管窺鐵路梁橋預應力的施工
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1．1預應力鋼束伸長值計算
本橋設計已給出設計張拉力及預應力鋼束的伸長值，但設計給出的理論伸長量為各預應力鋼束的平均值，因平彎半徑的不同，每根預應力鋼束的理論伸長量與設計給出的不一致。本橋的預應力鋼束具有平面和豎向的雙曲率的特征，受此影響使摩阻力增大，當張拉端應力達到設計應力時，在曲率半徑的影響下，中間復合曲線段的鋼束應力可能達不到設計應力值，因此須仔細分析各段鋼束因平、豎彎曲而造成的摩阻損失。根據(jù)設計圖紙，需要對每根鋼束的線形精確放樣，按施工規(guī)范中的公式復核其每段的應力值和伸長量。對于本橋計算從張拉端至計算截面曲線管道部分切線的夾角之和θ時，應為彎曲段的平、豎雙曲率矢量和，即:θ=θH+θ槡V(1)其中，θH，θV分別為鋼束與平面和豎直面的切角。影響預應力損失和伸長量的另一個關鍵因素μ，取決于波紋管的特性和施工精度，在計算前，選定具有代表性的鋼束實測了其與管道孔壁的摩擦系數(shù)作為計算控制值。在張拉第一批鋼束時，F(xiàn)1左右兩根鋼束達到設計控制應力的50%和100%時，實測伸長量與理論計算值的差值均超過10%，不能滿足規(guī)范的±6%要求。考慮本橋彎道情況復雜，及時將實測情況反饋給設計人員，通過反算比較，經設計人員同意將管道局部偏差系數(shù)κ值取至0．004，摩擦系數(shù)μ加大至0．5，并調整了剩余鋼束的張拉控制應力。其后張拉的鋼束實際伸長量值與理論值比較，誤差均在－5．1%～3．2%之間，完全符合了規(guī)范的要求。
1．2鋼束的定位
對于曲線連續(xù)梁，預應力束的位置和形狀準確性將直接影響梁體內應力分布，其產生的二次力因彎扭耦合效應比直線梁更為顯著，因此預應力鋼束的準確定位對于保證施工質量是重要控制因素。本聯(lián)橋施工中，鋼束的定位由箍筋、定位鋼筋以及防崩鋼筋等三道措施進行控制，通過這三種鋼筋的限位作用，以保證鋼束的傳力情況與設計受力相符。為了準確安裝每根波紋管，在施工前根據(jù)設計參數(shù)計算出各種預應力管道的三維坐標，并根據(jù)坐標定位波紋管。定位固定波紋管時，按每100cm設置一道“井”字形定位鋼筋網片，并在預應力束彎處按間距30cm加密布置，防止管道移動變位。波紋管采用套接連接，套接波紋管長度為30cm，每側套入15cm，套管規(guī)格比制孔用波紋管大一號，套接兩端用膠布密封。波紋管與錨墊板連接處，將波紋管直接穿入墊板喇叭口內，并用膠布包裹，保護好墊板上的注漿孔，避免在混凝土澆筑過程中漏漿堵塞孔道。為保證孔道的通暢，防止波紋管在運輸、安裝及混凝土澆筑過程中變形和破損，若有變形或破損應及時修補?；炷翝仓粩喑閯宇A應力鋼筋，發(fā)現(xiàn)有漏漿時立即沖水清洗，防止堵孔，以避免造成預應力張拉不準確。需要指出的是，防崩鋼筋的設置對于曲線預應力連續(xù)梁很關鍵。防崩鋼筋盡可能布置在腹板中朝外弧的一側，使內側混凝土具有足夠的抵抗厚度，對于個別靠內弧側的預應力鋼束，則沿跨徑方向設置防崩鋼筋，扣住預應力鋼束，并與鋼筋骨架焊接牢固。
1．3預應力張拉
