后张法预应力箱梁施工工艺

后张法预应力箱梁施工工艺

1.后张法预应力箱梁

1.1.施工工艺框图

详见“后张法预应力箱梁施工工艺框图”

1.2.施工工艺说明

1.2.1.原材料检验

1.2.1.1.混凝土用原材料

符合《350Km/h客运专线高性能混凝土技术条件》对原材料的要求。

1.2.1.2.非预应力钢筋

符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013-91）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499-98）以及《低碳钢热轧圆盘条》（GB/T701-97）的规定。对于HRB335钢筋碳当量≤0.5%。

钢筋外观无裂纹、重皮、锈坑、死弯及油污等。

钢筋有出厂合格证，外观检查合格后每批按《铁路混凝土及砌体工程施工规范》TB10210的要求抽取试样，分别作拉、弯复查试验。如有一项不合格，则加倍取样，如仍有一项不合格，则该批钢筋不合格。

1.2.1.3.预应力钢绞线

预应力钢绞线为7Φ15.2,由供应商提供每批钢绞线的实际弹性模量值。每批钢绞线（不大于30t）有出厂合格证,进场后先经外观检查合格后，再按TB10210的要求作力学性能试验,试验合格后方可使用。

1.2.1.4.钢配件

采用普通碳素钢，其技术要求符合《碳素结构钢》（GB700-88）的规定。外露的钢配件进行防锈处理，并符合设计要求。

1.2.1.5.锚具

符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370）的要求，并经检验合格后方可使用。锚垫板能安装密封盖帽。

1.2.1.6.制孔管道及泄水管

采用金属螺旋管（以下简称波纹管）成孔，其性能符合JG/T3013要求。桥面泄水管及管盖采用PVC材料，性能符合GB/T5836.1和GB/T5836.2的要求。

1.2.2.钢筋加工及绑扎

钢筋的堆放场地平整、干燥，在运输过程中防止锈蚀、污染和避免压弯，各类钢筋摆放做到使用方便，标识明确。钢筋对焊采用闪光对焊。定位网尺寸准确，并有一定的强度和刚度；定位网在专用胎卡具上焊制。

钢筋按图纸尺寸进行下料和弯制。

钢筋绑扎在制梁底模上进行，绑扎顺序为：先安装底板、腹板钢筋→（支端模）→穿波纹管→（装内模）→安装梁顶面钢筋。采用铁线绑扎与点焊钢筋骨架相结合的方法。

桥梁表面下100mm处自身埋设有两边线路敷设的带状接地体（Φ16的70um镀锌非预应力钢筋），该接地体与所有预制混凝土内部的非预应力钢筋层相连（采用焊接），并在伸缩缝处和支柱处留出外露接地线端子。

钢筋绑扎允许偏差

序号	项         目	允许偏差（mm）
1	桥面主筋间距及位置偏差（拼装后检查）	≤15
2	底板钢筋间距及位置偏差	≤8
3	箍筋间距及位置偏差	15
4	腹板箍筋的不垂直度（偏离垂直位置）	≤15
5	混凝土保护层厚度与设计值偏差	≤5
6	其它钢筋偏移量	≤20

采用细石混凝土垫块，其抗腐蚀能力和抗压强度高于构件本体混凝土。

梁体钢筋绑扎完成后穿成孔波纹管。波纹管与定位网绑紧、绑牢。浇筑前在孔道内穿入PVC管。成孔波纹管偏离设计位置允许误差:距跨中4m范围内≤4mm,其余部位≤6mm。

1.2.3.模板

1.2.3.1.制作

制作的模板具有足够的强度、刚度和稳定性且能多次反复使用。接缝平顺，模面平整，转角光滑，连接孔准确。模板的全长及跨度按图纸要求设置反拱及预留压缩量。模板制作施焊时，按照焊接工艺规定焊接，焊缝高度和长度符合设计要求。

底模支座处平整度在1mm以内，两端支座高差在2mm以内，其余部位平整度控制在2mm／m之内，沿纵向按二次抛物线预设反拱。侧模以4m为单元分片制作。端模加工、安装时保证锚穴位置准确。内模梁端变截面部分采用人工支拆，中间段为液压自动支拆内模。

1.2.3.2.模板的安装和拆卸

钢模安装位置准确，连接紧密，模板接缝处密贴不漏浆。内模拼装成整体后用宽胶带粘贴各个接缝。

外侧模拆模时通过顶压机构使侧模脱离梁体后再吊移。

通过液压系统收缩内模，采用卷扬机缓慢匀速将内模移出，拉出后由吊车分段吊走。及时拆卸滑道并清点各种配件。

拆模时的混凝土强度达到设计强度的60%以上;梁体混凝土芯部与表层、箱内与箱外、表层与环境温差均不大于15℃,并保证梁体棱角完整。在气温急剧变化时不得拆模。

1.2.3.3.模板的使用规定

新制模板进场后进行试拼，检查验收项目有：模板的各部位尺寸及几何形状、模板的稳定性、预埋件的准确位置、模板的强度和刚度、制造精度、表面平整度、连接牢固性及焊缝等。模板的验收由技术、物资设备、施工、安检人员组成验收小组对模板进行验收，做好验收记录，合格后方能投入使用。

