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摘要：预应力桥梁作为现代公路的主要结构形式，在现今的公路工程中得到了广泛应用。某机场高架桥即采用了现浇预应力混凝土施工方法，因场地限制及美观要求，该高架桥采用了一墩两桥、偏心受压、墩梁固结的预应力墩柱结构。本文以该高架桥偏心受压墩柱结构施工为依托，分析了大偏心预应力墩柱施工的关键技术。
关键词：预应力墩柱；一墩两桥；大偏心
1.工程概况：
该项目为机场内市政桥梁工程，人流量大，外观要求高；场地受限制，桥梁设计紧凑。为保证场内布局及外观要求，该工程局部采用了立体交叉式桥梁布局，上部桥梁横截面尺寸为14.206m，桥梁结构中心与墩柱中心偏距1.541m；下部桥梁横截面尺寸为14.02m，桥梁结构中心与墩柱中心偏距2.468m，预应力墩柱高度为19m，截面尺寸为2.5m×3.2m，要求墩梁固结，预应力施工方式为后张法单端张拉，单根钢束长度最长为22.613米。
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图 1偏心受压墩柱预应力示意图
2.施工工艺：
预应力墩柱施工工艺流程为：承台钢筋安装￫钢绞线支架搭设￫钢绞线下料￫结构外编束￫钢绞线整束吊装及定位￫小循环注浆系统安装￫承台浇筑￫墩柱分节钢筋安装￫墩柱分节钢绞线定位￫墩柱分节浇筑￫现浇箱梁施工￫预应力张拉￫孔道压浆￫封锚。
3.施工关键技术：
3.1钢绞线下料及编束
墩柱预应力工程采用后张法单端张拉，需在结构浇筑前将预应力钢束提前下料编束并预埋进结构中。但因钢束过长过重，钢绞线在下料编束时存在下料长度不足，后期无足够工作长度及固定端穿束困难等情况。为避免后期因定位损耗等因素导致后期钢束工作长度不足，在下料时需选择宽阔场地切割下料，下料尺寸需比设计尺寸与工作长度之和长20cm至30cm。钢绞线编束时，因钢绞线长度达24m，在钢束固定端挤压锚加工后再穿束极不方便，因此本工程采用先穿束再加工固定端挤压锚的方法施工。施工方法具体为：
1)在宽阔长度上铺设柔软PE板，防止钢绞线拖动过程中磕碰损坏。
2)下料尺寸按照设计尺寸与工作长度之增加30cm下料，下料时砂轮切割机切割，不得采用电弧焊切割，切割前应在离钢绞线端头50cm左右采用铁丝捆紧，防止“爆丝”。
3)将钢绞线按照设计根数穿入波纹管中，固定端预留出60cm以供下步加工固定端挤压锚使用。
4)螺旋筋与紧箍环安装到位后，将挤压式锚具逐个加工，检查完整性后回束，编束完成。
3.2预应力安装定位及加固
预应力墩柱高度为19m，墩柱截面尺寸为2.5m×3.2m，高宽比为7.6。按设计要求，施工时墩柱需按照系梁下、系梁、系梁上三个部分浇筑，钢筋骨架无法一次绑扎成型，预应力钢绞线无法依靠墩柱钢筋骨架定位。
为保证预应力墩柱钢绞线定位，本工程采用墩柱外搭设碗扣式支撑系统进行预应力钢绞线支撑固定。具体做法为：
1）承台浇筑回填后搭设稳定的盘扣支撑体系，使用25t吊车将预应力钢束吊装固定至支撑体系上
2）每部分墩柱钢筋骨架绑扎完成后，使用机械配合将预应力钢束使用“U”型钢筋焊接定位到钢筋骨架上，定位复核后绑扎箍筋，安装模板浇筑。
3）因为预应立束与模板安装有干扰，因此模板安装时需要把所有的预应力束采用一台汽车吊机吊离架体，模板安装完成后再把预应力束放回支撑系统上，反复配合墩柱模板安装。
3.3预应力张拉
箱梁结构浇筑完成，结构强度达到95%后，可进行预应力张拉工序。但预应力墩柱钢束距结构外边仅20cm，容易在张拉施工时产生结构应力，使墩柱产生裂缝，严重时可能破坏墩柱结构。
为避免张拉时应力增加过快，破坏结构主体，本工程采用多级交叉循环张拉的施工方法。具体施工方法为
1）预应力张拉施工前，按照从中间向两边，应力对称的张拉原则对墩柱钢束进行张拉顺序编号，具体见下图3.3-1 墩柱预应力张拉顺序示意图。
2）张拉前，先使用小型千斤顶对钢束进行单束试张拉，调查波纹管是否堵塞。
