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1、鐵路客運專線箱梁預應力施工工藝【摘要】目前，鐵路客運專線大規模采用后張法預應力混凝土雙線整孔簡支箱梁作為主型梁。客專箱梁后張預應力混凝土技術是通過橡膠抽拔棒抽拔成孔、穿筋、三階段張拉、真空輔助壓漿等工序為混凝土結構建立預應力體系滿足設計要求。通過哈大客專后張法預應力箱梁的施工，總結介紹箱梁預應力的施工工藝。 1、施工工藝原理在預制箱梁時，按設計要求預留出相應的孔道，待構件混凝土達到設計規定的數值時，穿入預應力鋼絞線，用張拉機具進行張拉，并用錨具把張拉后的預應力鋼絞線錨固在構件的端部。預應力筋的張拉力主要靠構件端部的錨具傳給混凝土，使其產生壓應力。張拉錨固后，在預留孔道內注入水泥漿，使預應力鋼絞2、線不被銹蝕，并與構件形成整體，增加了構件剛度，有效的控制了構件的抗裂度。2、施工工藝流程預應力筋進場檢驗預應力筋下料、編束抽拔棒安裝混凝土澆注拔抽拔棒孔道清理、穿束砼強度60%松動內模預張拉砼強度80%初張拉，提梁砼強度、彈模、齡期三控終張拉確定梁型錨 具 檢 驗張拉設備按期標定終張拉24h后切割鋼絞線終張拉48小時內進行孔道壓漿梁端封錨 預應力作業流程圖3、施工要點3.1預留預應力筋孔道箱梁底腹板鋼筋綁扎時，按照預應力孔道坐標安裝定位網片，定位網片鋼筋使用12鋼筋在胎具焊接成型，定位網片安裝間距50cm，與梁體鋼筋焊接為一體，確保孔道位置正確平順。每根孔道制孔采用的橡膠管分兩段，每段長度為13、8米，中間接頭位置外套鐵皮管套接，套接長度不得小于30cm，并用膠帶裹緊，防止漏漿。為保證橡膠抽拔管的剛度，從橡膠抽拔管中穿入鋼絞線，并且膠管一端的鋼絞線穿入另一端膠管的長度保證不小于1m。孔道位置允許偏差距跨中4m范圍內4mm，其余6mm。見圖1。圖1橡膠抽拔棒安裝預留預應力孔道3.2橡膠抽拔管抽拔成孔混凝土澆注完成后，橡膠抽拔管抽拔時間以孔道不變形、塌孔、裂紋和無抽拔事故為準。一般以手按混凝土不留凹坑即可抽拔。據施工經驗，混凝土鄰近環境溫度和抽拔時間關系如下：混凝土澆注環境溫度與抽拔成孔時間控制表 （表1） 環境溫度（） 抽拔膠管的時間（h） 30以上 4 3020 47 2010 7104、拔管時間“寧早勿晚”，利用卷揚機抽拔時，捆綁處用粗繩連接，防止損傷膠管；拔管后，及時清除錨墊板喇叭口內殘余水泥漿和壓降孔填塞物，及時檢查孔道有無堵塞、塌孔，如有異常及時處理；損傷和直徑小于設計4mm的膠管不能繼續使用。見圖2。圖2橡膠抽拔棒抽拔成孔3.3預應力筋下料 鋼絞線進場檢驗合格后，運至下料場地，裝入防止鋼絞線松盤的防護籠內。在下料平臺上直線定出下料長度（復核圖紙設計下料長度是否滿足L=L0+2(L1+L2+L3),其中L0孔道長度，L1錨具高度，L2張拉千斤頂支撐端面到槽型口外端面間的距離（包括工具錨高度），L3長度富余量（取10cm），若滿足按設計長度下料。）并在下料場地兩端設置固定5、標志，每端由專人負責；切斷前預應力筋應拉直，用砂輪切割機切斷，嚴禁使用電弧切割。3.4預應力筋編束 預應力筋應梳整、編束，每隔11.5m綁扎鐵線，編束同時每根鋼絞線進行編號以便出現滑絲、斷絲現象時在兩端找到相對應的同根鋼絞線方便處理，編束后應順直不扭轉。編束后的鋼絞線按孔道編號分類存放，并用支架墊起，不得與地面接觸，端部懸出長度不得大于1.5m，漏天存放時需覆蓋防雨布。