浅谈后张预应力T梁施工控制

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  摘 要:本文通过某高速公路N标段的后张预应力T梁施工的质量控制,比较详细地阐述了后张预应力T梁在具体施工过程中各工序应注意的事项,以便掌握和控制施工过程中的各个环节和步骤,为工程质量控制提供可靠的保证。
  关 键 词 高速公路后张预应力T梁 施工控制
   某高速公路为全封闭、四车道高速公路,设计行驶速度100公里/小时。第N标段主线位于邵武市境内,全长10.6公里,标段内共有后张预制T型梁724片。下面结合公路的建设谈一下后张预应力T梁施工质量控制。
  1、施工流程
  T梁的基本施工流程图为:
  
  
  
  2模板的制作、安装
   2.1模板制作
   T梁模板采用定型钢模板,钢板的厚度6mm。钢模制作成可调节型,梁体横坡、梁长、翼板可通过调节螺丝进行调节以达到设计尺寸。侧模沿梁长度方向由若干个具有独立结构的单元模扇组成。用于支承横隔板的底模与侧模不联成一体,采用独自的钢底模,以保证拆除后,横隔板的底模仍能起支承作用。
   2.2模板的安装
   立模前,先进行整修并在内侧涂抹脱模剂,支模采用龙门吊移运、安装模板,模板上、下口用对拉螺杆栓接固定,模扇与模扇之间,侧模与底模之间的接缝处设橡胶止浆带。模板安装位置要准确,支撑牢固可靠,线型直顺,接缝紧密。
  3钢筋、预埋件及预应力孔道施工
   3.1钢筋及预埋件
   每一批钢筋进场时需有出厂合格证和质保书,按规定进行抽样实验鉴定,试验合格后投入使用。钢筋加工和焊接质量符合交通部颁发的《公路桥涵施工技术规范》的有关规定。
   T梁钢筋及预埋件的加工制作在钢筋车间进行,制作时严格按图纸设计进行,成品编号堆放于半成品库,防止锈蚀,以便使用。加工好的钢筋及预埋件运至T梁台座,按设计图纸放样绑扎,在交叉点处用扎丝绑牢,必要时采用点焊定位,以确保钢筋骨架的刚度和稳定。
   3.2预应力孔道制安
   T梁预应力孔道按设计要求采用金属波纹管制孔。正弯矩波纹管分别采用外径φ87mm,内径φ80mm的双波波纹管;负弯矩采90*22mm扁型波纹管。孔道严格按照设计坐标准确安装,施工时不位移、不变形,沿波纹管方向每隔0.5米加设一道定位网钢筋,位置准确,误差控制在±5mm以内。
   3.3钢束
   编束:按设计的钢铰线的下料长度在固定的平台上使用切割机切割,切割下料并理直,每隔1.5m用铅丝将各根钢铰线编成帘子状,然后卷成圆束,并在钢铰线两端编号做记号。
   穿束:在编束并标注后的预应力钢铰线端头,套上自制的钢弹头,每束用人工抬到现场用人力穿过波纹管孔道。钢铰线两端必须均匀地露出张拉的长度70cm。
  4砼施工
   4.1砼材料
   T梁砼等级为C50,选用P.O52.5级硅酸盐水泥;粗骨料采用级配良好、质地坚硬的碎石,规格为4.75~19mm,粗骨料针片状颗粒含量不大于5%,泥土杂质和有害化学成分含量不大于1%,颗粒级配满足规范要求;细骨料采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂,严格控制砂的含泥量;外加剂采用江苏博特高效减水剂。
   4.2砼的配合比
   T梁砼等级为C50,配合比以质量比计量,通过设计和试配确定,配制的砼满足和易性、凝结速度、强度、耐久性等质量要求。考虑到水化热、砼收缩、徐变影响,水泥用量选择适当,水泥用量不超过500kg/m3。砼塌落度为70~90mm。
   4.3T梁砼浇筑、养护及拆模
   4.3.1砼浇筑
   a、浇筑砼前,对模板、钢筋等进行全面检查。同时对钢模板内的杂物,和钢筋上的污垢清理干净,必要时用高压水冲洗,模板缝隙堵塞严密。
