CN114855617A - 一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法，作为后期桥梁需要加固维修的技术储备，包括以下步骤：预埋件的安装：在悬浇箱梁施工时，同步进行预埋件的安装；体外索的穿束：利用预埋件上的安装孔，通过牵引装置，将钢绞线构成的体外索逐一牵引至箱梁内的锁孔道处，进行穿束；体外索的拉伸：按照单束单根两端张拉，先对称张拉内侧体外索，后张拉外侧体外索的顺序进行体外索的拉伸；锚头防腐：固定位于锚具端的体外索，通过锚头内灌注油脂的方式，进行锚头防腐处理；保护罩和减震定位装置的安装：在锚具的锚头处安装保护罩，并通过预埋钢板，在设计位置安装减震定位装置。具有施工效率高，可操作性强，施工成本低，具有较好的经济效益。

Description

一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法

技术领域

本发明涉及连续梁桥体外预应力施工技术领域，尤其涉及一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法。

背景技术

我国地域广袤，桥梁建设范围广，无论在沿海、内陆平原，还是在西部山区，在新建桥梁中鲜有采用体外预应力技术，遇到因桥梁年久失修，导致桥梁后期出现结构破坏，影响结构安全及使用寿命，后期维修难度过大。因此，现有新建桥梁施工过程中，同时考虑体外预应力，在桥梁运营年份过久、受力状态无法满足设计要求时，可张拉体外预应力，以保证桥梁运营的安全性和耐久性。

从以往经验及实践来说，体外预应力体系布置灵活，不仅可用来改善桥梁梁板的抗弯性能，还可以用来改善构件的抗剪性能，从而提高应力状态下的结构。它具有以下优缺点：(优点)体外预应力安装在混凝土结构外，无须留孔与灌浆，预应力钢束可以根据实际工程情况选用多种线形布置，预应力钢束仅在锚固点和转向块处与混凝土结构有协调变形关系。从施工角度来说预应力钢束精度容易控制，钢束布置在外，不需要预留预应力管道，简化了，提高混凝土的整体质量和耐久性。从受力角度来看，体外预应力因钢束变形发生在锚固点或转向处，承载力均匀分布，预应力损失小，预应力结构能力不会削弱。从后期维护角度来看，钢束易于检测、维护、可查、可换、可修。(缺点)体外预应力的缺点：钢束布置在外，防腐、保护相对困难，易受外界影响。锚固及转向区容易产生集中应力，局部受力大，锚固点施工要求高。

在现代结构工程中，体外预应力可以追溯到1936年，德国工程师FranzDischinger利用这一技术设计了世界上第一座体外预应力桥梁，但由于体外索的防护与防腐问题在当时未能得到很好的解决，在随后的30年间基本很少应用，体外预应力技术也就基本处于停滞状态。

20世纪70年代初，欧洲各国相继发现了体内预应力技术存在的缺陷，即密集的管道造成混凝土灌注的困难；管道中的预应力束因压浆不密而产生腐蚀，又难以检测和更换。同时，斜拉桥的发展使拉索的防腐技术日益进步，在这一形势下，体外预应力又重新登上了舞台。另一方面，法国在大量桥梁由于老化及荷载等级的提高，需要加固与维修中采用体外预应力并取得丰富的工程经验，为建设新桥梁时采用体外预应力技术提供依据。

随着我国经济建设的发展，公路网已基本形成，但是公路网中部分桥梁抗震性能不良、承载力不足，影响其安全及使用功能，需要进行加固措施提高承载力以适用交通需要，旧桥加固将是桥梁工程界的一个迫切任务，体外预应力是一种有效的桥梁加固方法，简单易行，不影响行车，受力途径明确，能显著提高结构承载力和抗裂度，有效改善结构受力状态，促进体外预应力技术的发展。

这种施工快捷，养护方便，又易于检测和更换的新技术逐步成为国际上最常用的混凝土桥梁形式，并且也符合全寿命和可持续发展的当代设计理念。

但是，现有的体外预应力施工，如果直接通过旧桥加固维修增设体外预应力，存在投入多，工期长，经济效益差等缺点，故难以满足现有的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法，通过预埋件与悬浇箱梁的同时施工，提高了工期效率，有利于环保。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现。

一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法，作为后期桥梁需要加固维修的技术储备，包括以下步骤：

