本文以仙岳路高架橋箱梁加固工程為實例，介紹了體內(nèi)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在箱梁加固中的應(yīng)用和具體的實施方法，以及在施工中所需要注意的相關(guān)事項，給國內(nèi)其它類似工程起到了借鑒和參考的作用。同時，實踐表明，采用體內(nèi)預(yù)應(yīng)力技術(shù)進行箱梁加固的效果是顯著的，它具有預(yù)應(yīng)力筋張拉方便、錨固結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)耐久性高等特點。

 橋梁簡介:仙岳路是廈門市東西走向的快速路，連接廈門島的兩條重要出島通道——翔安隧道與海滄大橋，與成功大道構(gòu)成廈門市道路網(wǎng)的主要干道。根據(jù)廈門市仙岳路改造工程的總體部署，改造部分的仙岳路段有三座跨線橋：嘉禾路跨線橋、蓮岳路跨線橋、湖濱東路跨線橋。這三座跨線橋施工設(shè)計為采取頂升的方式調(diào)整現(xiàn)有跨線橋的標(biāo)高和曲線，從而實現(xiàn)與新建高架橋的相接。由于橋梁頂升后箱梁頂面高程與設(shè)計高程仍存在一定的差值，為使改造后的橋梁縱斷面現(xiàn)行滿足快速路要求，需通過設(shè)置混凝土調(diào)平層來調(diào)整，設(shè)置后最大調(diào)平層厚度為41cm。由于調(diào)平層較厚，勢必增加箱梁自重，經(jīng)過對現(xiàn)狀混凝土箱梁進行檢算后，邊跨原有預(yù)應(yīng)力布置不能滿足受力要求，必須對既有箱梁的邊跨進行加固處理，加固方案采用體內(nèi)預(yù)應(yīng)力法。

箱梁加固施工方案

   本次改造工程共涉及第五聯(lián)(湖濱東路跨線橋第一聯(lián))、第三十聯(lián)(福廈路口跨線橋第一聯(lián))兩聯(lián)，第五聯(lián)為4×35m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，第三十聯(lián)為4×36m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。其中兩聯(lián)的兩個邊跨需要進行體內(nèi)預(yù)應(yīng)力加固。在每個邊跨的每條中腹板兩側(cè)布置2束12φs15.20mm型預(yù)應(yīng)力索，按體內(nèi)預(yù)應(yīng)力束布置，即沿箱梁縱向設(shè)置一道縱梁，將預(yù)應(yīng)力束包裹在內(nèi)。預(yù)應(yīng)力束端部設(shè)置齒塊，張拉錨固后，對預(yù)應(yīng)力管道進行壓漿處理。

   第五聯(lián)兩個35m跨每箱室均布置2束預(yù)應(yīng)力索，每束26.5米長，共有三個箱室，共計12束，第三十聯(lián)兩個35m跨每箱室均布置2束，每束27.5米長，共有三個箱室，共計12束。預(yù)應(yīng)力束采用抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值f p k =1860Mpa的高強低松弛鋼絞線，錨下控制應(yīng)力σcon=1300Mpa ,錨具采用15-12型群錨系統(tǒng)。新增縱梁通過植筋與箱梁底板連接在一起，植筋間距在端部2米范圍內(nèi)為10cm ,中間段為30cm，鋼筋直徑φ16，抗拔力不小于40KN。縱梁混凝土采用C55混凝土。

 施工工藝

 箱梁加固的施工流程為：施工準(zhǔn)備→箱室內(nèi)鑿毛清理→植筋→綁扎鋼筋，預(yù)埋波紋管和喇叭管→穿預(yù)應(yīng)力鋼束→安裝縱梁模板→澆筑縱梁混凝土→(待橋梁頂升完成后)進行預(yù)應(yīng)力張拉、錨固→壓漿、封錨。

 箱梁加固具體的施工工藝如下：

　1.施工準(zhǔn)備：

 (1)施工前，為便于人員施工，需在各聯(lián)橋面每箱室的適當(dāng)位置各鑿2個人孔，鑿人孔時盡量避開預(yù)應(yīng)力及普通鋼筋，人孔設(shè)在頂板1/4跨處。

