懸浮式張拉在吉利河特大橋體外預(yù)應(yīng)力中應(yīng)用

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　1.工程概況

　　1.1 橋型簡介

　　吉利河大橋主橋為左幅31.5+35+50.5+30+36.5m、右幅31.5+35.0+50.5+35.0+31.5m的變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。設(shè)計荷載為汽超-20級，掛車-120，設(shè)計時速120km/h.本次體外預(yù)應(yīng)力加固維修首先對主橋的腹板豎向、縱向和U型裂縫進行補強處理，處理方案采用灌膠封閉和粘貼鋼板；然后對箱梁橫隔板砼鑿毛，布置鋼筋后澆筑砼，增大截面加固；最后澆筑新增砼齒板、錨塊，安裝體外束進行體外預(yù)應(yīng)力張拉。其中齒板對應(yīng)的箱梁外側(cè)粘貼碳纖維布補強。

　　1.2 吉利河大橋體外預(yù)應(yīng)力情況簡介

　　體外預(yù)應(yīng)力位于吉利河大橋（左、右幅）的第11～15跨連續(xù)箱梁的箱內(nèi)，主要采用體外預(yù)應(yīng)力鋼束加固。鋼絞線采用標(biāo)準(zhǔn)強度1860Mpa、直徑15.2高強度低松弛、帶PE護套的環(huán)氧涂層鋼絞線。由于原連續(xù)梁結(jié)構(gòu)分為五個互相獨立封閉的箱體，所以進入箱梁的通道需另外開設(shè)。

　　1.2.1 張拉方法的選擇

　　由于錨具其錨固對象是環(huán)氧噴涂鋼絞線，保證張拉過程中環(huán)氧涂層的完好無損，因此，選擇如何進行張拉是相當(dāng)重要的。考慮到索很長，伸長量很大， 千斤頂?shù)淖畲笮谐讨挥?0cm，實際操作時最大行程一般控制不超過18cm。

　　1.2.2 系桿布置

　　整個系桿貫穿11～15跨，在每段箱梁中間設(shè)置三束系桿，在箱梁底部端設(shè)置了錨固區(qū)，在其它部位的每個橫梁中間，設(shè)置鋼材制成的圓孔，系桿里面裝有減振器，起約束作用，系桿沿橋向都為直線形式。

　　1.2.3 基本原理

　　懸浮法張拉的基本原理：在YCW30O千斤頂前部位增加一套工具錨及支架，在千斤頂與錨板間設(shè)可調(diào)限位板，除了設(shè)前工具錨外，還設(shè)有后工具錨。在每次張拉時后自動工具錨夾片處于放松狀態(tài)，在完成一個行程回程時由前自動工具錨夾片鎖緊鋼絞線，多次倒頂，直到張拉到設(shè)計噸位。

　　2.施工方案

　　2.1 總體施工順序  a.進行梁體開孔（兩端和橋面分開進行）進入梁體調(diào)查內(nèi)部情況，b.施工放樣測定新增齒板錨塊和鋼束位置，c. 按照設(shè)計圖紙核對原結(jié)構(gòu)各部尺寸，d.新增齒板施工，e.應(yīng)力鋼束安裝安裝傳感器， f.預(yù)張拉（消除彎沉、變形等），g.正式張拉（同時進行監(jiān)控），h.安裝減震器、施工錨塊，i.最終防護、檢查、監(jiān)控驗收。

　　2.2 施工要求

　　 ①材料技術(shù)要求：a.鋼絞線：采用環(huán)氧噴涂鋼絞線單層無粘結(jié)鋼絞線（OVM－U1），公稱直徑15.2mm，單根鋼絞線公稱面積139m㎡，制成12（15）束的成品索。錨具、錨墊板、傳感器、錨下螺旋箍筋等均采用其配套產(chǎn)品。b.預(yù)應(yīng)力束防護：選用帶HDPE套管的成品索。②施工工藝要求：預(yù)應(yīng)力鋼筋（束）穿束、張拉、防護，穿束與張拉是重點和難點。a.精確裁切鋼絞線并按照設(shè)計圖紙數(shù)量和位置編號b.橫隔板鉆孔、穿束，c.調(diào)整鋼束張拉端工作長度，安裝錨具、錨下傳感器，d.齒板砼強度大于95％，準(zhǔn)備張拉，e.對鋼束整體兩側(cè)、兩端同時對稱張拉鋼束，最后一次張拉完畢后，在工作錨板上給夾片安裝防松裝置，并切割多余鋼絞線。