模板安装允许偏差

序号	项         目	允许偏差（mm）
1	模板全长	±10
2	底模板宽	+5，0
3	底模中心线与理论位置偏差	≤2
4	桥面板中心线与底模板中心线偏 离设计位置偏差	≤10
5	腹板中心线与设计位置偏差	≤10
6	模板倾斜度偏差	≤3 ‰
7	底模不平整度	≤2 mm/m
8	桥面板宽	±10 mm
9	腹板厚度	+10  0
10	底板厚度	+10  0
11	顶板厚度	+10  0

底模在正常使用时，随时用水平仪检查底板的反拱及下沉量，不符合规定处及时整修。清除底板表面与橡胶密封条处的残余灰浆，均匀涂刷隔离剂。

1.2.4.混凝土施工

1.2.4.1.配合比

高性能混凝土配合比选定是箱梁混凝土施工的关键，根据其体积大、等级高以及泵送的特点考虑强度、弹模、初凝时间、工作度等因素，通过试验确定。

试生产前进行混凝土配合比选定试验,制作抗冻性、抗渗性、抗氯离子渗透性、抗碱-骨料反应性等混凝土耐久性试件各一组，进行耐久性试验，经检验合格后方可使用。

入模前混凝土拌和物的含气量控制在2.5～3.5%。根据泵送混凝土的需要，混凝土拌合物坍落度45min损失不大于10%,陷度控制在14～20cm。

1.2.4.2.混凝土拌制

混凝土在拌合时，按选定的理论配合比换算成施工配合比进行投料拌合，称量精度：水、水泥、掺合料、外加剂的用量为±1%，粗细骨料的用量为±2%（均以质量计）。投料顺序：先投入细骨料、水泥和掺合料，搅拌均匀后，加水并将其搅拌成砂浆，并向搅拌机投入粗骨料，充分搅拌后，再投入外加剂，并搅拌均匀为止。每一投料阶段的搅拌时间不少于30s，总搅拌时间不少于3min。

减水剂采用粉剂型，在施工前14～18小时预先配制成所需浓度的溶液，粉剂在溶液中溶解均匀，无沉淀和结块。为充分发挥减水剂的作用，在拌和时其溶液与水同时加入。

混凝土随拌随用，搅拌与泵送能力相互匹配。搅拌过程中，如因故障中断时，视停机时间决定混凝土是否使用。

1.2.4.3.混凝土运输

采用泵送运输，泵送距离不大于混凝土输送泵允许最大距离。且起始水平段长度不小于15m。输送管路固定牢固，且不与模板或钢筋直接接触。向下输送混凝土时，管路与垂线的夹角不大于12°。

输送管在使用时先用水泥砂浆充分润滑；高温或低温环境下输送管路分别采用湿帘或保温材料覆盖。泵管其它要求符合JG/T3064的规定。

混凝土保持连续泵送，必要时可降低泵送速度以维持泵送的连续性。如停泵时间过长，要清除管内混凝土，并清洗泵机。

1.2.4.4.混凝土灌筑

灌筑方法：因混凝土体积较大，采用两端向跨中同时灌注。浇筑时分层连续推移，一次成型，其水平分层厚度不大于30cm，先后两层混凝土的间隔时间不超过初凝时间。每跨梁的灌筑时间不超过6h。为控制灌腹板混凝土从底坡角处反涌现象，采取以下措施：一是底板混凝土浇筑完毕后，做适当的停顿（具体时间由试验确定）；二是在腹板底坡脚处设挡板。

灌筑顺序：底板—腹板—顶板。斜向分层、水平分段，两侧腹板对称灌筑。

振捣方法：采用侧振为主插入式高频振捣器为辅。插入式高频振动棒采用垂直点振，不平拉，并防止过振，漏振。插入式振捣器振捣时，严禁碰撞预留波纹管。振捣时间要保证混凝土有足够的密实度。

