)留管道豎向空間布設(shè)與橫向空間布設(shè)位置。經(jīng)檢查，預(yù)留管道豎彎區(qū)域長度為5m，埋設(shè)的預(yù)留管道中心至橋面距離約為17.8cm。預(yù)留管道平面布設(shè)位置為由

4、箱梁腹板倒角的齒板位置經(jīng)過6個斷面向箱梁頂板中間方向平彎約2.217m，平彎區(qū)域長度為30m。4、從實際預(yù)留管道堵塞的部位來看，堵塞位置與預(yù)留管道一端錨固齒板的距離均為30m以上，最短的距離為47m，即均超過了預(yù)留管道豎彎、平彎區(qū)域，這給預(yù)留管道堵塞處殘留水泥漿的清除帶來了便利。5、制作直徑比預(yù)留管道內(nèi)徑略小的探孔器，備用的探孔器直徑有711 cm等多種規(guī)格。采用探孔器進(jìn)行管道通孔檢查，檢查管道是否有壓扁變形的現(xiàn)象，但需保證探孔器與前后連接的鋼絲繩的可靠連接，防止探孔器卡住管道而取不出來。6、在橋面上對管道可能堵塞位置進(jìn)行初步測量定位，并以該位置為中心在前后約1m范圍內(nèi)按縱向20cm寬度開鑿橋

5、面瀝青及混凝土鋪裝層，廢渣需及時清除。開鑿管道檢查孔時需將開鑿部位與開鑿長度、寬度盡量控制在較小的范圍內(nèi)，并盡量避免破壞原箱梁頂板混凝土。如管道實際堵塞情況為不連續(xù)的若干個小區(qū)段時，開鑿混凝土清孔作業(yè)也需按照堵塞情況分區(qū)段進(jìn)行。7、清孔完成后在該位置設(shè)置管道壓漿的排氣孔并按規(guī)范要求修補混凝土鋪裝層與瀝青鋪裝層，防止接縫處滲水。在波紋管上留孔的做法為在波紋管上開口，用帶嘴的弧形鐵皮覆蓋并用鐵絲扎牢，再接排氣膠管或壓漿嘴。8、在對整根268m長的預(yù)留管道堵塞情況檢查完畢后，根據(jù)管道的實際內(nèi)徑尺寸決定每束預(yù)留管道均穿14根鋼絞線。三、預(yù)留管道預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束、張拉、壓漿施工將整盤鋼絞線運輸至橋面上，

6、單根鋼絞線通過在跨中開設(shè)的30×30cm大小的箱梁頂板預(yù)留孔牽引到箱梁內(nèi)。在箱梁內(nèi)底板上進(jìn)行鋼絞線放樣與切斷下料作業(yè)。在進(jìn)行穿束前對下好料的鋼絞線束需進(jìn)行整形與編束。1、預(yù)留管道內(nèi)穿鋼絞線束 考慮到預(yù)留管道長達(dá)268m，預(yù)留管道內(nèi)穿鋼絞線束采用整束牽引的方法，牽引作業(yè)由5噸卷揚機(jī)進(jìn)行。牽引時卷揚機(jī)的運行速度宜緩慢勻速，鋼絞線束的前端部安裝特制的焊接牽引頭。穿束前在鋼絞線進(jìn)預(yù)留管道一端搭設(shè)一個斜坡道，在鋼絞線轉(zhuǎn)彎處安裝轉(zhuǎn)向滑輪。將整束鋼絞線放在焊接小車上，使鋼絞線束在拖動的過程中盡量不與箱梁底板混凝土面直接摩擦，以免損傷鋼絞線。先將直徑為5 mm高強牽引鋼絲穿過預(yù)留管道，將卷揚機(jī)鋼絲繩

7、和牽引鋼絲進(jìn)行連接，人工將卷揚機(jī)鋼絲繩從一端拖到另一端。然后連接卷揚機(jī)鋼絲繩和鋼絞線束的牽引頭，使卷揚機(jī)鋼絲繩通過轉(zhuǎn)向定滑輪，并啟動卷揚機(jī)，緩慢地把束體牽引進(jìn)張拉端齒板的預(yù)留管道內(nèi)，繼續(xù)牽引束體，使鋼絞線束體穿過管道到達(dá)另一張拉端，待露出長度滿足要求時關(guān)閉卷揚機(jī)，并切除焊接牽引頭，使鋼絞線束張拉工作長度滿足要求。2、預(yù)應(yīng)力束張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線束的張拉施工是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵工序。本工程預(yù)應(yīng)力鋼束采用14根規(guī)格為Øj15.24mm的光面鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼束采用兩端張拉。張拉控制應(yīng)力為1395MPa（0.75Ryb）,設(shè)計張拉力為2734.2KN。張拉作業(yè)使用YCT450型千斤頂。張

