浅谈新技术在闸墩预应力钢筋施工中的运用

新技术在闸墩预应力钢筋施工中的运用

张 鹏

（中国水利水电第七工程局， 四川成都 611730）

摘要：

在苏丹麦洛维大坝工程溢流坝闸墩预应力钢筋施工中，采用新型螺纹钢筋、新型千斤顶、新型液压油泵、半球形紧固螺母、法国Alstom注浆泵以及国际工程施工常用的伸长值反算实际张拉力、快速注浆阀门等新工艺和新技术，不仅确保了工程施工质量，提高了工作效率，而且这些新技术的运用成为了工程施工中的亮点，可作为同类工程的借鉴。 关键词： 预应力钢筋 新技术 应用 1、工程概况

麦洛维大坝工程位于苏丹首都喀土穆以北约350km的尼罗河上，是一个以发电、灌溉为主的大型水电工程，也是迄今为止苏丹国内最大的电力工程。电站的总装机容量为10×125MW，相当于目前苏丹全国各类电站总装机容量的两倍多。工程业主单位是苏丹灌溉与水利部大坝工程实施局，咨询单位是国际著名的Lahmeyer International公司。

溢流坝1＃、2＃、9＃、10＃每一个主墩将承受约2000×9.8(KN)的静水推力,在弧门大梁设有预应力钢筋，每个主墩有27根预应力钢筋，共计108根，其中1＃闸墩预应力钢筋长度约为9.5～10.5m，其它3个主墩的预应力钢筋长度约为5.25m。

2、施工工艺流程 2.1施工程序 安装固定波纹管 安装弧门梁钢筋 安装弧门梁模板 安装弧门梁预埋件 预应力钢筋入波纹管 弧门梁一期混凝土浇筑 钢筋张拉及固定

弧门梁二期混凝土预应力钢筋回填灌浆2.2波纹管安装

由于弧门大梁钢筋非常密集，钢筋一旦安装结束，波纹管难以安装到正确的位置，因此应当先安装波纹管固定好后再安装钢筋。波纹管单根长度5m，管径φ45mm，波纹管之间采用套筒连接。1#闸墩预应力钢筋长约9.5～10.5m，因此需利用套管将单根波纹管连接成实际所需要的长度。2#、9#、10#闸墩每根预应力钢筋长度约为5.25m，除去两端的锚固预留长度后，中间长度不足5m,所以只需一根波纹管。

波纹管安装前，先测量放线，确定其安装位置，然后根据其位置搭设支撑架，支撑架主要利用φ20～25mm钢筋。波纹管固定牢靠，不得移动，波纹管的固定通过限位钢筋的卡位来固定，不允许通过点焊来固定，波纹管破损部位及两侧端头均采用塑料胶带纸封闭，以防浆液或其他杂物进入。在一期混凝土浇筑过程中，特别注意保护波纹管，禁止直接对着波纹管下料，禁止振捣棒接触波纹管。

波纹管两端头需要与配套的灌浆管相接。配套灌浆管主要由连接套管、φ13mm灌浆管构成。为便于张拉施工，在靠近闸墩这边，张拉端设置在靠近弧门梁一侧，灌浆管与波纹管接合处用塑料胶带纸进行缠绕封闭，以防止混凝土浆液渗入。

2.3预应力钢筋的张拉

一期混凝土浇筑强度达到75%之后，进行预应力钢筋的张拉施工。张拉施工主要分以下几个步骤进行。 2.3.1初步固定预应力钢筋位置

清理波纹管两端及露出预应力钢筋上的杂物，并利用配套的锚垫板和六脚螺帽将预应力钢筋初步固定起来。 2.3.2张拉预应力钢筋

预应力钢筋初步固定好后，将千斤顶安置在预应力钢筋的张拉端，用工作锚夹紧预应力钢筋，同时将顶压缸顶紧锚板，并开始逐渐加载。在钢筋被拉长的同时利用千斤顶鼻端的套接扳手及齿轮装置紧固螺母。加载和卸载过程中遵循缓慢，均匀、平稳的原则，单根预应力钢筋的拉拔应力一次施加到100％，操作过程严格按照千斤顶使用说明书进行。张拉结束后，预留5cm的保护层，将多余部分切去，准备进行二期混凝土施工。