混凝土入模温度控制在5～25℃；模板温度控制在5～35℃。

灌筑梁体混凝土时，混凝土下落距离小于2m，以免混凝土离析。禁止管道口直对腹板槽倾倒混凝土。

在顶板混凝土灌筑后对桥面进行压面，要求坡度顺直，表面平整，平整度控制在5mm/m以内。

当昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于-3℃时，采取保温措施，并按冬季施工处理。

1.2.4.5.混凝土的检验与评定

混凝土试件要求分别从箱梁底板、腹板及顶板随机抽取,每孔箱梁的抗压试件组数为14组；1组作为拆模依据，1组作为预张拉依据，1组作为初张拉依据，3组作为终张拉依据，2组为28d抗压强度的随梁养护试件,5组为28d标养试件（稳定后为4组），1组备用；弹性模量试件为3组，试件组数共计17组。

同配合比、同搅拌站，预制梁每20000m3（或不足20000m3）混凝土抽取抗冻融循环、抗渗性、抗氯离子渗透性、碱-骨料反应的耐久性试件各一组，进行耐久性试验。

混凝土强度评定以一跨梁为验收批，执行《铁路混凝土强度检验评定标准》TB10425-94标准的规定。

1.2.4.6.梁体养护

混凝土养护分蒸气养护和自然养护两个阶段。

1.2.4.6.1.蒸气养护阶段

箱梁桥面施工完毕后，梁体立即用篷布遮盖，进行蒸汽养护，养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段。其中静养4小时方可升温，升温速度不大于10℃/h，恒温养护期间，梁体芯部混凝土温度控制在60℃以内。降温速度不大于10℃/h。在养护过程中定时测温，并作好记录。蒸养期间及撤除保温设施时，梁体混凝土芯部与表层、表层与环境温差不超过15℃。

1.2.4.6.2.自然养护阶段

蒸气养护结束后立即进入自然养护。自然养护时的桥面采用棉毡、海绵或麻袋等覆盖保湿，采用喷雾洒水对梁体进行保湿养护，梁体洒水以能保持混凝土表面充分润湿为度。当环境相对湿度小于60%时，洒水养护28天。当环境相对湿度在60%以上时，洒水养护不少于14天。炎热天气采取边拆边盖、边拆边浇水的工艺措施。

当环境温度低于5℃时，梁体表面喷涂养护剂，采取保温措施，禁止对混凝土洒水。

1.2.5.预应力施工

1.2.5.1.工艺流程

制束→穿束→预张拉→初张拉→终张拉→端头钢绞线切割。

1.2.5.2.张拉设备

1.2.5.2.1.设备选用

千斤顶:选用YCW2500/200型液压千斤顶。

油压表的选用：精度不低于1.0级、最大读数为60MPa、表盘读数分格不大于1MPa、表盘直径大于150mm防震型油压表。

1.2.5.2.2.设备计量标定

张拉千斤顶、油泵、油压表配套标定（采用测力环或传感器），并做好标识，配套使用。千斤顶的校正系数在1.0～1.05之间。油压表校正有效期为一周，校正后的油压表用铅封封口。标定后的千斤顶正常有效期为一个月。

油压表在下列情况重新进行标定：油表校正有效期超过一周；油表使用超过允许偏差；油表在使用时受到剧烈震动、冲击，指针不归零及失稳者。

1.2.5.3.预施应力

工艺流程：钢绞线下料→钢绞线编束→穿束→张拉。

预施应力按预张拉、初张拉和终张拉三个阶段进行。

预张拉是在混凝土强度达到设计强度的60%时带模进行，为不对梁体压缩造成阻碍，此时外模松开，内模拆除。

初张拉在梁体混凝土强度达到设计值的80%和模板拆除后进行，初张拉后梁体方可吊出台位。

终张拉在梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值，龄期不少于10天时进行。

两侧腹板对称张拉，同束钢绞线由二端对称同步进行，张拉顺序按设计图要求进行，预施应力过程中保持两端的伸长量基本一致。

生产初期，进行管道摩阻、喇叭口摩阻等预应力瞬时损失测试，以保证有效预施应力值。

1.2.5.3.2 终张拉的一般操作流程

0→0.2σK（作伸长值标记，测工具锚夹片外露）→σK（静停持荷５分钟）→补拉至σK（测伸长值，测工具锚夹片外露）→锚固→回油到0（测总回缩量、测工作锚夹片外露）。

1.2.5.4.质量控制

梁体混凝土强度弹模达到设计值后开始张拉。为防止梁发生扭曲，要求两侧腹板对称同时张拉，即4台顶同时作业。

在整个张拉过程中，要检查有无断、滑丝现象。终张拉完24小时后，检查工作锚夹片回缩及钢绞线有无断、滑丝现象。全梁断丝、滑丝总数不得超过钢丝总数的5‰，并不得位于同一侧，且一束内断丝不得超过一丝。