预埋件的安装：在悬浇箱梁施工时，同步进行预埋件的安装；

体外索的穿束：利用预埋件上的安装孔，通过牵引装置，将钢绞线构成的体外索逐一牵引至箱梁内的锁孔道处，进行穿束；

体外索的拉伸：按照单束单根两端张拉，先对称张拉内侧体外索，然后张拉外侧体外索的顺序进行体外索的拉伸；

锚头防腐：固定位于锚具端的体外索，然后通过锚头内灌注油脂的方式，进行锚头防腐处理；

保护罩和减震定位装置的安装：在锚具的锚头处安装保护罩，并通过预埋钢板，在设计位置安装减震定位装置。

作为本发明的进一步改进，所述预埋件的安装中，所述预埋件至少包括锚垫板、螺旋筋、转向器和减震定位器。

作为本发明的进一步改进，所述预埋件的安装中，所述锚垫板、螺旋筋和预埋管与悬浇块钢筋绑扎过程同步进行。

作为本发明的进一步改进，所述预埋件的安装中，还包括转向器和导管的安装，具体为：在横隔板与悬浇块绑扎钢筋时，安装所述转向器以及导管，且利用钢筋骨架固定所述转向器和导管。

作为本发明的进一步改进，所述预埋件的安装中，还包括减震定位装置中固定组件的预埋，具体为：分别在箱梁顶板和底板的设定位置处，预埋固定组件，且所述固定组件在悬浇块段施工中同步定位埋设。

作为本发明的进一步改进，还包括横隔板的施工，具体为：先施工悬浇块段，预留横隔板钢筋、中跨及边跨横隔板，待悬浇块段推进施工后同时施工。

作为本发明的进一步改进，所述体外索的穿束中，还包括钢绞线的防护，具体为：在悬浇的箱梁顶部，设置滚轮，所述钢绞线通过滚轮进行穿束。

作为本发明的进一步改进，所述体外索的穿束至少包括锚垫板的穿束以及转向器处的穿束，且在体外索的穿束前，所述锚垫板以及转向器上的孔道均已被清扫。

作为本发明的进一步改进，所述体外索的拉伸之前，还包括安装锚具，具体为：利用夹片将穿束的钢绞线推入锚具中，并通过夹片夹持所述钢绞线；

作为本发明的进一步改进，所述体外索的拉伸中，每束体外索的张拉顺序均为：从上往下，从左往右，单根张拉。

本发明的有益效果如下：

本发明中的施工方法，新建桥提前考虑设置体外预应力相比较于旧桥需要加固时在增设体外预应力而言，则整个维护期的工艺流程简单，施工周期短，人工投入少，物资投入少，不会对原桥进行破坏，维护时在箱室内施工，不影响桥梁美观，可在不影响交通的情况下进行；施工噪音小，污染小，利于环保要求，由于人员、物资、机械投入少，进而工期短，经济效益好。

本发明中的施工方法，新建桥梁后在一定使用期限后，桥梁需要加固维修时使用，新建桥提前考虑设置体外预应力相比较于旧桥需要加固时在增设体外预应力而言，其具有施工效率高，可操作性强，施工成本低，具有较好的经济效益。

附图说明

图1为本发明提供的一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法的工艺流程图；

图2为本发明提供的锚具的结构示意图；

图中：

600、锚具；610、预埋管；611、穿束腔；620、保护罩；630、锚垫板；631、加固部；640、密封筒；641、隔离装置；642、密封组件；650、螺旋筋；660、工作锚板；661、工作夹片。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

实施例1

本实施例中，结合主要的施工进行介绍。

本实施例中，参照附图1所示，一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法，作为后期桥梁需要加固维修时的技术储备(用于旧桥加固)，包括以下步骤：

预埋件的安装：在悬浇箱梁施工时，同步进行预埋件的安装；

体外索的穿束：利用预埋件上的安装孔，通过牵引装置，将钢绞线构成的体外索逐一牵引至箱梁内的锁孔道处，进行穿束；

体外索的拉伸：按照单束单根两端张拉，先对称张拉内侧体外索，然后张拉外侧体外索的顺序进行体外索的拉伸；

锚头防腐：固定位于锚具端的体外索，然后通过锚头内灌注油脂的方式，进行锚头防腐处理；

保护罩和减震定位装置的安装：在锚具的锚头处安装保护罩，并通过预埋钢板，在设计位置安装减震定位装置。

本实施例中的施工方法，新建桥提前考虑设置体外预应力相比较于旧桥需要加固时在增设体外预应力而言，则整个维护期的工艺流程简单，施工周期短，人工投入少，物资投入少，不会对原桥进行破坏，维护时在箱室内施工，不影响桥梁美观，可在不影响交通的情况下进行；施工噪音小，污染小，利于环保要求，由于人员、物资、机械投入少，进而工期短，经济效益好。

本发明中，预埋件的安装与悬浇箱梁施工同步进行时，将技术控制重点侧重于预埋位置及转向器角度和方向布置，严格按照图纸位置进行精确量测放样定位，避免了预应力局部硬化以及磨损过大等。

本发明中，相比于简单的拉伸和锚定等，通过锚具的增加，以及施工过程的配合，使得产生的体外预应力能够实现对于旧桥的加固，同时这种施工方式更加快捷，养护方便，又易于检测和更换的新技术逐步成为国际上最常用的混凝土桥梁形式，并且也符合全寿命和可持续发展的当代设计理念。