　　3.施工方法

　　3.1 鋼束制作、防護與安裝

　　a．根據(jù)工作長度和設(shè)計長度定制定長成品鋼束并按照圖紙編號。b．成品鋼束本身是有一層防護層的，安裝過程中要采取了牽引導(dǎo)向架和轉(zhuǎn)角橡膠板等防護措施，避免了穿束過程對防護層的破壞。c．首先根據(jù)設(shè)計長度定制鋼束，分部位、規(guī)格堆放。穿束采用卷揚機在箱梁內(nèi)部從一端向另一端牽引進行。鋼束整體的縱向移動在特制的滾輪和支架上拖拉，避免了硬性磕碰。為了盡量減少鋼束自重下彎對長度的影響，需要按3m左右的間隔設(shè)置臨時支撐架。以保證鋼束平直成線。

　　3.2 傳感器的安裝

　　使用歐威姆機械有限公司生產(chǎn)的CLY型傳感器。廠家根據(jù)錨墊板類型確定的傳感器外形尺寸，施工安裝時施工單位加工了臨時定位墊板，并對錨具壓環(huán)周邊的平整度進行了調(diào)整，使之與錨墊板密帖。通過施工張拉過程來看，傳感器與錨墊板的密帖（質(zhì)量）程度，直接關(guān)系到傳感器的初始讀數(shù)的精度。

　　3.3 預(yù)應(yīng)力鋼索張拉

　　本體外預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉是本工程的關(guān)鍵和重點工序。需要對張拉技術(shù)指標(biāo)進行控制，必須據(jù)根設(shè)計文件要求對結(jié)構(gòu)體進行監(jiān)控。a.張拉過程選在車流量最低的時間段整幅封閉交通進行。b．張拉控制應(yīng)力σcon按照設(shè)計要求執(zhí)行（σcon=1116MPa）。根據(jù)實際情況，施工現(xiàn)場確定的張拉順序。c．張拉控制采用應(yīng)力和伸長量雙控，即以應(yīng)力控制（張拉力）為主，以伸長量（引伸值）校核為輔，實際伸長值與理論伸長值的差值控制在±6％以內(nèi)。d．預(yù)應(yīng)力筋的伸長值ΔL（mm）依據(jù)有關(guān)計算結(jié)果。對張拉過程中產(chǎn)生的錨頭彈性壓縮值一般不會考慮。e．對張拉孔道要求要精確。f．張拉：3~4次張拉。0→初應(yīng)力（10％σcon）→100%σcon（持荷2min，錨固）。g．兩端同時張拉，兩端千斤頂升降、畫線、測伸長量、插墊等工作應(yīng)該基本一致。施工過程中，需要和橋梁監(jiān)控人員保持有效溝通，對需要監(jiān)控的指標(biāo)進行認真校核，出現(xiàn)異常，現(xiàn)場及時溝通解決方案。

　　3.4 減震器安裝

　　a．安裝順序：焊接鋼板C和N1鋼筋→種植鋼筋N1→焊接、安裝支架（支架鋼板A的高度H需要根據(jù)實際高度現(xiàn)場量測以后訂做）→安裝索夾→栓接索夾及支架。b．索夾外露部分涂刷防銹漆。c．必須消除焊接變形。

　　3.5 錨頭防護

　　按照廠家配套的防護設(shè)施，在張拉完成的錨頭外部安裝夾片壓蓋和外防護罩，錨具密閉腔和防護罩空間內(nèi)注油脂（潤滑油）防腐防護。

　　4.懸浮法張拉與普通法張拉的區(qū)別及優(yōu)缺點

　　①所需機具、設(shè)備不同懸浮法除和普通張拉法相比，多增加了支撐架，且工具錨分前工具錨和后工具錨，在限位板前還多增加了壓緊器。②工作過程不同。懸浮法張拉是在普通張拉法的基礎(chǔ)上增加了支撐架和一套前工具錨，這樣在多次回油倒頂?shù)倪^程中，使前工具錨代替了工作錨受力。③起到的效果不同  懸浮法張拉同懸浮張拉相比在整個張拉過程中沒有讓工作夾片受力，有效的保護了工作夾片，同時避免了應(yīng)力的損失。④工作夾片錨固的方式不同  懸浮法張拉工作夾片是通過壓緊器進行預(yù)壓緊，雖然回油過程中鋼絞線也有會微量的回縮導(dǎo)致應(yīng)力損失，但其損失已經(jīng)相當(dāng)小。

　　5.結(jié)語

　　在某些鋼索較長的場合下，懸浮法張拉優(yōu)于普通張拉法是個不爭的事實，在施工中也值得推廣。在佛開高速吉利河大橋體外索張拉中，成功的使用了懸浮法張拉，起到了很好的效果，同時也積累了懸浮法張拉的施工經(jīng)驗以便促進懸浮法張拉的進一步完善和推廣。