   b、砼浇筑时采用附着式振动器(附着于侧模)和插入式振动器相结合施工。砼拌合时间不少于90s,入模前滞留时间不得超过1小时。砼浇筑采用一端开始纵向斜向分段水平分层的方法连续浇筑。先在马蹄部位浇5~8m,再从腹板浇4~7m,然后浇面板3~6m,完成后递进。在将近另一端时,为避免砼产生蜂窝等不密实现象,应改从另一端向相反方向投料,纵向分段端点设于横隔板中部、使横隔板砼随梁身一起浇注,水平分层厚宜为30~50cm,上下层前后浇筑距离保持2.0m左右。使用插入式振动器时,移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍,插入下层砼5~10cm,每一处振动完毕后边振边徐徐提出振动棒,避免振动棒碰撞模板、钢筋、预应力管道。横隔板及腹板顶部约15cm随翼板砼一同浇注,避免砼早期收缩裂纹。
   c、分层下料、振捣,每层厚度控制在30~50cm,上下层浇筑时间隔不超过0.5h。对每一振动部位,振动到该部位砼密实为止,密实的标志是砼停止下沉,不再冒出气泡,表面呈现平坦,泛浆,防止振动过量,一般振动时间控制在30~50s。
   d、预应力砼梁的马蹄部分钢筋较密,为保证质量,可先浇完马蹄部分,后浇腹板。其横隔梁的砼与腹板同时浇筑,浇筑时分段分层,平行作业。
   4.3.2砼的养护和凿毛
   a、梁体砼浇筑完毕后,及时在行车道板顶覆盖土工布养生。洒水养护时间,一般为14天。每天洒水次数,以能保持砼表面处于湿润状态为宜;在白天高温期间间隔1.5~2小时为宜,夜间适当减少;温度较高时,对模板表面浇水降温;当昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于-3℃时,应按冬季施工办理。
   b、腹板养护采用喷淋法养护,以保证横隔板与腹板交接处保持湿润。
   c、工作缝的凿毛也是一个很重要的环节,对T梁的外观质量也有影响,选择有经验的熟练工人认真凿毛,以达到规范要求。
   4.3.3拆模
   T梁拆模在砼强度达到2.5Mpa后进行脱模。脱模时采用葫芦外拉或千斤顶在预设位置施顶,避免因用大锤或撬棍强行拆除而引起的梁体损伤。翼缘板的模板采用独立的底模支撑,不与侧模同时拆除。
  5预应力体系施工
   5.1张拉前的准备工作
   所有预应力材料进场使用前都要进行严格的质量检验。φs15.2钢铰线需对其力学性能及外观质量伸长量按规范的要求进行检验;锚环、锚具和夹片应具有产品出厂合格证,并抽样送质检单位检测,各项技术指标合格后投入使用。張拉机具与锚具配套,使用前对张拉机具进行检查和校验,圆锚的千斤顶的型号为YCW250B,扁锚的千斤顶型号为YDC240Q。校验时,千斤顶与压力表配套校验,以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线,以便张拉时准确控制。
   控制下料长度,每束钢铰线用扎丝每隔1.5m绑扎一道,顺序存放。钢铰线下料长度按L=L1+L2计算确定,其中L1为孔道长度,工具锚外留量为L2(宜为70cm左右),钢铰线下料采用砂轮锯切割,禁止使用电弧或氧割改变钢铰线机械性能。
   5.2预应力体系的张拉
   根据设计图纸,T梁砼达到100%设计强度,且龄期达14天时施加预应力,每束张拉应力值均按设计规定。张拉后,梁体移出台座,减少占用台座时间,以便进行下道工序施工。
   在安装锚具前,在锚垫板上画出锚圈外圈,其与孔道为同心圆,使张拉圈中心和孔道中心对齐。将锚垫板孔内、钢铰线表面的水泥浆及泥砂用钢丝刷清除,保证锚垫板喇叭口内清洁光滑和锚环与锚垫板的紧密接触。安装锚具时,将工作锚板分别套入各束钢铰线,塞入锚塞,然后装好夹片,套管敲击夹片,使夹片夹紧钢铰线。安装千斤顶(千斤顶与压力泵编号配套,并预先使活塞伸出12cm),将钢铰线按顺序卡在工具锚上,调整千斤顶位置,使千斤顶与孔道、工作锚板位于同一轴线上。轻敲工具锚夹片,使钢铰线初步固定在工具锚上。
   初始张拉,两端同时启动,使钢铰线略微拉紧,并调整锚圈和千斤頂位置,进一步使孔道轴线,锚具轴线和千斤顶轴线,均在同一轴线上。同时注意观察各根钢铰线的松紧度,并随时调整。力求各根钢铰线松紧度一致,以使其平均受力,随后两端千斤顶同时加载致钢铰线15的控制力。
   初始张拉后,用特种铅笔在钢铰线上画线,做好测量钢铰线伸长量的起点记号,另在锚板前端画线,用以辨认是否滑丝。梁体两端张拉千斤顶轮流分级加载,每次加载值为油表读数5MPa的倍数,直到两端同时张拉到设计控制应力,作出两端伸长量的测量,检查其值是否符合要求。