(2)各項臨時設(shè)施、動力、照明、通風(fēng)、安全設(shè)施、施工機具、人員進場。

(3)所用的原材料，嚴(yán)格按設(shè)計要求和規(guī)范規(guī)定進行檢測。

 2. 箱室內(nèi)鑿毛清理

 根據(jù)設(shè)計圖紙對每道預(yù)應(yīng)力縱梁進行放樣，然后用空壓機進行鑿毛，清理。

 3.植筋

 (1)鉆孔根據(jù)設(shè)計圖紙測出植筋位置，彈出十字線進行中心標(biāo)記，植筋間距在端部2米范圍內(nèi)為10cm,中間段30cm。鋼筋直徑為φ16，鉆孔直徑為φ20。根據(jù)測量的準(zhǔn)確位置，用專業(yè)鉆具鉆進。鉆孔時保證孔道順直，鉆孔深度21cm，植筋深度20cm。鉆孔時注意避開梁體鋼筋，所有鉆孔位置設(shè)計時已經(jīng)考慮了避開既有箱梁的預(yù)應(yīng)力鋼筋。鉆孔時，鉆頭必須始終與鉆孔面保持垂直。

 (2)清孔鉆孔完成后，可進行清孔操作。清孔的目的是要吹清孔內(nèi)粉塵，采用專用毛刷和吹風(fēng)機配合進行。清孔時用“四吹三刷” 法，即先吹清孔浮塵，然后用專用毛刷清刷孔壁，清刷時毛刷在孔內(nèi)抽拉轉(zhuǎn)動，如此反復(fù)吹刷，清理干凈孔內(nèi)粉塵。質(zhì)量控制關(guān)鍵為孔洞必須清掃干凈，以增強孔壁與結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)力。

 (3)鋼筋處理鋼筋采用鋼絲刷除去表面鐵銹和氧化層。質(zhì)量控制關(guān)鍵是鋼筋植入部分表面干凈，以增加與結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)力。

 (4)注膠清孔完畢及時進行注膠，避免雜物掉落堵孔。植筋膠采用天力信注射式植筋膠TLS-200，根據(jù)產(chǎn)品說明書確定具體方法，一般液體狀膠可用手持式自動壓力灌漿器進行注膠操作。拉動拉桿，將植筋膠拌合物吸入內(nèi)囊，注膠時要注意排除鉆孔內(nèi)的空氣，將注膠嘴伸入鉆好的植筋孔孔底，推動拉桿使膠料注入孔內(nèi)，邊推拉桿邊向孔外拔灌漿器，直至灌漿器注膠嘴抽出至離孔口1/3孔深時方可停止注膠，以植入拉結(jié)筋后膠液略有被擠出為度。一次植筋膠拌合物注膠完成后，應(yīng)把套筒、彈簧、拉桿用丙酮清洗干凈，以利再用。質(zhì)量控制關(guān)鍵是從底開始注膠，膠體不得有氣泡存在。

 (5)植筋：植筋應(yīng)在注膠完成后立即進行。為保證膠體飽滿，注膠完成后，將加工好的N1鋼筋或N2鋼筋緩緩旋轉(zhuǎn)插入植筋孔，并調(diào)整到豎直位置。操作時要邊插入邊沿一定方向轉(zhuǎn)動多次，以使植筋膠與拉結(jié)筋和混凝土孔壁表面粘結(jié)密實。拉結(jié)筋要插入孔道最深處，常溫下保證一天不擾動。質(zhì)量控制關(guān)鍵是鋼筋必須緩慢旋入。

 同時，對所植鋼筋進行抗拔試驗，確保其抗拔力滿足設(shè)計要求(單根40KN)，抽檢頻率為1%且不小于3件。

 4.綁扎鋼筋、安裝波紋管

 對橋面加工成型好的鋼筋進行系統(tǒng)編號，按梁段施工順序，由人孔進入箱體進行綁扎。為保證預(yù)應(yīng)力管道位置和曲線形狀符合設(shè)計要求及澆筑砼后管道順暢，施工中對波紋管的安裝要十分小心謹(jǐn)慎，嚴(yán)禁施焊或用力碰撞擠壓。管道接長可用略大一些的波紋連接管套接，連接管長度約需接長管道內(nèi)徑的6倍，將接縫處用防水膠帶裹緊。

 為保證預(yù)應(yīng)力管道定位準(zhǔn)確牢固，嚴(yán)格按施工圖所示的鋼束大樣設(shè)置定位鋼筋的縱向間距(直線段≤100cm、曲線段≤50cm)。為了防止?jié)仓r上浮，擬用“井”字形定位架，將管道與鋼筋骨架固定，管道軸線必須與錨板端面垂直。

