浅谈后张法预应力混凝土小箱梁施工技术
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应用技术Ying Yong Ji Shu
1.工程概况
永靖县刘家峡金河湾黄河大桥工程中心里程为K0+752，桥跨布置为（5*30+6*30）m+（70+128+70）m+1x30m；桥梁总长635m。引桥为30m后张法预应力小箱梁结构，为避免多跨简支梁桥桥面连续在其接缝处易于破损而引起桥面跳车的弊病，增加行车的平顺和舒适性，加强简支梁结构的整体性，设计采用了“先简支后连续”施工工艺，即在多跨桥墩处相邻孔梁板端用预埋钢筋、现浇接头、张拉墩顶负弯矩束的办法，将简支梁受力状态改为连续梁受力。
全桥合计预制安装48榀30m预应力小箱梁，共计12跨。30m连续小箱梁分为边跨边梁、边跨中梁、中跨边梁、中跨中梁。30m简支箱梁分为边跨边梁、边跨中梁。一副一孔由两榀边梁两榀中梁组成，设计有三条湿接
缝，箱梁跨中构造断面见下图。
一副预制组合箱梁跨中横断面图
本工程预制梁梁高为1.6m，底板宽100cm，中间腹板厚17cm，跨中底板厚18cm，支点处底板厚25cm，支点处腹板厚25cm。中梁顶宽240cm（含翼板），边梁顶宽285cm（含翼板）；砼标号为C50。箱梁连续段在支点附近均设有堵头板，厚度为8cm，在跨中设20cm厚的横隔板，边跨边梁、边跨中梁在支点附近均设有横隔板，厚度25cm，在跨中设20cm厚的横隔板。
2.主要施工方法及步骤
2.1预制小箱梁施工工艺流程
施工准备→预制箱梁台座施工→底板和腹板钢筋绑扎及安装支座预埋钢板→预应力波纹管安装及定位→吊装外模及内模→安装隔板、端模安装及锚垫板→绑扎顶板钢筋→浇筑混凝土→张拉→移至存梁区、压浆封锚→养护。
2.2模板工程
2.2.1台座及底模
小箱梁预制台座为条形砼基础，两端设砼张拉台座。台座底宽为梁底宽，台座混凝土采用C30，上铺5mm钢板，台座两端地基进行加强处理。台座面层砼上预留拉杆孔洞，按设计要求预留下拱度，台座纵向两侧保证在一条直线上，梁端头按要求设置三角形调坡块。制梁台座坚固、无沉陷，台座各支点间距适宜，以保证底模找不平度不大于2mm。存梁枕梁垂直于台座布置。
预应力小箱梁在张拉前为均布荷载，张拉以后，梁体中部拱起，在施加预应力过程中，整个梁体的质量就由均匀分布于底板上的均布荷载转移为支承于两端的集中荷载。因此梁端部的底板、底座均应加强，不得有沉降，满足其预应力空心板梁支点受力的要求。
在台座砼浇筑完成并达到一定强度后，用水平仪精确测量底模顶面平整度，底模砼上铺5mm钢板一层，加强底模的倒用次数和平整度。
2.2.2内外模
外模面板用5mm钢板，采用折弯机折成箱梁外型尺寸，加劲肋用6mm厚、5cm宽的钢板，模板接缝处用∠7*7角钢，拉杆处用［10槽钢。内模采用定型钢模，倒角处制作定型钢角模，面板厚5mm，加劲肋用5mm厚、5cm宽的钢板，模板接缝处用6mm厚钢板做法兰。内外模均采用2m长标准节。
外模加固用φ20拉杆上下对拉，拉杆间距1.0m，模板总体安装顺序为先安装外模，再安装内模和端模。采用侧模夹底模和端模的方式。腹板钢筋上设加强筋和砼垫块确保腹板厚度，固定内模，底模上布置砼垫块，支撑内模。安装模板前，模板面采用砂轮打磨机处理，再涂匀脱模剂，脱模剂不能污染钢筋；支立模板时两模板间拼缝严密，并放置止浆条，防止漏浆；模板采用拉杆和支撑加固，拉杆和支撑的数量能够满足模板的稳定性的需要。
