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摘要:随着高速公路建设的迅猛发展,公路桥梁结构类型、施工技术水平有了相应提高。本文结合实际工程,介绍了混凝土T梁的主要制作工艺。
关键词:T梁 预应力 预制工艺
一 工程概况
本标段共计有50米预制T梁12片,预应力施工采用后张法,两端张拉,采用张拉应力及伸长值双控。每片梁有6束预应力钢束,T1、T2采用9根,T3、T4、T5、T6采用12根标准强度Rby=1860Mpa之φj15.24毫米钢绞线。张拉控制应力为0.70Rby=1302Mpa。锚具采用QM系列,即QM15-9及QM15-12。钢束孔道分别由预埋φ80及φ90毫米金属波纹管成型。
二 基本数据
1.单根钢束(9/12根钢绞线)面积A=140×9=1260mm2/140×12=1680mm2
2.弹性模量E=1.99 ×105Mpa
3.张拉控制应力σk=0.70Rby=1302Mpa
4.孔道每米偏差影响系数κ=0.0015;预应力筋与孔道壁的摩擦系数μ=0.25
5.各钢束有效工作长度及转角
三 预应力混凝土T梁制作工艺
1台座方案设计
(1)梁底模形式的选择
根据T梁的结构尺寸及自身重量及梁场的地质情况,底模采用混凝土结构、条形基础,木方上铺木板,木板上铺钢板的形式。为防止钢板与木板密贴不严,木板侧面采用50×50mm角钢包边,角钢与顶面的钢板焊接,后在浇注试验梁后,发现马蹄底有漏浆现象,在底模两侧各加了一条橡胶海棉,收到了较好效果。
(2)台座及底模结构
T梁底模采用C20钢筋现浇混凝土结构,底座两端基础作挖深加固处理,台座条基混凝土表面预埋100mm松木方,间距40cm,木方上面铺60mm厚木板,木板上铺4mm钢板,梁端支座位置用型钢加工钢构架,与底模钢板焊接,并与中间底模断开,中间设置反拱3~5cm,按二次抛物线形处理。
2模板施工
2.1模板的安装
模板的安装要结合钢筋及预应力管道的埋设依次进行。安装前检查:板面是否平整、光洁、有无凹凸变形及残余粘浆,模板接口处要清除干净;所有模板连接端部和底脚有无碰撞而造成影响使用的缺陷或变形,振动器支架及模板焊缝处是否有开裂破损,如有均要及时补焊、整修。
铺设底模:底模板安装前要考虑支架的预留拱度的设置调整、加载预压试验及支座板的安装。侧模安装:先使侧模滑移或吊装到位,与底模板的相对位置对准,调整好侧模垂直度,并与端模联结好。
端模安装:将胶管或波纹管逐根插入端模各自的孔内后,进行端模安装就位。安装过程中逐根检查是否处于设计位置。端模安装要做到位置准确,连接紧密,侧模与底模接缝密贴且不漏浆。安装模板时要注意预埋件的安装,严格按设计图纸施工,确保每孔梁上预埋件位置准确无误,无遗漏。
2.2模板的拆除
当梁体混凝土强度达到设计强度的50%,混凝土芯部与表层、表层温度与环境温度之差均不大于15℃,且能保证构件棱角完整时方可拆除侧模和端模。气温急剧变化时不宜进行拆模作业。拆除前先检查卷扬机等设备的性能,并清理好拟进入的作业面。
侧模拆模时通过顶压机构使侧模脱离梁体,再通过卷扬机滑到相应的位置上。拆模时,严禁重击或硬撬,避免造成模板局部变形或损坏混凝土棱角。
模板拆下后,要及时清除模板表面和接缝处的残余灰浆并均匀涂刷隔离剂,与此同时还要清点和维修、保养、保管好模板零部件,如有缺损及时补齐,以备下次使用。并根据消耗情况酌情配备足够的储存量。
3混凝土施工工艺
3.1混凝土搅拌
