某后张预应力渡槽单端张拉技术
【摘 要】本文以某后张预应力矩形渡槽单端张拉施工为实例，详细介绍了锚固端P型锚的施工工艺和渡槽单端张拉工艺，可为类似工程的实施提供有益参考。
【关键词】P型锚施工 单端张拉 灌浆 施工技术
1、工程概况
某渡槽工程采用后张预应力简支梁板式矩形渡槽结构，跨度20m，渡槽两侧墙体内各设一束抛物线状低松弛钢绞线，每束14根，张拉采用单端张拉。钢绞线极限抗拉强度fptk=1860MPa，公称直径15.2mm，张拉控制应力为0.7fptk；张拉端锚具采用OVM15A-14系列锚具，锚固端采用P型挤压锚具。
渡槽底板厚30cm，墙体厚40cm，渡槽过水净断面为4.5×2.95m（宽×高），采用C50混凝土，设计流量16.3m3/s。
2、渡槽施工流程
支架搭设及预压→渡槽底模铺设→钢筋制安→预应力管道埋设→预应力筋下料、锚固端制作、预应力筋穿束→锚垫板、加强筋等安装→渡槽侧模制安→混凝土浇筑→侧模拆除、混凝土养护→预应力张拉、灌浆、封锚→支架及底模拆除。
3、渡槽混凝土施工
支架搭设、加固完成并预压后，铺设渡槽底模，底模铺设时应根据支架预压观测的弹性变形值预留底模起拱度。底模安装完成后，进行钢筋工序施工。
钢筋材质、加工质量和现场绑扎、焊接质量应满足规范及设计要求，钢筋接头应按规范要求错开布置。钢筋安装完成并检查无误后，进行预应力管道等埋件的埋设工作。
在预应力结构安装完成后，对其及钢筋进行隐蔽工程验收，合格后安装橡胶止水带和渡槽侧模。止水带安装时，采用φ8钢筋作架箍，按间距40cm左右进行固定，以防止水带移位、变形而影响止水效果；不得在止水带上随意打孔。槽身侧模采用定型钢模，止水带处模板采用木模；侧模以φ48钢管作横竖围檩，利用φ12mm止水拉条和燕尾卡固定；两侧墙之间辅以钢管斜撑固定。
模板验收合格后，浇筑渡槽混凝土，渡槽宜一次浇筑成型。振捣采用插入式振捣器，振捣不许触动钢筋、模板、预应力埋件等；锚垫板后钢筋密集部位，应加强振捣。浇筑完成后，做好混凝土的养护工作。
4、预应力施工
4.1 波纹管安装
渡槽钢筋安装并验收合格后，按预应力筋设计坐标进行定位筋放样，安装井字形定位筋，定位筋应点焊成片并与周围主筋焊接以加强其整体性；直线段定位筋间距不大于1m，曲线段定位筋间距不大于0.5m。
预应力筋采用φ90塑料或金属波纹管成孔。管道接长采用接头管，接头管长度20~30cm。接头管两端采用胶带缠裹严密以防渗漏。波纹管安装前、安装后和穿束结束后，检查管道有无孔洞、破裂等缺陷，发现问题及时用胶带缠裹严密。
4.2 钢绞线下料、穿束
钢绞线下料使用砂轮切割机切断，不得使用电弧或气割切割。其下料长度应考虑结构的孔道长度、锚夹具厚度、千斤顶长度和外露长度等因素。钢绞线应放入下料架内下料，并在下料架的钢绞线出口附近设置导向装置，以防钢绞线来回摆动伤人。
下料结束后，制作挤压锚，然后进行预应力筋穿束。为确保挤压头与固定端锚板紧密接触，钢绞线采用人工逐根穿入。钢绞线自锚固端向张拉端缓慢穿入，依次穿过固定端锚板、螺旋筋、约束环和波纹管。穿入时，钢绞线穿入端采用胶带包裹或带上特制塑料帽，以减小与管道的摩擦并防止戳坏管道。
4.3 挤压锚制作