3）正式张拉时，采用400t千斤顶按照10%σcon→20%σcon→40%σcon→60%σcon→80%σcon→100%σcon六个应力等级张拉，张拉时严格监控墩柱偏距、位移及外观情况，若墩柱出现不正常的偏距、位移与裂缝，承台是否发生位移、连接系梁与墩柱是否开裂等，如发现此类情况需立刻停止张拉并找明原因，排除异常后才可继续张拉。
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图3.3-1 墩柱预应力张拉顺序示意图
3.4钢绞线保护与压浆
预应力墩柱施工中，墩柱钢绞线从承台施工即安装在墩柱中，直至箱梁施工完成才能进行张拉封锚，完成封闭。施工周期长，预应力管道可能会浸水潮湿，增大钢绞线锈蚀概率。
为防止预应力管道进水严重锈蚀预应力钢绞线，采用承台底预埋20不锈钢管排水系统的方式检查排除预应力管道浸水。具体做法为市场采购不锈钢管（要求两头车丝，方便球阀与弯头连接），承台浇筑前将不锈钢管插入预应力固定端管道，向下倾斜安装预埋，在外部端头使用球阀封闭。在承台、墩柱施工时定期打开球阀检查预应力管道浸水情况；若有浸水，则通过不锈钢管排水系统排除（不锈钢管排水系统详见图3预应力管道排水系统示意图）。该排水系统不但可以在预应力施工前保障预应力管道通畅干燥，而且在预应力工程压浆施工时作为压浆管保证自下而上压浆，压浆密实，持压稳定。
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图 3预应力管道排水及压浆管道示意图
4.安全与质量控制措施
4.1安全管控措施
支撑架体应考虑高宽比搭设，采用抱箍形式与相邻墩柱加强连接，墩柱浇筑一节后进行抱柱连接，预应力束存在反复吊装，吊装采用合成纤维吊带吊装，应考虑吊重问题，模板安装过程中应考虑预应力束与模板安装交叉施工安全问题，张拉时应应采用单顶试张拉，防止因为预应力孔道堵塞出现安全隐患，注浆从底下向上注浆，高度接近20m，压力较大，注浆时人员应远离注浆管。
4.2 质量管控措施
预应力管道固定端预埋在承台内时定位应精确，预应力管道随着墩柱施工逐渐提升，应加强定位筋安装，防止因自重发生下挠，应按照设计要求调整角度及张拉槽口端预埋位置，应检查预应力管道在吊装及钢筋安装时预应力管道是否破损，张拉前严格检查锚垫板下部混凝土是否密实，若不密实需采取剔凿灌浆补强或加厚不锈钢板补强等措施加强锚下持力层后才可进行预应力张拉。墩柱预应力张拉时，应严格按照设计张拉顺序张拉，采取张拉力和伸长量双控，预应力筋实际伸长值与理论伸长值控制在±6%以内。如发现伸长量值异常应停止张拉，查明原因并提出解决方案，待批准后方可继续张拉。墩柱张拉时，应对墩柱、相邻墩柱、承台、系梁等进行监控，包括结构是否开裂及偏移情况，如果出现异常偏移及声响，立即疏散周围施工，未明确异常情况产生原因并找到解决措施前，人员不得靠近墩柱预应力施工影响区域，压浆应压力为0.4Mpa，防止漏气或漏浆，直到墩顶冒出浆液浓度满足要求稳压一段时间后即可。
5.结语
预应力钢绞线的张拉锚固体系是一项集多行业、多相关工种 技术复杂、工艺严密的综合性系统工程 ，必须严格按照国家有关质量标准，遵循相关工序操作规程、规范，严格控制施工工艺，确保预应力施工质量，本文从偏心受压预应力墩柱的施工过程质量控制为线索，探讨了一墩两桥大偏心竖向预应力墩柱在施工过程中的质量控制要点，希望能给以后的相似工程提供经验帮助。
参考文献：
[1]胡来平、杜航.浅析后张法预应力技术在桥梁施工中的应用.科技创新导报，2010（4）。
[2]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ023-85）[s]
[3]冯大斌、栾贵臣.后张预应力混凝土施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社.1999.1
[4]李文静.公路桥梁施工中现浇箱梁施工技术探析[J].中国高新技术企业,2015(13):102-103.
作者简介：陈原平男1995.11本科助理工程师18875004820
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