根据混凝土的强度要求选择合适的水泥强度等级,高效减水剂及其它掺加剂,使混凝土具有较好的和易性,坍落度在规定范围之内。
试验人员在开盘前每天必须测定砂、石含水率,将混凝土理论配合比换算成施工配合比;混凝土配料和计量必须按试验室通知单进行。要检查砂、石的质量情况,核实使用原材料与配合比通知单是否相符,数量是否足够;混凝土拌合物塌落度45min损失不宜大于10%,入模前含气量应控制在2%~4%,混凝土自搅拌加水至入模时间不得超过45min。
3.2混凝土运输
采用小型翻斗车运输,翻斗车在运送混凝土过程中的速度不应大于50m/s,以免混凝土发生离析。混凝土在高溫季节运输应进行覆盖,不宜在太阳下暴晒。同样在低温环境下运输应采用保温材料覆盖。运输完毕后应立即彻底车厢。
3.3混凝土浇筑
1)连续浇筑,一次成型;
2)灌注中不得用振动棒推移混凝土以免造成离析。在浇筑过程中,设专人检查模板、钢筋,发现螺栓、支撑等松动应及时拧紧和打牢。发现漏浆应及时堵严,钢筋和预埋件如有移位,及时保整保证位置正确;
3)浇筑入模时下料要均匀,注意与振捣相配合,混凝土的振捣与下料交错进行,每次振捣按混凝土所浇筑的部位使用相应区段上的振动器。为防止混凝土离析,混凝土下落距离不超过规定值;
4)梁体混凝土浇筑采用侧振并辅以插入式高频振动棒振捣成型。混凝土振动时间,应以混凝土表面不再下沉、没有气泡逸出和混凝土表面开始泛浆为度,但亦不应少于30s,注意总结经验,掌握最佳的振动时间;混凝土振捣应有专人指挥、检查、振捣,应定人定点分片落实到人。
3.4混凝土养护
混凝土一般用洒水养护,洒水次数应以混凝土表面湿润状态为度。洒水养护的时间从灌注完开始计时,一般不少于7天。在对梁体进行洒水养护的同时,要对随梁养护的混凝土试件进行洒水养护,使试件与梁体混凝土强度同步增长。当气温在+10℃以下时,梁体要采用保温保湿措施。当日平均气温低于15℃,不得进行浇水养护。
4预应力施工
4.1预应力张拉简短流程
1)张拉工艺流程:制束→穿束→预张拉→初张拉→终张拉→锚具外钢绞线切割。
2)下料与编束:按设计尺寸下料后,编束时应先将钢绞线用理顺,并尽量使各根钢绞线松紧一致。
3)穿束方法:预应力钢绞线安装,在梁体混凝土强度达到张拉要求后进行。
4)预施应力按预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行。张拉前,应清除管道内杂物和积水。
5)当混凝土强度应达到设计强度的50%,此时T形梁带模预张拉,但模板应松开,不应对梁体压缩造成障碍,张拉数量、张拉力、张拉顺序符合设计要求;当梁体混凝土强度达到设计值的80%,且侧模板拆除后,进行初张拉。张拉数张拉力、张拉顺序符合设计要求;梁体混凝土强度、弹模达到设计值、龄期不少于10d后进行终张拉。
4.2灌浆
有粘结钢绞线张拉完后静停12h进行观察,如未发现异常则尽快进行孔道灌浆(一般不超过72h),以防预应力筋锈蚀或松驰。灌浆用42.5MPa普通硅酸盐水泥,水灰比为0.4~0.45,水泥浆内掺减水剂的氯盐不得超标,水泥浆抗压强度≥30MPa。灌浆前清除管道内杂物,保证管道畅通。压浆次序自下而上,压浆从一端压入(两跨宜从中部压入),一次压满,待另一端溢出浓浆后,封闭出浆管,并检查确认无漏浆时封闭进浆管,然后撤除压力。输浆压力≥0.5MPa,输浆管长度≥30m增加0.1~0.2MPa。水泥浆自调制至压入管道的间隔时间不得>40min。灌浆完后相隔1h对每个排气孔进行人工补浆,待所补水泥浆初凝后即可切除排气孔。每班做1组7.07cm3标准试件,标准养护28d用来评定水泥浆强度。灌浆工作完毕后,应全面彻底清洗设备。