本发明中的施工方法，新建桥梁后在一定使用期限后，桥梁需要加固维修时使用，新建桥提前考虑设置体外预应力相比较于旧桥需要加固时在增设体外预应力而言，其具有施工效率高，可操作性强，施工成本低，具有较好的经济效益。

现有技术中，新建桥提前考虑设置体外预应力，相比较于旧桥需要加固时在增设体外预应力而言，本发明中的整个桥梁加固的工艺流程简单，施工周期短，人工投入少，物资、机械投入少，进而工期短，经济效益好；同时不会对原桥进行破坏，施工过程对车辆通行影响较少；施工噪音小，污染小，利于环保要求。

实施例2

本实施例中，结合预埋施工进行介绍。

具体地，所述预埋件的安装中，所述预埋件至少包括锚垫板630、螺旋筋650、转向器和减震定位器。

本实施例中，将这些进行预埋，能够为后期的进一步施工，提供便利。

为了确保预埋后的施工中，各个预埋件的稳定性等，所述预埋件的安装中，所述锚垫板、螺旋筋和预埋管与悬浇块钢筋绑扎过程同步进行。通过这种方式，能够使得各种预埋件能够与钢筋绑扎进行互相的限位，同时施工效率高。

具体地，所述预埋件的安装中，还包括转向器和导管的安装，具体为：在横隔板与悬浇块绑扎钢筋时，安装所述转向器以及导管，且利用钢筋骨架固定所述转向器和导管。

现有技术中，在转向、锚固装置与预应力筋的接触区域，由于摩擦和横向力的挤压作用或构造措施不当，容易产生预应力筋局部硬化和摩阻损失过大，故本实施例中，同预埋安装，以及钢筋骨架定位等，使得预应力筋在折角点的位置高度准确，避免产生附加应力。

本实施例中，转向器设置在新建桥梁施工过程中预埋在横隔板位置，无需安装转向架，安装起来更加方便。

为了确保减震定位组件装配后的牢固性，所述预埋件的安装中，还包括减震定位装置中固定组件的预埋，具体为：分别在箱梁顶板和底板的设定位置处，预埋固定组件，且所述固定组件在悬浇块段施工中同步定位埋设。

本实施例中，新建变截面箱梁是在箱梁顶预埋钢板通过螺杆与环氧涂层钢绞线连接；而现有技术中是在旧桥梁上腹板处打孔后安装减震器，其不如本实施例中的方式牢固。

实施例3

本实施例中，结合其他步骤进行介绍。

进一步地，还包括横隔板的施工，具体为：先施工悬浇块段，预留横隔板钢筋，中跨及边跨横隔板待悬浇块段推进施工后同时施工。

本实施例中，为了确保更好的穿束，所述体外索的穿束中，还包括钢绞线的防护，具体为：在悬浇的箱梁顶部，设置滚轮，所述钢绞线通过滚轮进行穿束。

进一步地，为了确保穿束中的顺利，所述体外索的穿束至少包括锚垫板的穿束以及转向器处的穿束，且在体外索的穿束前，所述锚垫板以及转向器上的孔道均已被清扫。

本实施例中，在穿束前，还包括体外索下料，具体是在待下料位置，每间隔2-3m布置一块滑轮(避免PE被划破)，钢绞线两端的PE护套最后要切除。

为了夹持钢绞线，所述体外索的拉伸之前，还包括安装锚具，具体为：利用夹片将穿束的钢绞线推入锚具中，并通过夹片夹持所述钢绞线；

本实施例中，所述体外索的拉伸中，每束体外索的张拉顺序均为：从上往下，从左往右，单根张拉。

实施例4

参照附图2所示，本实施例中的锚具600包括预埋管610以及与预埋管610不等径的保护罩620，所述预埋管610和保护罩620通过锚垫板 630连接，所述锚垫板630使得预埋管610与保护罩620之间形成变径腔，若干个所述钢索400，呈扩径或缩径方式，分散于所述变径腔中。

本实施例中，锚具中，锚垫板形成变径腔，相比于同一直径的腔体，此时变径腔内的钢索，能够形成扩径或缩径，进而预应力产生时，也不是集中在一个直径范围内，而可以进行对应的调整，在锚具对应的桥体截面宽度调整时，变径腔对应调整。