挤压锚采用锚具挤压机施工，挤压机顶杆推动挤压元件、钢绞线和硬钢丝挤压簧穿过挤压模锥孔，由于挤压模锥孔小端直径小于挤压元件外径，穿过时挤压元件受挤压而牢牢地压缩在钢绞线上，挤压簧也碎裂在挤压元件与钢绞线之间，增大了摩擦力，增强了锚固性能。
挤压施工前，检查钢绞线、挤压元件及挤压簧、挤压模锥、挤压顶杆是否配套；钢绞线端面应齐整、无毛刺，毛刺可采用钢钳夹住钢绞线端部反复旋转的方法去除；挤压机与油泵连接后，先空载往返运行千斤顶3~5次，观察油路系统有无渗漏，活塞运行是否均匀，有无爬行现象，空载油压不得高于4%额定油压。
将钢绞线端部自挤压模锥孔内穿过，安装挤压簧和挤压元件后，一并插入挤压机顶杆凹槽内；开动油泵，操纵千斤顶顶杆将钢绞线、挤压元件和挤压簧自挤压模锥中缓慢挤出，完成挤压工作。
挤压施工注意事项如下：
1、挤压簧应缓慢旋入钢绞线端部，各圈钢丝要并拢，密排在钢绞线上，不得有间断或重叠，挤压簧一端与钢绞线端头相平齐，另一端应能露出挤压元件。
2、挤压模内腔要保证清洁，每次挤压后清理一次，并涂摸石墨油膏。每次挤压前，清除干净挤压机顶杆凹槽内的残留物。挤压元件表面应清洁，不得有泥土、灰砂等杂物，以防损坏挤压模。
3、挤压施工时，钢绞线应顶紧、扶正、对中，保证钢绞线、挤压模与顶杆在同一中心线上，以免挤压元件被卡住。
4、挤压时，观测压力表最大数值并做好记录，挤压时压力表读数宜为40～45MPa，如读数小于32MPa，则该挤压件不合格。当顶压到位、压力明显降低后，操纵阀杆，使千斤顶回程，完成挤压工序。
5、挤压后的钢绞线外端应露出挤压头2~5mm。
4.4 锚垫板、螺旋筋和加强筋安装
预应力筋全部穿好后，将固定端锚板按设计位置牢固固定，逐根调整钢绞线，使其挤压头紧贴锚板；调整约束环和波纹管位置，使约束环至锚板的间距不小于50cm；调整螺旋筋至正确位置，设计要求有加强筋时，安装加强筋；将出浆管插入约束环内后，封堵约束环、钢绞线、出浆管之间缝隙，以防水泥浆漏入管道，堵塞出浆管。出浆管采用直径2cm的塑料管，出浆管应引至混凝土面外。
张拉端螺旋筋、锚垫板及加强筋安装，螺旋筋应紧靠锚垫板，加强筋应绑扎牢固、位置准确，必要时将加强筋点焊成整体；波纹管端头应插入锚垫板内，接头处采用胶布缠裹密实，防止漏浆；钢绞线、锚垫板之间空隙及灌浆孔用棉纱堵塞密实；锚垫板应垂直于管道中心线，用螺栓与封头模板紧密固定在一起。
4.5 预应力张拉
张拉施工前，对张拉千斤顶、压力表等设备进行联合标定，并根据其关系曲线计算出各张拉控制应力下压力表的读数；使用中，千斤顶和压力表应严格按标定时的组合使用，严禁混用。
在混凝土达到设计允许的强度后，进行单端张拉，张拉力与伸长量双控，以张拉力为主控，两侧墙预应力束同时、对称、同步张拉。本工程预应力束为抛物线状，单端张拉时预应力束与孔道磨擦较严重，造成应力损失较大，因此张拉时应适当放慢张拉速度，延长持荷时间，并采取超张拉的方法，以减少应力损失。其张拉流程为：0→0.1Kσ，测量伸长量→1.03 Kσ，持荷5min，测量伸长量→千斤顶补油至1.03Kσ锚固。
1、千斤顶就位