四 管道压浆
1.张拉完后,应在24小时内进行管道压浆。压浆前锚具周围的钢丝间隙及孔洞要填封,用压力水冲洗管道并用无油脂压缩空气吹干。
2.水泥浆强度>40Mpa,水灰比宜为0.4~0.45,搅拌应均匀(不少于2分钟),做到随拌随用,随压随搅,并按砂浆试件规格做好试件。
3.采用活塞式压浆泵压入,压力为0.7~1.5Mpa,采用一端进浆另一端补浆的方法施工。从拌水泥浆到开始向孔道压浆,不得超过40分钟。
4.压力表应在使用前进行校正,压浆过程每3小时用清水彻底清洗一次,每天用完后也进行清洗。
5.孔道压浆按自下而上顺序进行。
6.压浆端水泥浆压力应至少为0.7Mpa,且最少维持2分钟。
五 封锚
1. 压浆完毕后,钢束多余部分可采用砂轮或乙炔-氧气割断(但应注意采取撒水等措施,防止烧坏锚具),禁用电弧焊切割,不得振动锚具。
2. 每孔梁架设完毕后,统一封端。应严格掌握尺寸,保证设计梁缝宽度。
六 资料附件
1.预应力束编号示意图
2.预应力混凝土用钢绞线拉伸性能检验报告 钢绞(监)-2003050901
3.千斤顶检验报告 千斤(H)-2003052503及千斤(H)-2003052504
七 结束语
高速公路T梁的施工工艺,是一个较现实的课题,近年来,公路交通建设的迅速发展,促进了地区之间的经济发展,混凝土连续梁桥已经十分成熟,其施工工艺及技术正在不断被广大工程技术人员所掌握。
参考文献
[1]蔚建华预应力混凝土桥梁施工技术要点北京:人民交通出版社,2003[2]林胜预应力桥梁现浇连续梁施工工艺科技信息2007,(22)
[3]公路桥涵施工技术规范 JTJ041-2000
[4]预应力混凝土用钢绞线拉伸性能检验报告 钢绞(监)-2003050901
[5]千斤顶检验报告 千斤(H)-2003052503及千斤(H)-2003052504
关键词:T梁 预应力 预制工艺
一 工程概况
本标段共计有50米预制T梁12片,预应力施工采用后张法,两端张拉,采用张拉应力及伸长值双控。每片梁有6束预应力钢束,T1、T2采用9根,T3、T4、T5、T6采用12根标准强度Rby=1860Mpa之φj15.24毫米钢绞线。张拉控制应力为0.70Rby=1302Mpa。锚具采用QM系列,即QM15-9及QM15-12。钢束孔道分别由预埋φ80及φ90毫米金属波纹管成型。
二 基本数据
1.单根钢束(9/12根钢绞线)面积A=140×9=1260mm2/140×12=1680mm2
2.弹性模量E=1.99 ×105Mpa
3.张拉控制应力σk=0.70Rby=1302Mpa
4.孔道每米偏差影响系数κ=0.0015;预应力筋与孔道壁的摩擦系数μ=0.25
5.各钢束有效工作长度及转角
三 预应力混凝土T梁制作工艺
1台座方案设计
(1)梁底模形式的选择
根据T梁的结构尺寸及自身重量及梁场的地质情况,底模采用混凝土结构、条形基础,木方上铺木板,木板上铺钢板的形式。为防止钢板与木板密贴不严,木板侧面采用50×50mm角钢包边,角钢与顶面的钢板焊接,后在浇注试验梁后,发现马蹄底有漏浆现象,在底模两侧各加了一条橡胶海棉,收到了较好效果。
(2)台座及底模结构
T梁底模采用C20钢筋现浇混凝土结构,底座两端基础作挖深加固处理,台座条基混凝土表面预埋100mm松木方,间距40cm,木方上面铺60mm厚木板,木板上铺4mm钢板,梁端支座位置用型钢加工钢构架,与底模钢板焊接,并与中间底模断开,中间设置反拱3~5cm,按二次抛物线形处理。