参照附图2所示，所述锚垫板630两端分别设有加固部631，且靠近保护罩620一侧的加固部631的加固厚度大于靠近预埋管610处的加固部631的加固厚度。

本实施例中，为了确保变径腔的稳定性，故增加了两个加固部，使得在产生预应力时，钢索两侧能够具有稳定加固机构，确保钢索的稳定性。

进一步地，两个加固部631，分别形成突出于预埋管610以及突出于保护罩620的凸起结构。

本实施例中，加固部突出设置，在高度方面，高出预埋管以及保护罩设置，使得这两者能够通过加固部的配合，形成更加牢固的结构。

具体地，所述保护罩620通过螺栓与所述凸起结构固定。

本实施例中，保护罩与锚垫板连接时，通过高处的位置进行连接，距离钢索比较远，能够保证，在较大的区域内，对于产生的预应力的具有稳定和保护作用。

进一步地，所述锚垫板630靠近预埋管610处形成凹陷部，所述预埋管610装配于所述凹陷部处。

本实施例中，预埋管提前预埋，此时，通过与锚垫板较低的位置装配，与保护罩的装配相反，预埋管提前预埋在混凝土中，故需要较低处的装配，避免影响美观，而保护罩的目的是保护，故需要充分考虑预应力产生时的保护。

参照附图2所示，还包括穿过预埋管610设置的穿束腔611，若干所述钢索400通过所述穿束腔611，合成一束钢索。

本技实施例中，在预埋管内设置穿束腔，此时若干分散的钢索被合成到一起，经过预埋管进行预应力集中。

进一步地，还包括位于穿束腔611外侧的密封筒640，所述密封筒640的端部通过隔离装置641与所述锚垫板630相接，所述穿束腔611 与所述密封筒640尾部之间设置有密封组件642。

本实施例中，在穿束腔外侧，为了实现更好的密封，故增加有密封筒，而此时由于穿束腔与密封筒并没有直接接触密封，故为了确保内部之间的密封，在端部增加有密封组件。

为了确保稳定，还包括套设于所述锚垫板630以及预埋管610的外周的螺旋筋650。

本实施例中，螺旋筋设置在预埋管和锚垫板的外周，而螺旋筋又预埋在横隔板内，此时，螺旋筋对于预埋管以及锚垫板均产生围挡保护作用，在产生预应力时，确保了锚具的稳定装配。相比于现有技术单独设置在预埋管外侧，在应对变截面这一特殊情况时，其具有更好的效果。

进一步地，还包括位于保护罩610与锚垫板630交界处的工作锚板 660，所述工作锚板660或锚垫板630中，一者形成让位空间，另一者通过位于装配件固定装配于所述让位空间处。

本实施例中，为了实现钢索更好的穿过，故增加有工作锚板，而工作锚板与锚板垫连接处，为了实现更好的密封，故设置让位空间，使得两者中，一部分进行更大面积的接触，连接更加牢固。

为了确保预应力产生中，钢索的稳定，若干根所述钢索400穿过所述工作锚板660进入所述变径腔中，每根所述钢索400与工作锚板660 接触处，至少设置有两处工作夹片661。

本实施例中，由于变径腔中，钢索是斜线的形式，进而为了确保其更加匹配变径腔，故增加了工作夹片进行夹持，本实施例中，优选地，工作夹片为斜片结构，且斜片形成变径结构，斜片结构靠近保护罩的一端，横截面积最大，远离保护罩的一端，横截面积最小。

实施例5

本实施例中，详细介绍施工工艺。

本实施例中，主要的施工工艺流程如下：

施工机具准备→减振装置预埋件、锚固装置及转向器安装(与悬浇箱梁同步施工)→体外索下料→体外索安装→体外索张拉(张拉机具已标定完成) →端部锚头防腐(防尘罩安装及注油)→附件安装(减振定位装置)→所有外露钢构件防腐处理

具体地，各步骤的详细工艺如下：

1.施工前准备：

(1)单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线、锚具、转向器装置及减振定位装置选用有资质且信誉良好的厂家定做，进场时应分批验收。验收时，对其质量证明书、包装、标志和规格等进行检查，并送检第三方检测结果合格。

(2)油泵、千斤顶及压力表组合张拉系统均在施工前一周标定完成，并具备相关检测资质的单位出具的校准证书。

(3)体外索穿索时，由于箱梁梁高采用二次抛物线变化形式，箱室内位置高差较大，需提前搭设钢管支架，便于钢绞线穿索及张拉。

2.体外索预埋件的安装

体外索预埋件包括锚垫板、螺旋筋、预埋管、转向器、减振定位器等，预埋件的安装与悬浇箱梁施工同步进行。预埋件安装过程中控制重点是其位置需定位准确，所有预埋件尤其是转向器及导管安装，严格按照图纸位置进行精确量测放样定位，采用钢筋焊接牢固。

2.1锚垫板安装

在悬浇块段钢筋绑扎过程中，将体外索锚垫板、螺旋筋和预埋管安装在设计位置，并利用钢筋焊接锁定位置，防止砼浇筑时预埋件移动。

2.2转向器和导管安装

根据设计图纸，在0#块、1#横隔板、2#横隔板绑扎钢筋时精确定位，采用钢筋骨架对转向器与导管位置进行固定牢靠，外侧模板位置则在钢模板上精准开孔并固定牢固，期间注意调节转向器位置及角度与设计吻合，保证转向器曲线要素。同时为防止转向器分丝管口被杂物堵塞,安装时用纸板与胶带对转向器两端孔口进行全封闭防护好。