2.3.3张拉顺序

张拉按照先中间后两边的顺序扩展开。 2.3.4张拉施工记录

每根预应力钢筋张拉施工时同步填写张拉记录表，以便后期计算、核对、查询或存档。 2.4回填灌浆施工 2.4.1浆液试验

按照工程师及厂方代表的要求，在钢筋注浆施工前进行了注浆试验，试验模拟施工现场条件，采用与工程同样材质和型号的波纹管，注浆管，回浆管。经过多次浆液配合比试验，选用了水灰比为0.33:1的浆液，并掺加水泥重量的1%的膨胀剂，经过等强后，剖开波纹管，检查发现：浆液凝结后能够有效地充填钢筋与波纹管间的空隙，收缩率、强度均符合设计值。 2.4.2灌浆施工

启动灌浆泵，按照批准的浆液配合比,准备好水、外加剂及水泥开始拌制浆液，搅拌1~3分钟至均匀，将灌浆管与注浆管接头连接并绑扎牢固，同时用量浆尺测计搅拌机内初始浆量。

开始注浆，采用分流泄压管路中闸阀控制进浆量。

排气管口出浆浓度与进浆浓度一致时，封堵排气管口。排气管出浆弃入专用小桶，待注浆结束用量杯测量弃浆量。

排气管口封堵后，持续1min结束注浆。 注浆结束用量浆尺测计搅拌机内余浆量。 施工过程中同步填写“预应力钢筋注浆记录表”。 3、新工艺新技术的应用 3.1 DSI预应力钢筋及锁紧螺母

工程选用的预应力钢筋是由德国DSI(DYWIDAG-Systems International GmbH)公司生产的Thread bar St930/1080-32WR新型钢筋及Domed anchor nut2001锁紧螺母，钢筋参数：直径32mm，理论重量6.63kg/m，横截面积804mm2，Thread Rib高度2.0mm，宽度7.0mm，斜度17mm。Domed anchor nut2001紧固螺母的参数为：六方直径60mm，外径80mm，高度90mm，质为DN10025，S355J2。

DSI钢筋及锁紧螺母在施工中的优点主要有：结构紧凑、简单、实用性强；张拉力大小可以根据需要及时调整；施工简便、工作效率高。在工程现场施工中，预应力钢筋及锁紧螺母未出现任何质量问题和工艺问题，极大地满足了工程设计要求。

3.2新型千斤顶及油泵

工程选用的DYWIDAG Bar Jacks 60 Mp Series 04千斤顶也是由德国DSI公司生产的，主要技术参数是：活塞面积132.54cm2，回程面积63.62cm2，张拉最大工作油压500bar，最大张拉力625KN，活塞行程50mm，重量36kg。

这种千斤顶的优点是：结构小巧、坚固耐用，由于重量只有36kg，在闸墩高处作业时其轻便的优点十分突出，而且经过几百次地大吨位使用，千斤顶没有出现过任何问题；设计合理、计数准确，在千斤顶的中部设计了套接扳手及齿轮装置紧固螺母，随时能够调整锁紧螺母的位置，从而能保证钢筋处于锁紧和松弛的状态，满足了工程各项施工要求，套接扳手及齿轮装置紧固使用的计数器能准确无误地反映出钢筋伸长与回缩的数值，直接读数，十分方便快捷。

Hydraulic pump unit 77-159.00油泵的主要技术参数有：工作最大压力600bar，基本出油量3.0 L/min，电机功率3.0KW，重量50kg，外形尺寸420×380×480(mm)（长×宽×高），油泵的优点是：外形尺寸小、移动方便、给油回油迅速准确，在使用中最方便的是快速接头，油管与千斤顶、油泵的联接全部采用了快速接头，十分简便快速。 3.3 伸长值反算实际张拉力

完成张拉的钢筋，评定是否合格的重要标准有：张拉应力、钢筋的伸长值、锁定后的滑移值等等，预应力钢筋张拉伸长值计算公式：

e=(F×L)÷(A×E)+SV （1—1） e------预应力钢筋张拉伸长值mm； F------预应力钢筋的张拉力N； L------预应力钢筋的实际长度m； A------预应力钢筋的截面积804 mm2；

E------预应力钢筋的弹性模量2.05*105N/mm2； SV-----预应力钢筋的滑动值4.1mm。