3.5預應力筋穿束 鋼絞線穿束前，對編束后的鋼絞線進行復查：鋼絞線長度、每束根數和編束的質量是否達到要求；并注意在搬運過程中鋼絞線不得出現死彎、不得沾上油漬和泥土；同時應對錨墊板周圍的混凝土質量進行檢查，若存在缺陷，應采取相應的6、措施進行加固補強處理，確保預應力的有效性，穿束采用卷揚機牽引穿束，穿束時先將一根鋼絞線穿過預應力孔道，用特制鋼環將整束鋼絞線以及牽引鋼絞線套好，其中一根或兩根鋼絞線端部上夾片打入鋼環內，打緊后使用卷揚機牽引整束鋼絞線穿入預應力孔道。3.6預應力筋張張拉三階段要求客專箱梁預應力筋張拉分為三個階段，即預張拉、初張拉、終張拉。預張拉應在梁體混凝土強度達到設計強度的60%(抗壓強度30+3.5MPa)后進行，要求拆除端模，松動內模，進行帶內模施工；以控制梁體早期收縮和溫差裂紋，（見圖3）圖3箱梁松動內模進行預張拉初張拉應在梁體混凝土強度達到設計強度的80%（抗壓強度40+3.5MPa）后進行，完成后即7、可出坑。達到縮短制梁臺座占用時間，提高了預制效率(見圖4)；終張拉是混凝土強度達到設計強度的100%(抗壓強度50+3.5MPa)，彈性模量達到35.5GPa，齡期不少于10天時進行。圖4箱梁初張拉后移出臺位張拉過程控制要求張拉時要求兩側腹板對稱張拉，最大不平衡束不超過1束，同束鋼絞線由兩端對稱同步進行，張拉順序按照設計要求進行，預施應力過程中兩端司泵、量尺人員使用對講機進行溝通，保證鋼絞線兩端伸長值基本相等，鋼絞線實際伸長值與按預應力筋實際彈性模量計算的理論伸長值（預制梁試生產期間，至少對兩件梁體進行預應力瞬時損失測試，確定預應力的實際損失，由設計方對張拉控制應力進行調整。正常生產后每1008、件進行一次損失測試。理論伸長值根據調整后的張拉控制應力計算。）相差不超過6%,若超出范圍，應查明原因，并采取措施予以調整，方可繼續張拉。鋼絞線回縮量每端不超過6mm。伸長值計算采用公式：L= ppL/AyEg ， pp=p1-e-(kL+)/ kL+式中：L預應力筋理論伸長值，cm； pp預應力筋的平均張拉力，N； L從張拉端至計算截面孔道長度，cm； Ay預應力筋截面面積，mm2； Eg預應力筋的彈性模量，MPa； P預應力筋張拉端的張拉力，N； 從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和，rad； k孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數；（k取0.00174） 預應力筋與孔道壁的摩擦系數。（9、取0.565）其中k、值經管道摩阻、錨口和喇叭口摩阻測試取得。張拉程序如下：持續5分鐘 預、初張拉：0初應力（0.2con）預、初con 錨固持續5分鐘 未經預、初張拉的終張拉： 0初應力（0.2con）con 錨固持續5分鐘 經過預、初張拉的終張拉： 0初應力（預、初con）con 錨固張拉工藝如下：工作錨具安裝千斤頂安裝千斤頂進油張拉伸長值校核持荷頂壓卸荷錨固 記錄、計算實際伸長值伸長值比較鋼絞線實測伸長值及鋼絞線回縮計算方法： 每端張拉伸長值=總量距-起始距+控制應力下工具夾片外露初始應力下工具夾片外露 初張拉實測伸長值=（A端張拉伸長值+B端張拉伸長值）*控制應力/（控制應力-初始應力10、） 未進行預、初張拉的鋼絞線終張拉實測伸長值=（A端張拉伸長值+B端張拉伸長值）*控制應力/（控制應力-初始應力） 預、初張拉過的鋼絞線終張拉實測伸長值=（A端張拉伸長值+B端張拉伸長值）+預、初張拉伸長值 錨固時鋼絞線回縮=（A端千斤頂限位板深度-A端工作夾片外露長度）+（B端千斤頂限位板深度-B端工作夾片外露長度）張拉達到控制應力con時持荷5分鐘，持荷期間千斤頂及時補油，保證達到設計張拉力，絕對杜絕超張拉。卸荷錨固完成后，在工作夾片外3cm處做標記，24小時檢查是否有滑絲、斷絲現象，檢查合格后，即可進行錨外鋼絞線的切割，切割處距錨具4050mm。