2.3钢筋工程
2.3.1钢筋加工
清洁钢筋表面，调直成盘的钢筋和弯曲的钢筋，按设计图纸弯折成型。按规范要求进行焊接，并错开布置
接头。钢筋的验收及机械性能试验、焊接方法符合技术规范的要求。钢筋在钢筋车间预制成型，在预制台座上绑扎。支座预埋板及预埋钢筋位置必须准确，封闭牢固不得漏浆。锚端普通钢筋与预应力钢束张拉有干扰时，可适当调整普通钢筋。为了保证砼保护层的规定厚度，在钢筋与模板间设置垫块，用铁丝与钢筋扎紧，并互相错开，分散布置。在施工过程中仔细查阅相关部位的设计详图，注意泄水管、伸缩逢等预埋件的设置。波纹管安装时，保证其位置、间距准确。设立适当的环形固定钢筋，先检查是否有破损，否则必须处理。
2.3.2钢筋绑扎
钢筋加工完成后，运至钢筋绑扎区，利用钢筋胎架进行绑扎，在钢筋胎架上对钢筋的位置放样并固定标识，作业人员只需按标识进行钢筋的摆放、绑扎就能进行准确的定位安装，不易出错，有利于保证施工质量，提高钢筋绑扎速度。
2.4混凝土工程
2.4.1混凝土浇筑
混凝土浇筑前检查各种预埋件的数量及位置是否准确，检查模板安装尺寸、接缝、拉杆螺栓及模板拼接螺栓，确保模板安装尺寸准确，支立牢固。
混凝土由拌和站集中拌制，水泥、砂石料、外加剂及拌和用水的各项性能指标须通过实验室检测，符合规范要求后方可投入使用。在拌和过程中注意混凝土的性能，随时检查混凝土坍落度，若出现异常情况立即查明原因予以纠正。混凝土采用混凝土罐车输送入模，混凝土浇筑过程中随时检查模板加固情况，漏浆处及时堵塞。
混凝土水平方向浇筑顺序为从箱梁一端向另一端斜向分层浇筑，混凝土浇筑至距箱梁另一端3～4m位置时，为避免梁端混凝土产生蜂窝等不密实现象，改为从箱梁另一端向相反方向投料，混凝土浇筑时要保证连续紧凑进行。
混凝土竖向浇筑顺序为先底板，再腹板，最后浇筑面板混凝土。
防止钢筋骨架及内模在混凝土的作用下悬浮移位，在侧模竖向支撑梁顶部对称焊接倒“U”形Φ22钢筋，［10型钢对称穿过两“U”形口，标高利用楔形块进行调整。在内模顶部支立螺杆顶托，顶托顶部顶住［10型钢，利用螺杆的升降调整内模标高。
2.4.2混凝土振捣
混凝土振捣采用附着式振捣器配合插入式振捣棒进行。
在波纹管和钢筋密集部位严禁用插入式振捣器，以防引起预留孔偏位或波纹管破裂漏浆造成管道阻塞。振捣时要注意振捣均匀，防止过振及漏振，每次振捣时间以混凝土不再下沉，无气泡上升，表面出现薄层水泥浆并有均匀的外观为止。混凝土浇筑至梁面并振捣密实后注意及时整平收浆，终凝前将梁顶面拉毛，以利桥面铺装层与梁体结合。
2.5预应力工程
2.5.1预应力管道施工
金属波纹管连接用大一号的波纹管进行连接，接头处须用胶带包裹，以防水泥浆进入预应力管道。金属波纹管在底板下层钢筋和腹板外侧钢筋绑扎好之后安装，并用定位钢筋定位。波纹管埋设时，须注意波纹管位置的准确。定位钢筋为“#”字形焊接固定在钢筋骨架上，按照直线段每100cm设置一道，曲线上每50cm设置一道进行布置。纵向预应力管道位置的坐标偏差不大于1cm，横向预应力管道坐标偏差不大于0.5cm。当梁体钢筋与预应力管道冲突时可适当移动普通钢筋，保证预应力管道准确。
为了防止混凝土浇筑时，水泥浆对预应力管道造成堵塞、压扁预应力管道，安装完金属波纹管后，内装PVC 衬管。