在預應力張拉前，分別計算出各級控制應力時的張拉力，再根據(jù)油表標確定回歸方程，計算出各階段的油壓表讀數(shù)值。在進行各組、各級預應力鋼束張拉時，需做好每根鋼束的實際伸長量測量工作，并將實測值與理論值進行校驗，以做到應力和伸長量的雙控措施。單根鋼束試拉時，采用10%的錨下控制應力對其試張拉，消除鋼束放置扭曲的影響，以保證鋼束線形平順。從該項工作施工經驗來看，該階段的實測伸長量極不規(guī)律，一般情況下應以鋼束是否順暢伸長為依據(jù)，如果試拉結果表明鋼束在波紋管內的狀態(tài)良好，即可進行正式張拉工作。本次施工油泵采用YZB2×1．5/63型，并與YDC千斤頂配套，油泵的油箱容量為張拉千斤頂總輸油量的1．5倍，額定油壓數(shù)為使用油壓數(shù)的1．4倍。壓力表選用防震型，表面最大讀數(shù)為張拉力的1．5倍～2．0倍，精度不低于1．0級，校正有效期為一周。為便于發(fā)生斷絲后的卸載，還配備了一臺23t單根張拉千斤頂及卸載錨頭。為防止箱梁曲線內外側不均勻受力和變形，本聯(lián)橋鋼束張拉按設計給定的張拉順序，先腹板，再頂板，最后底板，采用兩端同步張拉，并左右對稱進行。張拉應力控制主要程序如下:0→10%σcon(初應力)→持荷1min→σcon(張拉控制應力)→持荷5min→回油錨固。在施工過程中，為了保證預應力施工的安全，準確反映箱梁的橫向變形特征，在本聯(lián)箱梁的四分點、跨中、支點，以及箱梁頂面的兩側翼緣設置了變形觀測點，并安排專人按時測量。每批鋼束張拉完畢后，對變形觀測結果進行校驗，以防止箱梁產生較大的扭曲變形。在預應力張拉完成后一個月內，以5d為間隔進行了梁體撓度、橫向位移的測量，結果均能滿足施工規(guī)范的要求，并且對箱梁主要部位進行了仔細檢查，均無裂紋出現(xiàn)，表明此次施工過程控制是成功的。
2．4孔道壓漿
預應力孔道壓漿對于防止預應力鋼束的銹蝕，保證鋼束與混凝土的有效粘結，實現(xiàn)鋼束與混凝土的整體協(xié)同受力具有重要的作用。因此要求波紋管內的水泥漿體在硬化后有良好的密實性和飽滿性，對預應力筋起到防護作用，同時具備一定的粘結和剪切強度，使預應力有效的傳遞給周圍的混凝土。本工程預應力管道壓漿應采用真空輔助壓漿工藝，壓漿施工步驟如下:清除管道內雜物及積水→用水泥砂漿或密封罩密封錨具→清理錨墊板上的灌漿孔→確定抽真空端及灌漿端→安裝引出管、堵閥和接頭→攪拌水泥漿→抽真空→灌漿泵灌漿→出漿稠度與灌入的漿體相同時，關閉抽真空端所有的閥門→灌漿泵保壓→關閉灌漿泵及灌漿端閥門→拆卸外接管路、灌漿泵→漿體初凝后拆卸并清洗出漿端堵閥。在壓漿過程中需注意以下幾個方面:
1)泥漿拌合機應能制備具有膠稠狀水泥漿，攪拌至壓入管道的時間間隔不應超過40min。
2)壓漿設備應采用連續(xù)式泵。
3)同一管道壓漿應連續(xù)進行，一次完成，但壓漿速度不能過高，防止產生泛漿。
4)管道出漿口應裝有三通管，必需確認出漿濃度與進漿濃度一致時，方可封閉保壓。
2結語
為保證該聯(lián)曲線梁施工質量和安全，項目部在施工前進行了精心準備，在施工過程中嚴格控制，取得了良好的施工結果。本文根據(jù)該聯(lián)箱梁橋梁預應力工程施工特點，著重對鋼束伸長量計算、鋼束定位、預應力張拉和孔道壓漿等方面進行了重點介紹，對以后同類型橋梁施工提供了借鑒和參考.
作者：馮艷梅單位：中鐵二十五局集團第一工程有限公司