   张拉到控制应力102.5%时,持荷静停2~5分钟,在持荷状态下,如发现油压下降,立即补充至控制应力时的油表读数,同时认真检查有无滑丝、断丝现象。持荷2分钟并维持油压表读数不变后,检查伸长量,并做好钢铰线回缩量标志,即可回油锚固。回油锚固完毕,油缸继续回油,退除工具锚夹片、千斤顶,测量工作锚夹片外露量及钢铰线的回缩量。
   整个张拉工序完成,在锚板处的钢铰线作上记号,以供对钢铰线锚固质量情况观察(观察24小时)。测量T梁上拱度值。
   在张拉过程中,采用张拉力为主,钢铰线伸长量作为校核的办法来控制张拉质量,实测伸长量与计算伸长量的误差控制在±6%的范围内,张拉滑丝率不得超过每批拉钢丝总根数的1%,且每束不得超过1根。
   5.3孔道压浆
   压浆前做好准备工作,用圆盘切割机切割锚外钢丝,进行封锚,对管道冲洗干净并使孔壁完全湿润,冲洗后使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出。孔道压浆前将锚头、钢铰线缝隙用50号水泥砂浆封堵,确保此部分在高压力状态下不漏浆。预应力孔道压浆压力为6~8kg/cm2,压力上升不宜太快,直到T梁另一端压浆口射出浓浆后持续2min,关小、出口阀门持压至孔道压浆密实。
   5.4 T梁封端
   孔道压浆后立即将梁端水泥浆冲洗干净,同时清除支承垫板、锚具及端面砼的污垢,并将端面砼凿毛;设置端部钢筋网,固定封端模板;浇筑封端砼,仔细操作认真插捣;做好养护工作。
  6移梁、存梁
   预制T梁压浆孔道内的水泥浆强度不低于30MPa时即可出坑安装。T梁出坑采用两台龙门吊同时起吊,在起吊前要注意砼角加垫保护,起吊即将受力时要观察吊绳是否竖直,防止梁身倾斜。T梁寄存时,注意垫木及斜撑,加撑必须有效。移梁前对起重设备进行全面检查,以确保起重设备的可靠性,然后正式移梁,确保人员和设备安全;
   7质量通病控制
   7.1麻面
   振捣遵循紧插慢拔原则,振动棒插入到拔出时间控制在20S为佳,插入下层5-10CM,振捣至砼表面平坦泛浆、不冒气泡、不显著下沉为止;马蹄上口斜面宜作为砼分层控制高度,以利排气;插振捣棒确有困难时,采用附着式振捣器或人工插捣的方法振实。
   T梁马蹄以下主要依靠附着式振捣器振捣,腹板上部、翼板砼主要依靠插入式振捣器振捣,尽量避免浇注上部砼时,启动附着式振捣器,导致下部即将结硬的砼表面出现麻面。
   浇注砼时,模内均需撒水湿润,但不得积水;浇注前检查模板拼缝,对可能漏浆的缝,设法封堵。模板表面清理干净,隔离剂应涂刷均匀。
   7.2层印
   预制梁浇注顺序一般从模板一端开始水平分层浇注,当梁较高超过2.5米时,采用马蹄、腹板、翼板同时浇注。从模板一头开始,先浇注一段马蹄,反回头浇注腹板段、翼板,再向前浇马蹄,再回头浇注腹板、翼板,如此反复保持浇注斜面不断推进。精心组织振捣,并确保混凝土浇筑不间断进行。
   7.3“切角”
   切角指T梁张拉起拱后,梁端头马蹄底边砼发生斜截面破坏后掉角。支T梁侧模板时,提前在梁头钢筋笼底下垫一块10厘米宽,1厘米厚的薄木板,将T梁支撑线前移10厘米。
   7.4收缩裂缝
   砼的收缩分干缩和自收缩两种。干缩是砼中随着多余水分蒸发,湿度降低而产生体积减少的收缩,其收缩量占整个收缩量的很大部分;自收缩是水泥水化作用引起的体积减少。收缩量只有前者的1/5-1/10。干缩裂缝呈现在T梁翼板顶面,宽度多在0.05-0.2mm之间,其走向纵横交错,无规律性,分布不均,并随温度和湿度变化而逐渐发展。浇注完砼12小时后开始养护,养护龄期为7天,前24小时内每2小时养护一次,24小时后按每4小时养护一次,翼板顶面用草帘覆盖,避免曝晒。振捣密实而不离析,对板面进行二次抹压,以较少收缩量。
  8结束语
   在本合同段的T梁预制施工过程中,认真贯彻执行施工技术规范要求以及项目业主、监理工程师的各项指令,做到科学管理和精心施工,并密切结合工程实际,注重施工细节,在施工质量控制上取得满意效果。
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