本项目转向器有A、B、C、D、E共五种规格，规格较多，故在安装前对所有转向器与位置严格按照图纸设计要求划分好，防止转向器位置安装错误。

2.3减振定位器预埋件安装

减振装置一般分为A型和B型减振装置两种，本桥图纸减振定位装置采用A型减振装置，分别锚固在顶板和底板两处，故需要提前预埋固定钢板，锚固钢板在悬浇块段施工过程中同步定位埋设。

在钢束转向处设置钢束转向装置，相应预埋件应在箱梁浇注中注意准确定位和预埋，安装位置装置曲线要素与钢束的曲线要素必须一致，尤其是保持预埋钢板横向位置无偏差，才能保持钢绞线传力、受力要求。

3.体外索下料、编号

在箱梁中跨合龙结束后，进入体外预应力索下料工序。将钢绞线盘运输至指定位置，安置于基架上，利用钢筋对基架进行固定，防止滑动，下料前在待下料的位置隔2-3m间距布置一块滑轮防止钢绞线牵引过程中划伤表面 PE护套，然后人工或者用卷扬机牵引钢绞线，量好所需的下料长度，校核后用红色油漆作好标记，用砂轮机切断。下料完成后，将钢绞线进行编号，码放整齐，以便下道工序穿束施工。

钢绞线下料长度L＝体外预应力结构长度(直线段和曲线段)+两端工作锚长度+两端千斤顶长度+两端工具锚长度+张拉端外露长度(取50cm)。钢绞线下料结束后，将钢绞线两端PE护套按标记位置进行剥除。剥皮时应注意刀具一定不能伤及钢绞线体。清洗钢绞线时将两端钢绞线端头打散并用清洗剂把油脂清洗干净。

4.体外索穿索安装

4.1清理锚垫板及转向器孔道

穿索前，应注意避免硬物刮伤钢绞线表面的HDPE涂层，预防扭转、缠绞、弯折现象。对所有转向器分丝管与锚垫板孔口进行检查，每个孔道必须用钢绞线逐孔清理干净,确保每个孔道都能顺利通过，为钢绞线的穿入与布置做好准备。

4.2体外索穿束

采用人工导引钢绞线穿索的施工工艺。将备好的环氧钢绞线体外束牵引至箱室入口处,利用人工及牵引设备，将钢绞线逐一牵引至箱室内体外索孔道处，依次穿过张拉端、预埋转向器，最后穿出端锚固齿板。

将钢绞线穿布好以后，根据其工作和松弛长度及计算伸长值为依据将体外索两端表面HDPE护套剥除，留出足够的张拉长度。然后将钢绞线表面的油脂清洗干净,并做好防护。

注意事项：

(1)穿索时按照钢绞线编号进行穿束且牵引到位后各根钢绞线之间应进行进一步梳理，预防出现扭转、缠绞、弯折现象，同时要注意保护钢绞线的HDPE护套，避免受损伤。

(2)穿束时应注意在钢绞线与混凝土表面接触位置设置彩条布、滚轮、钢管支架等措施，以保护体外索HDPE层不受损坏。

(3)体外索穿束后，在张拉端将预留工作长度的体外索表面PE护套剥除，留出足够的张拉长度，剥除护套注意保护钢绞线不受损。

5.体外索张拉

5.1张拉准备

(1)将体外索两端的垫板及钢绞线擦拭干净，进行锚夹具安装。安装锚具时注意将锚具孔与转向器孔位对中，将夹片推入锚具锥孔中，并用塑料套管轻轻敲紧，夹持住钢绞线。

(2)将穿心式千斤顶、油泵准备好，先行试机，确保运转正常，同时将体外索工具锚准备到位。安装千斤顶、工具锚、工具夹片等，确保工作锚板、千斤顶、工具锚同轴紧贴，张拉表面平整无间隙。

(3)因跨中单根钢绞线长约150m，虽有钢管支架做钢绞线支撑，但仍有钢绞线下挠趋势。张拉前需要对钢绞线进行预紧，确保每根体外索钢绞线无明显松弛，保持受力一致。

5.2体外索张拉

采用两端张拉，应安排专人进行统一指挥，启动油泵、进行张拉。体外索的张拉顺序采用单束单根两端张拉，先对称张拉内侧的两束体外索，然后张拉外侧的两束体外索。每束的张拉顺序从上往下、从左往右单根进行张拉，每根钢绞线张拉均应做好记录工作，避免出现未拉或超拉等现象。西河特大桥主桥体外预应力仅预紧张拉0.1fpk并锚固，作为后期桥梁维修、加固时的技术储备。