2.5.2钢绞线下料及穿束
钢绞线下料使用砂轮切割机，不得用电弧或氧炔焰切割钢绞线。钢绞线在混凝土浇筑，达到规定的设计强度后整束穿入。钢绞线穿束前，应检查预应力孔道，发现被堵要及时排堵。钢绞线时头部应包裹胶布或戴子弹头壳帽，以免损坏波纹管。
2.5.3钢绞线张拉及锚固
用两台穿心式千斤顶两端同时对称张拉。张拉设备要提前进行标定。预应力张拉采用双控法，即张拉应力控制和伸长量控制。根据构件类型、张拉锚固体系、孔道偏差、摩阻对预应力损失取值等因素，预应力钢绞线的张拉程序如下：
0→初应力（10%~15%σk）→103%σk（持荷2min）→σk锚固。张拉完后用移梁小车将小箱梁移至侟梁区，封锚进行压浆。
3.结束语
本施工方法对箱梁模板根据设计图纸合理的分块，易于拆装，便于加固和调整。解决了分层浇筑整体性差，施工缝明显的问题，便于整体浇筑箱梁。
作者简介：祁海青（1979-）男，青海省乐都县人，工程师，学士，从事施工技术与管理工作。
浅谈后张法预应力混凝土小箱梁施工技术
祁海青
中国水利水电第四工程局有限公司 青海 西宁 810000
【摘 要】 由于预应力混凝土小箱梁具有内箱截面小、钢筋密集、钢筋骨架要求高，腹板薄、混凝土密实度难控制、施工难度大的特点，在施工过程中如不注意细节，对工程质量埋下重大隐患。本文以金河湾黄河大桥工程30m 预应力小箱梁为例，详细阐述了小箱梁施工工艺及质量控制，解决了小箱梁施工中的一些，保证了工程质量。
【关键词】 后张法；预应力；箱梁预制；施工技术
在变频控制技术蓬勃发展的背景之下，工业领域对于变频调速技术的应用更加的广泛与成熟。探索变频调速技术与矿井斜井提升机的融合，能够促进矿井斜井提升机应用功能的稳定发展，兼顾实现良好的节能功效。本文即围绕这一问题展开详细分析与探讨。
1、变频调速驱动方案分析
一般来说，在矿山开采作业过程当中，综采工作面斜井提升机多为单卷筒提升机。通过货物串车的方式，满足斜井中上行与下放的工况要求。在下放期间，电动机处于发电状态，在上行期间，电动机则处于电动状态当中。这一特殊性要求电动机必须长期保持频繁性的启动状态，正反转减速制动。从安全性的角度考虑，在以变频调速方式驱动电动机的过程当中，主要的实现方案有两种类型：
类型一，变频器配合制动单元配合刹车电阻。在该常规方案下，通过电阻发热的方式对再生能量进行消耗。这种变频调速方案的优势在于：初始投资小，基本能够满足矿井斜井提升的工况要求。但缺点较多，主要为：节能效果不佳；坑内硐室需要布置制动电阻，占用较大面积，长期持续性使用过程当中，制动电阻的散热不佳，容易产生安全事故；制动电阻功率以及制动单元功率受到制动容量的影响，存在一定的局限性。
类型二，引入整流、回馈工作单元，通过整流桥的方式将再生能够回馈至电网系统当中。在本方案下，建议设置可调整的整流输入回馈单元，在传动单元处理基础之上，面向电动机进行电能的供应。而在电动机改变为发电状态以后，则可以利用整流单元将能力回馈至电网当中。综合优势确切，节能效果显著，没有明显的安全隐患，且布置灵活。
综合对以上两类方案优劣势的比较，认为引入整流、回馈工作单元的方案比较适用于矿井斜井提升机变频调速的改造工作当中。
2、变频调速在矿山斜井提升机中的实现分析