見圖5。圖5張拉過程控制3.7孔道壓漿終張11、拉完成24小時切割鋼絞線后，使用砂漿（摻入早強劑）對鋼絞線及錨具間各部位的縫隙進行封堵，保證在終張拉完成后48小時內完成真空輔助壓漿。 漿體攪拌工藝 攪拌前，先清洗施工設備。清洗后的設備不應有殘渣和積水等， 漿體攪拌操作順序為：首先在攪拌機中先加入實際拌合水用量的80%90%，開動攪拌機，均勻加入全部壓漿劑，邊加入邊攪拌，然后均勻加入全部水泥。全部粉料加入后再攪拌2min；然后加入剩余的10%20%的拌合水，繼續攪拌2min。 攪拌均勻后，現場進行出機流動度試驗，每10盤進行一次檢測，其流動度為184s，30min流動度不大于30s，滿足要求即可進入儲料罐。漿體在儲蓄罐中應繼續攪拌，以保證漿體12、的流動性。 不得在施工過程中由于流動度不夠額外加水。壓漿工藝 壓漿時，先進行孔道抽真空，孔道內的真空度穩定在-0.06MPa-0.08MPa之間。真空度穩定后，就可以開始壓漿。見圖6。圖6壓漿時孔道真空度 漿體壓入梁體孔道之前，應先開啟壓漿泵，使漿體從壓漿嘴排出少許，以排除壓漿管路中的空氣、水和稀漿。當排出的漿體流動度和攪拌罐中的流動度一致時，方可開始壓入梁體孔道。 壓漿的最大壓力不宜超過0.6MPa。壓漿充盈度應達到孔道另一端飽滿并于排氣孔排出與規定流動度相同的漿體為止。關閉出漿口后，應保持不小于0.5MPa且不少于3min的穩壓期。 壓漿順序先下后上，同一孔道壓漿應連續進行，一次完成。從漿13、體攪拌到壓入梁體的時間不應超過40min。 壓漿過程中，每孔梁制作3組標準養護試件（40mm40mm160mm），進行抗壓強度和抗折強度試驗。并對壓漿進行記錄。記錄項目應包括：壓漿材料、配合比、壓漿日期、攪拌時間、出機流動度、漿體溫度、環境溫度、保壓壓力及時間、真空度、現場壓漿負責人、監理工程師等。特殊要求 漿體水膠比不應超過0.33。 配制漿體拌合物時，水泥、壓漿劑、水的稱量應精確到1%（以質量計）。 壓漿時漿體溫度應在530之間，壓漿及壓漿后3d內，梁體及環境溫度不應低于5，否則應采取養護措施以滿足要求。 漿體常規檢驗項目：初凝時間不小于4h，終凝時間不大于24h，出機流動度184s，3014、min流動度不大于30s，24h自由泌水率為0，7d和28d抗壓及抗折強度、24h自由膨脹率必須符合現行鐵路橋梁技術標準。3.8 預應力端部封錨孔道壓漿完成后，及時剔除封錨砂漿，并對錨具、錨墊板表面及外露鋼絞線用聚氨酯防水涂料進行防水處理，錨穴進行鑿毛處理，漏出新鮮石子，并將灰渣及浮漿清理干凈。錨穴鋼筋網利用一端帶鉤一端帶絲扣的短鋼筋安裝固定于錨墊板螺栓孔內，注意鋼筋保護層厚度不小于3cm。經檢查滿足要求后安裝模板，模板采用竹膠板制作，安裝時在錨穴上端留8cm左右下料口用于填塞混凝土。封錨混凝土采用C50無收縮混凝土。灌注混凝土時用鋼棒插搗，并用橡皮錘敲擊振實，要求混凝土表面無蜂窩、麻面與梁端齊平。封端混凝土模板拆除后及時進行薄膜覆蓋養護。養護結束后在梁端底板及腹板滿涂1.5mm聚氨酯防水涂料進行防水處理。見圖7。圖7錨具及鋼絞線防水處理、錨穴鋼筋網、梁端防水處理結束語：客專箱梁要求具有剛度大、抗沖擊力強、穩定性好、噪聲小、便于維護保養等優點。不僅要保證高速運行的安全性，更重要的是要確保乘車的舒適性，橋梁結構以剛度控制為主，必須有足夠大的豎向、橫向剛度和良好的整體抗扭性，防止橋梁出現較大撓度和橫向振幅。所以，預應力施工要保證預應力的施加滿足設計的要求，并且嚴格控制徐變上拱，保證梁的使用壽命100年和運行的乘車舒適性。以上是本人根據哈大客專箱梁預制預應力施工的總結，僅供參考。