将钢绞线按顺序穿入工作锚锚孔内，用套管将夹片均匀打入锚环，确保锚具准确嵌入锚垫板止口凹槽内。然后安装限位器、千斤顶、工具锚和工具夹片，调整锚具和千斤顶位置，使孔道、锚具和千斤顶三者轴线重合。夹片打入时应保证两片接缝大小一致、端面平齐，不可用力过大而敲坏夹片。
锚具不得有锈蚀、水泥浆等杂物；预应力筋锚固夹持段上的浮锈或水泥浆等清除干净；夹片牙面不得有油污、水泥浆或其他杂物，以免滑丝；为方便夹片跟进或退锚灵活，夹片外表面可涂少量润滑剂，工具夹片外可缠绕塑料薄膜。
当工作锚和工作夹片用作工具锚和工具夹片时，使用1～2次后，必须改为工作锚和工作夹片使用到工程中去，以免使用次数过多而出现事故。
2、张拉及锚固
千斤顶充油，两侧墙处预应力束同步张拉至初始应力（0.1kσ）时，用钢尺测量油缸伸出长度及夹片外露量，再稳步超张拉至1.03 Kσ并持荷5min，测量油缸伸出长度及夹片外露量。计算实测伸出长度与理论伸长量之间的误差是否在±6%之内，如不符合要求，应查明原因予以处理。稳压结束，再将千斤顶补油至1.03kσ，回油锚固。张拉施工应做好对预应力筋的应力和延伸率的测量记录。
3、张拉安全操作注意事项
（1）张拉现场设明显标志，安排专人负责指挥，无关人员严禁入内。
（2）张拉时，严禁摸踩及碰撞预应力筋，千斤顶后不得站人，以防预应力筋拉断或锚具、夹片弹出伤人；测量伸长值时，千斤顶应停止供油。
（3）高压油管的接头应加防护套，以防喷油伤人；油泵运转不正常时，立即停车检查；有压情况下，不得随意拧动油泵或各部位的螺丝。
（4）千斤顶支架应稳固，位置合适，以防支架不稳或受力不均而倾倒伤人。
4.6 灌浆及封锚
张拉结束后，对预应力管道及时进行压力灌浆。灌浆前，先切除锚外多余钢绞线，余留长度不小于3cm；然后将锚具外的钢绞线间的空隙用砂浆进行封堵，待砂浆强度达50%设计强度后，方可灌浆；冲洗孔道，排除其中杂物，再用空压机吹去孔内积水。
配合比应根据孔道形式、材料性能、压浆方法及设备等因素通过试验决定。灌浆采用纯水泥浆，水灰比一般在0.4~0.45之间。水泥浆强度应符合设计要求，设计无规定时，强度应不低于30MPa。拌和时，先下水再下水泥，拌和时间不小于1min，达到设计要求稠度后过筛注入压浆机内。水泥浆自调制到压入管道的间隔时间不得超过40min。
在张拉端锚垫板的注浆口安装一节带阀门的短管，以备压注完毕时封闭，保持孔道中的水泥浆在有压状态下凝结。短管和阀门内径不得小于10mm。
灌浆应缓慢均匀地进行，不得中断，若中间因故停歇时，立即将孔道内的水泥浆冲洗干净；灌浆压力开始要小，逐步增加，一般0.5～0.7MPa，以保证孔内水泥浆密实；当锚固端出浆孔饱满出浆，浆浓度与进浆口浓度一致时，堵塞出浆孔，进浆口继续持压2～3min后关闭进浆口阀门。
孔道压浆后，将梁端水泥浆冲洗干净，清除锚垫板、锚具及端面混凝土上的污垢，凿毛端面混凝土，按设计要求对锚具进行防腐保护。然后立模浇筑预留的槽身缺口，混凝土采用C50微膨胀细石混凝土。
5、结束语
通过以上工程实例，详细介绍了锚固端P型锚的施工工艺和渡槽单端张拉工艺。虽然不同建筑物有各自不同的特点，但相对于P型锚施工和单端张拉施工，其施工要求和施工程序基本相同，可以互相借鉴引用。