6.锚头防腐

6.1防滑压板安装

用手提砂轮机齐平切除锚头端多余钢绞线，预留的长度应满足换索及安装保护罩的要求。安装体外索锚具端的防滑压板，拧紧螺栓，固定夹片，防止体外索滑丝。

6.2锚头内灌注油脂

锚头内按设计要求灌注防腐油脂。把注油设备、注油管与工作锚板上的注浆口连接，然后开动注油设备，通过灌油管把防腐油脂灌进锚头内。当防腐油脂从工作锚板出浆口冒出时，表明锚头内已基本灌满防腐油脂。

灌注防腐油脂注意事项：保证锚头内注满油脂，灌注油脂过程注意做好防护措施，保护现场环境不受污染。

6.3安装保护罩及防腐

先用油脂对锚头进行防腐处理结束后,然后用螺栓将保护罩固定在垫板上，并向保护罩内补注防腐油脂。

7.减振定位器安装

减振装置一般分为A型和B型减振装置两种，西河特大桥采用A型减振装置，分别由可调螺杆、衬套管、橡胶垫层、束箍、束体组成，锚固在顶板处和底板处两处。

根据图纸减振定位装置安装位置，先将预埋钢板表面的混凝土等杂物清除干净，将减振装置螺杆焊接至预埋钢板上进行固定。首先将A型减振装置采用两个半圆氯丁橡胶套在钢束上，然后把两半减振器套在体外预应力束，拼成一个整圆，最后将钢法兰盘套在体外索上，用板手将法兰固定，确保减振装置与钢束密贴无间隙。

注意调节长螺杆的位置，使其一端与预埋件焊接稳定，焊接后减振装置的所有外露金属如预埋钢板、螺杆、螺母等均应进行防锈处理。

关于体内、体外混合预应力钢束设计技术比选研究

本实施例中，基于本项目的体内体外混合预应力技术比选研究。本项目连续梁采用纵向、横向、竖向三向预应力体系以及体外预应力组合体系，新建时新增体外预应力体系，在合龙后仅预紧张拉0.1fpk并锚固，在运营过程中不受力、不传力，主要是用于后期桥梁维修、加固时的技术储备。

1新建变截面连续箱梁体内预应力技术

一般变截面悬浇箱梁桥梁只采用体内预应力，未采用体外预应力，所谓体内预应力张拉就是提前在构件内部施加拉力，使得被施加预应力张拉构件承受拉应力，过程中发生形变，来应对结构本身所受到的荷载。一般体内预应力张拉都用钢绞线、千斤顶、锚板、夹片组合，在混凝土内部承平曲和竖曲线布置，传递至主体混凝土，锚固于混凝土端部。

桥梁中采用体内预应力具有的优缺点：(优点)施加预应力的钢材及混凝土有良好的抗裂性能，使用刚度大；不仅可以节省混凝土和钢材的用量，减轻桥梁整体重量，提高公路整体性能、延长桥梁的跨度，还可以增加公路桥梁的使用年限，使公路桥梁更加安全可靠、施工更加快捷简便。(缺点) 相对无预应力混凝土和钢材，工艺相对较为复杂，质量及技术要求高，设备要求标准方面比较严格；如遇后期需维修加固桥梁时，耗费人力物力财力较大，施工周期长，对于桥体的影响较大，对社会经济效益影响较大。

2新建变截面连续箱梁体外预应力技术

预应力技术是近年来逐步兴起的一种新型加固技术，主要是在原有桥梁的基础上提高其承载力与结构刚度，保证桥梁工程的稳定性，该加固处理方式更为有效，可以使桥梁工程发挥其应有的作用。此类体外预应力主要是在体内预应力的基础上，利用预应力筋在结构外部曲线型布置，在张拉结束后在箱室内部形成空间曲线，穿过跨中中横梁锚固端和横隔板(转向块)，以此实现各点的传力与转向，传递至箱梁主体结构混凝土，最后采用锚固块进行锚固，使预应力结构可以与桥梁结构形成一个有机整体，增强桥梁的承载力与承重能力。

新建变截面连续箱梁中采用体外预应力具有的优缺点：(优点)安装在混凝土结构外，无须留孔与灌浆；钢束精度容易控制，承载力均匀分布，预应力损失小，预应力结构能力不会削弱；易于检测，可调可换；后期维修加固时，人力物力投入少，施工周期短，维修时对于桥体的影响较小，不影响正常运营交通。(缺点)体外预应力的缺点：钢束防腐、保护相对困难，易受外界影响；锚固及转向区容易产生集中应力，局部受力大，对锚具及夹片的要求很高。体外预应力筋的变形和混凝土的变形不一致，容易造成预应力损失。

新建变截面连续梁体外预应力与旧桥加固维修增设体外预应力对比分析

桥梁上部结构的加固方法主要有：增大截面与配筋加固法，体外预应力加固法，粘贴钢板加固法，改变结构受力体系加固法，增加横向联系加固法，粘贴碳纤维布加固法等。其中体外预应力束加固法是加固效果较明显且施工工艺较为简单的加固方法，鲜有新建桥梁增设体外预应力做技术储备，大多为旧桥加固维修时增设体外预应力。