在对本实例中矿山斜井提升机进行变频调速改造的过程当中，选择ABB公司所提供的ACS800型变频器作为基础装置。该变频器作为建立在直接转矩控制技术基础之上的交流变频器，除能够满足斜井提升机的提升功能以外，还能够实现包括转矩记忆、功率优化、机械制动、转矩验证、以及限幅开关监控在内的相关功能，综合优势显著。整个变频器的功率部分构成包括三个方面，其一为滤波器装置，其二为供电（回馈）模块，其三为传动（逆变）模块。结合矿井斜井提升机的基本运行需求来看，主要的工作状态包括提升、以及下放这两个方面。在引入变频器的条件下，主要的运行过程可以分为两个方面：
状态一，在矿山斜井提升机的提升过程当中，提升机整体在电动机的拖动作用力下保持上行趋势，电动机处于电动状态下。这也就意味着，变频器需要持续面向电动机进行能量的供应。能量供应期间的构成情况为：整流部分、滤波部分、以及逆变部分。以上构成要素中，逆变部分负责对电机定子供电频率进行调整，结合提升机所
处的工况对输出电压进行优化，达到调速的目的。
状态二，在矿山斜井提升机的下放过程当中，提升机整体自重拖动电动机保持下行状态，此过程当中电动机则转化为发电状态。这也就意味着，变频器需要持续面向电网系统进行能量的回馈工作。能量回馈期间的构成情况为：整流部分、逆变回馈部分、以及滤波输出部分。其中，整流环节通过续流二极管完成。电容能够为回馈逆变提供稳定的电压源作为载体，提高逆变的可靠性。最后通过回馈逆变的方式，确保电网电压与模块输出电压在相位上的一致性。
3、综合优势分析
首先，变频调速技术支持对电动机各种运行工况下速度的监测工作，能够根据监测数据集市确定电动机的零速旋转状态，在出现超速运行的情况下及时发出相应的跳闸报警信号；
其次，变频调速技术支持对电动机在正常加速或减速状态下是否能够跟随速度给定，是否在特殊工况下出现速度偏差异常的问题；
再次，变频调速技术支持根据工况需求设定不同的停车类型，例如支持仅带有转矩限制的停车，或仅带有机械制动的停车，或同时带有转矩限制与机械制动的停车。
4、结束语
矿井斜井提升机在矿井生产作业中占据着相当重要的位置，是关键性的设备之一。斜井提升机所处环境有特殊性，动作往复，在频繁的加速、等速、均速、减速、加速过程当中，容易出现能量的浪费问题，且运行不够稳定。为解决这一问题，文章尝试研究将变频调速技术引入提升机传动系统当中，分析了变频调速驱动方案的选择问题，研究了变频调速在矿山斜井提升机中的实现方案，并就其优势进行了阐述，希望能够为实践提供一定借鉴。
参考文献：
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变频调速在矿山斜井提升机上的应用探索
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1.广西高峰矿业有限责任公司 广西 河池 547205
2.徐州空军勤务学院 江苏 徐州 221100；
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【摘 要】 变频调速技术综合优势显著，完全能够满足矿山斜井提升机对于传动装置所提出的性能要求，且节能功效突出，应用潜力巨大。本文主要探索变频调速技术在应用于矿山斜井提升机过程当中的主要方案与问题，分析了该方案下的实施优势，希望能够引起各方关注。
【关键词】 变频调速；矿山；斜井提升机；实现