2模板施工
2.1模板的安装
模板的安装要结合钢筋及预应力管道的埋设依次进行。安装前检查:板面是否平整、光洁、有无凹凸变形及残余粘浆,模板接口处要清除干净;所有模板连接端部和底脚有无碰撞而造成影响使用的缺陷或变形,振动器支架及模板焊缝处是否有开裂破损,如有均要及时补焊、整修。
铺设底模:底模板安装前要考虑支架的预留拱度的设置调整、加载预压试验及支座板的安装。侧模安装:先使侧模滑移或吊装到位,与底模板的相对位置对准,调整好侧模垂直度,并与端模联结好。
端模安装:将胶管或波纹管逐根插入端模各自的孔内后,进行端模安装就位。安装过程中逐根检查是否处于设计位置。端模安装要做到位置准确,连接紧密,侧模与底模接缝密贴且不漏浆。安装模板时要注意预埋件的安装,严格按设计图纸施工,确保每孔梁上预埋件位置准确无误,无遗漏。
2.2模板的拆除
当梁体混凝土强度达到设计强度的50%,混凝土芯部与表层、表层温度与环境温度之差均不大于15℃,且能保证构件棱角完整时方可拆除侧模和端模。气温急剧变化时不宜进行拆模作业。拆除前先检查卷扬机等设备的性能,并清理好拟进入的作业面。
侧模拆模时通过顶压机构使侧模脱离梁体,再通过卷扬机滑到相应的位置上。拆模时,严禁重击或硬撬,避免造成模板局部变形或损坏混凝土棱角。
模板拆下后,要及时清除模板表面和接缝处的残余灰浆并均匀涂刷隔离剂,与此同时还要清点和维修、保养、保管好模板零部件,如有缺损及时补齐,以备下次使用。并根据消耗情况酌情配备足够的储存量。
3混凝土施工工艺
3.1混凝土搅拌
根据混凝土的强度要求选择合适的水泥强度等级,高效减水剂及其它掺加剂,使混凝土具有较好的和易性,坍落度在规定范围之内。
试验人员在开盘前每天必须测定砂、石含水率,将混凝土理论配合比换算成施工配合比;混凝土配料和计量必须按试验室通知单进行。要检查砂、石的质量情况,核实使用原材料与配合比通知单是否相符,数量是否足够;混凝土拌合物塌落度45min损失不宜大于10%,入模前含气量应控制在2%~4%,混凝土自搅拌加水至入模时间不得超过45min。
3.2混凝土运输
采用小型翻斗车运输,翻斗车在运送混凝土过程中的速度不应大于50m/s,以免混凝土发生离析。混凝土在高溫季节运输应进行覆盖,不宜在太阳下暴晒。同样在低温环境下运输应采用保温材料覆盖。运输完毕后应立即彻底车厢。
3.3混凝土浇筑
1)连续浇筑,一次成型;
2)灌注中不得用振动棒推移混凝土以免造成离析。在浇筑过程中,设专人检查模板、钢筋,发现螺栓、支撑等松动应及时拧紧和打牢。发现漏浆应及时堵严,钢筋和预埋件如有移位,及时保整保证位置正确;
3)浇筑入模时下料要均匀,注意与振捣相配合,混凝土的振捣与下料交错进行,每次振捣按混凝土所浇筑的部位使用相应区段上的振动器。为防止混凝土离析,混凝土下落距离不超过规定值;
4)梁体混凝土浇筑采用侧振并辅以插入式高频振动棒振捣成型。混凝土振动时间,应以混凝土表面不再下沉、没有气泡逸出和混凝土表面开始泛浆为度,但亦不应少于30s,注意总结经验,掌握最佳的振动时间;混凝土振捣应有专人指挥、检查、振捣,应定人定点分片落实到人。
3.4混凝土养护
混凝土一般用洒水养护,洒水次数应以混凝土表面湿润状态为度。洒水养护的时间从灌注完开始计时,一般不少于7天。在对梁体进行洒水养护的同时,要对随梁养护的混凝土试件进行洒水养护,使试件与梁体混凝土强度同步增长。当气温在+10℃以下时,梁体要采用保温保湿措施。当日平均气温低于15℃,不得进行浇水养护。
4预应力施工
4.1预应力张拉简短流程