表1新建变截面连续梁体外预应力桥梁与旧桥加固增设体外预应力桥梁对比表

通过表1，对新建桥体外预应力与旧桥加固维修时增设体外预应力两种方式从人机物法环及相关施工影响及经济效益分析来说，前者明显较后者优势更加凸显。基于此，在新建各种大跨径桥梁中采用新建桥梁增设体外预应力施工技术极具前瞻性，能够为后期桥梁加固维修提供有利保障。

本实施例中，关于新建变截面连续梁桥体内、体外混合预应力钢束施工工艺的研究，具体如下：

首先，新建变截面连续梁桥体外预应力锚固、减震装置及转向区施工控制技术

其次，转向区、锚固区施工控制技术

转向区、锚固区是体外预应力桥梁中的一种特殊而重要的关键构造，是除锚固装置之外唯一联系混凝土桥梁的部位，为体外预应力筋承受局部挤压应力及转向和受力而设置，并传递至混凝土主体结构的重要控制点之一，其传载方式和自身性能也是影响预应力施加效果的关键。在转向、锚固装置与预应力筋的接触区域，由于摩擦和横向力的挤压作用或构造措施不当，容易产生预应力筋局部硬化和摩阻损失过大，故要求预应力筋在折角点的位置必须高度准确，避免产生附加应力。

本桥预埋件的安装与悬浇箱梁施工同步进行时，将技术控制重点侧重于预埋位置及转向器角度和方向布置，严格按照图纸位置进行精确量测放样定位。

转向区和锚固区预埋件作为预应力混凝土中永久性锚固装置的直接载体，是保持体外预应力筋的传力与转向并将其传递到混凝土内部的关键构件，是能否产生设计预应力并达到设计目标的关键。由于0#块、1#横隔板、2#横隔板中主体钢筋较密，预埋件安装位置精确度控制难度较大，故在现场悬浇块段施工过程中，从材料、设备、人员、工序等方面严格控制，现场制作各预埋件位置钢筋骨架锁定设计位置进行固定牢靠，外侧模板位置预埋件孔位则在钢模板上精准开孔并固定牢固，期间注意调节锚垫板、转向器位置及角度与设计吻合，保证转向器曲线要素，防止在砼浇筑时预埋件移动。

同时为防止转向器分丝管口被杂物堵塞,安装时用纸板与胶带对转向器两端孔口进行全封闭防护好。

再次，减振装置施工控制技术

减振装置是体外预应力控制要点之一，是工程上削弱或消除受外界因素 (动荷载作用下)影响钢绞线产生振幅过大的振动。在体外索施工时设置减振装置(阻尼器)，能够有效控制这种体外索的振动，是消除振源或减小振源的能量或频率的主要手段，减小对桥梁主体结构的危害。

减振装置采用预埋钢板及螺栓、防锈螺杆、氯丁橡胶减振垫、减振索夹组成，一般锚固在顶板处和底板处两处。

减振装置预埋件安装控制技术：锚固钢板在悬浇块段施工过程中同步埋设并准确定位，安装位置装置曲线要素与钢束的曲线要素必须一致，尤其是保持预埋钢板横向位置无偏差，才能保持钢绞线传力、受力要求。

减振装置安装控制技术：根据图纸减振装置安装位置，先将预埋钢板表面的混凝土等杂物清除干净，将减振装置螺杆焊接至预埋钢板上进行固定。首先将减振装置采用两个半圆氯丁橡胶套在钢束上，然后把两半减振器套 (索夹)在体外预应力束，拼成一个整圆，最后将钢法兰盘套在体外索上，用板手将法兰固定，确保减振装置与钢束密贴无间隙。注意调节长螺杆的位置，使其一端与预埋件焊接稳定，焊接后减振装置的所有外露金属如预埋钢板、螺杆、螺母等均应进行防锈处理。

新建变截面连续梁桥体外预应力横隔板与悬浇箱梁施工先后顺序的研究

根据施工设计图纸，横隔板与悬浇箱梁具有两种工艺顺序：工艺1：悬浇箱梁与横隔板同进度施工；工艺2：先施工悬浇箱梁，预留横隔板位置后浇筑。本项目基于此项工艺从人机料法环及相关施工影响和经济效益分析做详细研究，分析出最经济的施工工艺，供同类型桥梁横隔板施工借鉴。

首先，横隔板与悬浇箱梁同进度施工工艺研究

总体工艺情况介绍：边跨及中跨施工至横隔板块段时，由于横隔板位置处于块段中心位置，无法利用挂篮内模，需将挂篮内模结构(模板、内导梁) 全部进行拆分存放，然后在此块段(12#、13#块段)采用优质竹胶板单独现场拼装模板，与悬浇块段(12#、13#块段)一同施工，养生后拆除内模模板。