8、拉過程采用“雙控”法進(jìn)行控制，即主要以壓力表的讀數(shù)為準(zhǔn)，鋼束延伸值校核為輔的控制方法。在張拉過程中遵循同步、對稱、兩端同時張拉的原則。因預(yù)應(yīng)力鋼束的長度很長，張拉過程需分級進(jìn)行，并在張拉過程中與張拉完畢后對齒板混凝土等部位進(jìn)行觀察，觀察有無裂縫出現(xiàn)等異常情況。因預(yù)應(yīng)力鋼束長度達(dá)270 m，張拉千斤頂?shù)膹埨谐虨?00mm，其張拉延伸值達(dá)到千斤頂張拉行程的好幾倍，所以必須多次張拉、多次錨固，才能最終達(dá)到延伸值。考慮到張拉時預(yù)留管道的磨阻力很大，需進(jìn)行試張拉以校核修正鋼束理論延伸值。根據(jù)鋼束理論延伸值，將張拉過程分成67級進(jìn)行，每級均實施一輪張拉錨固作業(yè)，每一輪的初始油壓即為上一輪的最終油壓。分級

9、張拉力分別為10%、20%、40%、60%、80%、90%、100%的設(shè)計張拉力，每級加載過程均應(yīng)測量鋼束實際延伸值，并隨時檢查鋼束實際延伸值與計算理論值的偏差。（1）、量測千斤頂油缸行程數(shù)值 在初始應(yīng)力下，量測油缸外露長度，在相應(yīng)分級荷載下量測相應(yīng)油缸外露長度，如果中間錨固，則第二級初始荷載應(yīng)為前一級最終荷載，將多種延伸值疊加即為初應(yīng)力至終應(yīng)力間的實測延伸值。（2）、量測外露預(yù)應(yīng)力筋端頭 測量方法為在初應(yīng)力下量測外露預(yù)應(yīng)力筋至固定參考點的位置，在測量終應(yīng)力下外露預(yù)應(yīng)力筋至固定參考點的位置，其差值減去遠(yuǎn)端錨具回縮值，即為初應(yīng)力至終應(yīng)力下的延伸值，再加上初應(yīng)力以下推算延伸值即為總延伸值。下表為某

10、預(yù)應(yīng)力鋼束兩端張拉的張拉記錄表：表一 工程部位：上游幅東側(cè)32#索張拉端 鋼束規(guī)格：14Øj15.24mm 張拉應(yīng)力：1395Mpa 夾片回縮量6mm10%錨固后3.03.03.02.53.0平均值1.9mm回縮量2.1mm100%錨固1.01.01.01.01.0鋼絞線延伸量(mm)10%錨固后7.06.08.08.08.0平均值785.8mm延伸量873.1mm100%錨固795795790795790內(nèi)容項目 P1010204050606070808090100油壓表(MPa)2.92.96.110.010.012.515.015.015.718.918.922.025.225

11、.225.231.6活塞伸長(mm)103108719318761951729117188017020892000壓活塞(mm)99188188110160191各級張拉增量(mm)18317710015218010%100%k: L1=792+1.9×5=801.5 0100100%k: 801.5÷90%=890.6張拉記事異常響聲夾片彈出滑絲斷絲斷股夾片斷裂油泵狀況油管狀況夾片跟進(jìn)狀況無無無無無無正常正常正常表二 工程部位：上游幅西側(cè)32#索張拉端 鋼束規(guī)格：14Øj15.24mm 張拉應(yīng)力：1395Mpa 夾片回縮量6mm10%錨固后3.03.03.02.

12、53.03.03.0平均值2.4mm回縮量2.7mm100%錨固0.50.51.00.51.01.01.0鋼絞線延伸量(mm)10%錨固后5.05.05.05.55.05.05.0平均值710mm延伸量788.9mm100%錨固715715715715715715715內(nèi)容項目 P101020406060808090100油壓表(MPa)2.72.75.910.510.512.318.718.725.125.128.231.4活塞伸長(mm)78595195822177719715781550壓活塞(mm)77189168186144各級張拉增量(mm)19016919014010%100%k

13、: L1=689+2.4×4=698.6mm 0100100%k: L2= 698.6÷90%=776.2mm張拉記事異常響聲夾片彈出滑絲斷絲斷股夾片斷裂油泵狀況油管狀況夾片跟進(jìn)狀況無無無無無無正常正常正常設(shè)計參考鋼束理論延伸量為1650mm。根據(jù)量測千斤頂油缸行程數(shù)值方法實測鋼束延伸量為：873.1mm+788.9mm=1662mm，延伸量偏差為（1662-1650）/1650=0.7%。根據(jù)量測外露預(yù)應(yīng)力筋端頭方法計算鋼束延伸量為：890.6mm+776.2mm=1666.8mm，延伸量偏差為（1666.8-1650）/1650=0.1%?？梢钥闯?，采用兩種測量方法計算的鋼束延伸量數(shù)據(jù)很接近，與設(shè)計參考鋼束理論延伸量的偏差也在規(guī)范允許范圍內(nèi)。3、預(yù)留管道壓漿孔道壓漿采用水泥漿，設(shè)計強度等級為C50。水灰比為0.32。因預(yù)留管道很長，管道壓漿難度較大。為了保證管道壓漿質(zhì)量，采用了大功率的活塞式灰漿泵，并在268m范圍的混凝土鋪裝層中每隔一定間距布設(shè)了多個排氣孔與備用壓漿孔。壓漿的最大壓力控制為11.5MPa。壓漿最理想的狀況為達(dá)到孔道另一端飽滿和出漿，并應(yīng)達(dá)到排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿為止。