1)张拉工艺流程:制束→穿束→预张拉→初张拉→终张拉→锚具外钢绞线切割。
2)下料与编束:按设计尺寸下料后,编束时应先将钢绞线用理顺,并尽量使各根钢绞线松紧一致。
3)穿束方法:预应力钢绞线安装,在梁体混凝土强度达到张拉要求后进行。
4)预施应力按预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行。张拉前,应清除管道内杂物和积水。
5)当混凝土强度应达到设计强度的50%,此时T形梁带模预张拉,但模板应松开,不应对梁体压缩造成障碍,张拉数量、张拉力、张拉顺序符合设计要求;当梁体混凝土强度达到设计值的80%,且侧模板拆除后,进行初张拉。张拉数张拉力、张拉顺序符合设计要求;梁体混凝土强度、弹模达到设计值、龄期不少于10d后进行终张拉。
4.2灌浆
有粘结钢绞线张拉完后静停12h进行观察,如未发现异常则尽快进行孔道灌浆(一般不超过72h),以防预应力筋锈蚀或松驰。灌浆用42.5MPa普通硅酸盐水泥,水灰比为0.4~0.45,水泥浆内掺减水剂的氯盐不得超标,水泥浆抗压强度≥30MPa。灌浆前清除管道内杂物,保证管道畅通。压浆次序自下而上,压浆从一端压入(两跨宜从中部压入),一次压满,待另一端溢出浓浆后,封闭出浆管,并检查确认无漏浆时封闭进浆管,然后撤除压力。输浆压力≥0.5MPa,输浆管长度≥30m增加0.1~0.2MPa。水泥浆自调制至压入管道的间隔时间不得>40min。灌浆完后相隔1h对每个排气孔进行人工补浆,待所补水泥浆初凝后即可切除排气孔。每班做1组7.07cm3标准试件,标准养护28d用来评定水泥浆强度。灌浆工作完毕后,应全面彻底清洗设备。
四 管道压浆
1.张拉完后,应在24小时内进行管道压浆。压浆前锚具周围的钢丝间隙及孔洞要填封,用压力水冲洗管道并用无油脂压缩空气吹干。
2.水泥浆强度>40Mpa,水灰比宜为0.4~0.45,搅拌应均匀(不少于2分钟),做到随拌随用,随压随搅,并按砂浆试件规格做好试件。
3.采用活塞式压浆泵压入,压力为0.7~1.5Mpa,采用一端进浆另一端补浆的方法施工。从拌水泥浆到开始向孔道压浆,不得超过40分钟。
4.压力表应在使用前进行校正,压浆过程每3小时用清水彻底清洗一次,每天用完后也进行清洗。
5.孔道压浆按自下而上顺序进行。
6.压浆端水泥浆压力应至少为0.7Mpa,且最少维持2分钟。
五 封锚
1. 压浆完毕后,钢束多余部分可采用砂轮或乙炔-氧气割断(但应注意采取撒水等措施,防止烧坏锚具),禁用电弧焊切割,不得振动锚具。
2. 每孔梁架设完毕后,统一封端。应严格掌握尺寸,保证设计梁缝宽度。
六 资料附件
1.预应力束编号示意图
2.预应力混凝土用钢绞线拉伸性能检验报告 钢绞(监)-2003050901
3.千斤顶检验报告 千斤(H)-2003052503及千斤(H)-2003052504
七 结束语
高速公路T梁的施工工艺,是一个较现实的课题,近年来,公路交通建设的迅速发展,促进了地区之间的经济发展,混凝土连续梁桥已经十分成熟,其施工工艺及技术正在不断被广大工程技术人员所掌握。
参考文献
[1]蔚建华预应力混凝土桥梁施工技术要点北京:人民交通出版社,2003[2]林胜预应力桥梁现浇连续梁施工工艺科技信息2007,(22)
[3]公路桥涵施工技术规范 JTJ041-2000
[4]预应力混凝土用钢绞线拉伸性能检验报告 钢绞(监)-2003050901
[5]千斤顶检验报告 千斤(H)-2003052503及千斤(H)-2003052504