 5.穿預(yù)應(yīng)力鋼束

 用切割機將鋼絞線按設(shè)計長度(包括兩端工作長度)切割下料。

 穿束前先用壓力空氣機吹凈孔道，使孔道暢通無水份和雜物。穿束后，檢查波紋管道是否有破損，若有破損利用封箱紙及時修補、防漏。排氣管、壓漿管設(shè)置在管道兩端。

 6.安裝縱梁模板

 采用木模板，模板在現(xiàn)場拼裝，模板的接縫必須密合，如有縫隙，采用107膠堵塞嚴(yán)密，以防漏漿。

 7.澆筑縱梁混凝土

 縱梁混凝土采用C55混凝土。澆注砼時，采取汽車泵送至橋面人孔內(nèi)再輔助人工澆筑。

 1)砼泵送前先泵送清水潤濕管壁，再泵送砂漿洗滌管內(nèi)殘余沾粘物，以減少管壁對砼的摩阻力。

 2)保持泵送的連續(xù)性，每間隔10min泵送一二個行程，以防產(chǎn)生堵管，一旦發(fā)現(xiàn)堵管，及時進行排除，

 3)砼采用插入式振搗器振實。

 8.預(yù)應(yīng)力張拉、錨固

 當(dāng)箱梁的頂升工作全部完成，縱梁混凝土強度達到設(shè)計強度的90%，且齡期達到7天以后,便對梁體進行張拉。張拉時采用張拉力與引伸量來進行雙控，當(dāng)張拉力達到控制力時，實際引伸量應(yīng)控制在理論引伸量的±6%范圍內(nèi)，若超出范圍則應(yīng)暫停張拉，等查明原因并采取措施予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。

 張拉程序:0→初應(yīng)力10%σcom →20%σcom →σcom (持荷2min錨固) →大小油缸回零

 預(yù)應(yīng)力束在張拉控制應(yīng)力達到穩(wěn)定后千斤頂回油錨固，錨固后的預(yù)應(yīng)力束外露長度不得小于30mm，多余的預(yù)應(yīng)力鋼絞線用砂輪切割機割除。

 預(yù)應(yīng)力鋼束張拉時要盡量避免出現(xiàn)滑絲、斷絲現(xiàn)象，應(yīng)確保在同一截面上的斷絲率不大于1%，而且限定一根鋼絞線斷絲不得超過1根。

 9.壓漿、封錨

 (1)壓漿

 真空壓漿的施工：壓漿之前，在孔道的一端采用真空泵抽吸預(yù)應(yīng)力孔道中的空氣，使之產(chǎn)生0.08Mpa以上的真空度，然后用壓力泵以≥0.7Mpa正壓力將水泥漿從孔道的另一端壓入，直至充滿整條孔道。由于孔道內(nèi)只有極少的空氣，很難形成氣泡，同時由于孔道與壓漿泵之間的正負(fù)壓力差，有效提高了預(yù)應(yīng)力孔道壓漿的飽滿度和密實度。

 (2)封錨

 管道壓漿完成、水泥漿達到設(shè)計強度后，安裝封錨鋼筋網(wǎng)片并與錨板連接，安裝模板，進行封錨混凝土灌注。封錨混凝土強度與梁體強度相同，坍落度為8～10cm為宜，宜采用5～10mm骨料，振搗應(yīng)密實，澆注后應(yīng)進行有效養(yǎng)護，防止出現(xiàn)裂紋。

 封錨工序為：錨穴周邊混凝土鑿毛→清掃并濕潤→混凝土填塞→抹平表面

施工注意事項

 1.由于箱梁底板只有25cm，而植筋鉆孔深度為21cm，故在鉆孔時要采取措施控制好鉆孔深度，避免鉆機鉆穿底板。

 2.在對縱梁進行鑿毛時由于會產(chǎn)生較大的粉塵，而箱室內(nèi)空間較狹小、呈封閉式結(jié)構(gòu)，只靠幾個人孔通風(fēng)，故鑿毛前施工人員要帶好口罩，并事先在人孔位置安置鼓風(fēng)機，做好通風(fēng)排塵措施。

 3.在對縱梁混凝土進行澆筑時由于正值夏季，同時澆筑混凝土?xí)r會產(chǎn)生較大的水化熱，工人在箱室內(nèi)澆筑混凝土?xí)r要做好降溫措施，澆筑時間盡量選擇在晚上，同時澆筑前在箱室內(nèi)要事先放好冰塊，以起到降溫效果。

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