张拉力控制以油压表读数为准，以预应力钢绞线伸长值予以校核，在锚固后两端伸长值之和不超过计算值的±6%。

钢绞线每端回缩量不大于6mm。

锚固后夹片表面平整，同束夹片外露量差不超过1mm。

钢绞线及夹片因处理滑丝、断丝而留有明显刻痕或其他伤痕，或同一束钢绞线张拉超过3次时，要予以更换。

终张拉完成后，测量梁体上拱度和弹性压缩量。

每跨梁张拉时，由专人负责及时填写张拉记录。

在终张拉完成后按设计要求对锚具进行防锈处理。

1.2.5.5.钢绞线切割

钢绞线切断端头距锚环外露距离为3～3.5cm，采用砂轮机切割。

1.2.6.管道压浆与封锚

1.2.6.1.压浆与封锚工艺流程

压浆前准备工作→水泥浆的配制→管道压浆→压浆质量检查→凿毛、清理浮浆→锚具防水处理→配制无收缩混凝土→封锚→养护

1.2.6.2.管道真空辅助压浆

预应力钢绞线终拉完毕后在48h内进行管道压浆。压浆前管道内清除杂物及水。压浆时及压浆后3d内，梁体和环境温度不低于5℃。

1.2.6.2.1.水泥浆拌制

加入压浆料，掺用高效减水剂，掺量由试验室确定。不使用含氯化物或其他对预应力钢绞线有腐蚀作用的外加剂。浆体水胶比不超过0.34，水泥浆3h泌水率小于2%,泌出的水在24h以内全部被浆体吸收。水泥浆流动度控制在30s，30min后流动度不大于40s。水泥浆拌制均匀后，经孔格1.2×1.2mm的滤网过滤压入管道，压入管道的浆体不含未搅拌的水泥团块。

1.2.6.2.2.真空辅助压浆

先试抽真空，当管道内的真空度保持稳定时，停泵约1min时间，若压力能保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。

关闭灌浆阀，启动真空泵，当真空度达到并维持在-0.09～-0.10 Mpa值时，启动灌浆泵，打开灌浆阀，开始灌浆。当浆体经过空气滤清器时，关闭真空泵及抽气阀，打开排气阀。观察排气管的出浆情况，当浆体稠度和灌入端稠度一样时，关闭排气阀，仍继续灌浆2～3min，使管道内有一定的压力，最后关闭灌浆阀。浆体注满管道后，在压力为0.5～0.6Mpa压力下持压2min。压浆最大压力不超过0.6Mpa。然后拆下抽真空管的两个活接，卸下真空泵；拆下空气滤清器和灌浆胶管，清洗灌浆泵、搅拌机、阀门、空气滤清器以及沾有灰浆的工具。

压浆时自下向上进行。从水泥浆拌制到压入管道的时间间隔不超过40min。进行管道压浆时控制在正温下施工，并保持无积水和结冰现象。冬季压浆采取保温措施，水泥浆中掺入防冻剂。

同一管道压浆工作一次完成，因故中途停止时间较长（具体时间视情况而定），应用清水将管道内的水泥浆冲洗干净，重新压浆。

1.2.6.2.3.水泥浆检验

制作7.07cm3水泥浆试件两组，一组标养，一组自然养护。水泥浆28d抗压强度≥35Mpa。抗折强度≥7MPa，28d浆体膨胀率为0～0.1%。

1.2.6.3.封锚

封锚混凝土采用无收缩混凝土，其混凝土强度满足设计要求。封锚前，对锚圈与锚垫板间的交接缝用聚氨酯防水涂料进行防水处理。锚穴内四周凿毛。封锚混凝土养护结束后，采用聚氨酯防水涂料对封锚新旧混凝土之间的接缝处进行防水处理。所用聚氨酯防水涂料符合TB/T2965的要求。

每批封锚混凝土制作2组试件；并按《铁路混凝土与砌体工程施工及验收规范》TB10425-94的小样本方法进行评定。

1.2.7.箱梁的移动与存放

利用大吨位龙门吊将箱梁吊移至存梁台座。初张后吊运时梁上避免堆放其他重物，终张拉后的吊运在管道压浆达到规定强度后进行。吊梁时保证三点起吊，吊点位置符合吊装要求。

箱梁落至存梁台座后，用水准仪再次抄平，确认四个支点的相对高差控制在2mm范围内。

前10跨梁用水准仪进行定期跟踪观测支点沉降情况，并做好记录，为后续存梁沉降量的控制提供依据。

存梁支承台座坚固稳定，排水便利，在批量施工前进行单元体（即单个台座）载荷试验，并观测记录基础沉降情况及其他技术指标是否符合设计要求。

1.2.8.静载试验

利用框架式加力架，十点加载检验梁的抗裂性能及静活载挠度。静载试验按TB/T2092-2003《预应力混凝土铁路梁静载弯曲试验方法及评定标准>》办理。