工艺流程：绑扎钢筋→支立模板(横隔板与箱梁内模)→浇筑砼→拆除模板(横隔板与箱梁内模)→养生→下一块段施工

工艺优缺点：(优点)同时浇筑无施工缝，一次成型结构完整；(缺点) 施工难度大、模板系统复杂；内模施工要求高且前期需要分解挂篮内模，此块段浇筑后需重新拼装挂篮内模，耗费人力物力大；混凝土存在振捣不密实，易产生砼蜂窝麻面甚至空洞等问题。

其次，先施工悬浇箱梁，后施工横隔板工艺研究

总体工艺情况介绍：边跨及中跨施工至横隔板块段时，同箱梁施工复杂且难度较大，因此先施工箱梁，后施工横隔板，在悬浇块段施工至悬浇块 (12#、13#块段)后将中跨边跨横隔板一同施工，保持悬浇T构整体平衡。

工艺流程：绑扎钢筋(注意预留横隔板钢筋)→支立模板(箱梁内模及转向块模板)→浇筑砼→拆除模板→养生→下一块段施工→浇筑横隔板(施工至13#块段时中跨和边跨同时浇筑)

工艺优缺点：(优点)施工工序方便简单，施工难度小；人力物力投入少；挂篮内模无需拆解后重装，保证了模板的质量，同时安全系数高；(缺点)新老混凝土结合面施工缝处理，顶部可能存在空洞，浇筑不密实。

再次，上述两种施工工艺中，社会经济效益对比

通过对比两个工艺的优缺点及效益分析，在保证施工质量的前提下，本项目新建变截面连续梁采用工艺2：先施工箱梁，后施工横隔板工艺。后期经验收及相关检测均能满足设计要求。

本实施例中，体外预应力施工技术在我项目西河特大桥变截面连续梁进行了研究实施，实施过程中发现并解决所产生的问题与质疑，实现全过程质量控制。目前体外预应力已全部结束，各项性能评价分析均能满足设计要求。

本上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法，作为后期桥梁加固维修的储备技术，其特征在于，包括以下步骤：

预埋件的安装：在悬浇箱梁施工时，同步进行预埋件的安装；

体外索的穿束：利用预埋件上的安装孔，通过牵引装置，将钢绞线构成的体外索逐一牵引至箱梁内的锁孔道处，进行穿束；

体外索的拉伸：按照单束单根两端张拉，先对称张拉内侧体外索，然后张拉外侧体外索的顺序进行体外索的拉伸；

锚头防腐：固定位于锚具端的体外索，然后通过锚头内灌注油脂的方式，进行锚头防腐处理；

保护罩和减震定位装置的安装：在锚具的锚头处安装保护罩，并通过预埋钢板，在设计位置安装减震定位装置。

2.根据权利要求1所述的一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法，其特征在于，所述预埋件的安装中，所述预埋件至少包括锚垫板、螺旋筋、转向器和减震定位器。

3.根据权利要求2所述的一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法，其特征在于，所述预埋件的安装中，所述锚垫板、螺旋筋和预埋管与悬浇块钢筋绑扎过程同步进行。

4.根据权利要求1所述的一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法，其特征在于，所述预埋件的安装中，还包括转向器和导管的安装，具体为：在横隔板与悬浇块绑扎钢筋时，安装所述转向器以及导管，且利用钢筋骨架固定所述转向器和导管。

5.根据权利要求1所述的一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法，其特征在于，所述预埋件的安装中，还包括减震定位装置中固定组件的预埋，具体为：分别在箱梁顶板和底板的设定位置处，预埋固定组件，且所述固定组件在悬浇块段施工中同步定位埋设。

6.根据权利要求1所述的一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法，其特征在于，还包括横隔板的施工，具体为：先施工悬浇块段，预留横隔板钢筋、中跨及边跨横隔板，待悬浇块段推进施工后同时施工。

7.根据权利要求1所述的一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法，其特征在于，所述体外索的穿束中，还包括钢绞线的防护，具体为：在悬浇的箱梁顶部，设置滚轮，所述钢绞线通过滚轮进行穿束。

8.根据权利要求1所述的一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法，其特征在于，所述体外索的穿束至少包括锚垫板的穿束以及转向器处的穿束，且在体外索的穿束前，所述锚垫板以及转向器上的孔道均已被清扫。

9.根据权利要求1所述的一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法，其特征在于，所述体外索的拉伸之前，还包括安装锚具，具体为：利用夹片将穿束的钢绞线推入锚具中，并通过夹片夹持所述钢绞线。

10.根据权利要求1所述的一种新建变截面连续梁桥体外预应力施工方法，其特征在于，所述体外索的拉伸中，每束体外索的张拉顺序均为：从上往下，从左往右，单根张拉。

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