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[摘 要]后张法预应力施工工艺是桥梁预应力构件制作的常用方法,本文结合近些年的工程实践经验,主要介绍了桥梁施工场地与设备、施工工艺流程、各分项工程施工技术中的重点进行了分析及其应用。
[关键词]桥梁 预应力 板梁 先张法 混凝土
中图分类号:K928.78 文献标识码:K 文章编号:1009―914X(2013)25―0452―01
引言
随着交通事业的高速发展,公路承担的交通量和荷载不断增加,因而对桥梁设计提出了更严格的要求。目前,在公路桥梁建设中,先张法预应力钢绞线混凝土空心板梁以其造价低、施工方便、可以工厂化生产等优点而得到了广泛应用。
一、场地与设备
根据工程的需要设置场地,并在中间设工作台座,两边预留堆梁场地。预制场台座采用15cm高的C25混凝土台座,台面铺5mm厚钢板,与预埋在台座混凝土中的角钢焊接固定。台座共设置6槽,将场地原地面经过5%的掺灰处理后,填筑20cm厚的干压碎石,其上浇注10cm厚的C20素混凝土。中横梁、传力梁、端横梁均按图纸施工,沿台座两侧在基础上预埋短钢筋,其上焊接小角钢,然后施工台座及台面,严格控制台面标高,确保钢绞线与传力梁中心在同一轴线上。另外,在张拉端设立1.8cm厚、1.5m高的钢隔板,以防钢绞线拉断伤人。在钢板上留出窗口便于张拉人员观察。主要机械设备有龙门吊2台,强制式搅拌机2台,自动配料料斗2套,0.5t翻斗车4台,8t汽车吊1台,锅炉房1座,张拉设备2套,还有制作钢筋、模板需用的小型机械。
二、板梁施工工艺流程
板梁的施工工艺流程为:钢筋制作绑扎→清理模板→刷隔离剂→成型钢筋吊人工作台面→铺设并张拉钢绞线→组装模板→浇注混凝土→混凝土养护→放张钢绞线→将板梁吊运至存梁场。
三、板梁各分项工程的施工
3.1 施加预应力
3.1.1 准备工作
钢筋及钢绞线经取样自检合格并报监理抽检合格方可进场。在工程施工时,常采用7×5高强度、低松弛钢绞线。钢绞线进场后做复试,将复试所得的弹性模量与合格证对比,若误差≯3%,则取两者的平均值为计算弹性模量,算出钢绞线达到设计预应力值时的伸长。标定后的张拉设备应统一编号,固定使用,防止混用。仔细检查预应力锚具、夹具外观,应无裂痕,并按规定抽样做复试。锚具在使用前用塑料薄膜将锚环与夹片隔离开,以免夹片与锚环咬合太紧不便于拆卸。
3.1.2 预应力筋的张拉
油泵试运转,检查有无漏油等异常现象,开始张拉。张拉顺序为:
(1)张拉力从0→初应力10%→初应力103%。张拉时,油泵要缓慢给油,张拉力施加速度应控制在0.1MPa/s,使钢绞线内的拉力均匀增长。每次达到千斤顶的最大行程后要暂停几分钟,使钢绞线内部的应力传递均匀。
(2)当全部钢绞线达到初应力后,用白油漆做好标记,测量钢绞线的伸长值。
(3)补足或放松钢绞线的拉力至控制应力,测量、记录预应力筋的延伸量。实际伸长值与设计规定的理论计算值相对误差应在±5%范围内。
(4)锚固预应力筋,千斤顶回油至零。锚固时,如果张拉端钢绞线的内缩量>5mm,应更换锚具。一定要真实、准确地做好张拉记录,张拉完成后,将张拉记录整理归档。
3.2 钢筋工程
钢筋的级别、直径、根数和间距均应符合设计要求,使用前应将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。绑扎或焊接的钢筋网和钢筋骨架不得有变形、松脱和开焊,钢筋位置的偏差不得超过规范的要求。钢筋绑扎采用定型模具,制作好的钢筋在模内绑扎,然后将绑扎好的钢筋调入工作台面内,这样可以加快施工速度。由于板梁底部主筋较长,为保证顺直,在绑扎时两端挂线,并按间距做出标尺,随绑随量。
板梁钢筋保护层厚度必须保证。施工前,预制好与保护层厚度相同的砂浆垫块,用22号铅丝在钢筋骨架上每隔1.5m绑扎1块,垫块强度要与混凝土的强度等级相等。绑扎前,垫块要在水中浸泡,放置时要错开,避免在一个截面内。支撑内模的钢筋马凳要保证高度一致,在内模下每1m放置1个,与底部钢筋绑牢。在绑扎过程中不允许踩碰钢绞线,防止发生断筋伤人事故。
3.3 模板工程
模板采用5mm钢板制作。与混凝土接触的模板表面均应刷隔离剂,尤其是内模,否则不仅会影响混凝土的感观,而且会给内模的拆除造成不便。无论是内模还是外模,组装完毕均应挂线校验。外模一定要固定好,保证在浇注混凝土时不变形。
板梁端部模板要仔细校验垂直度,端模下部用方木垫起。方木中间按设计的钢绞线的位置掏孔,以便穿钢绞线。浇注混凝土之前,用棉纱将孔堵严,防止漏浆。所有材料在指定的位置堆放,做好标志牌,注明批号、品种、规格、产地、检验是否合格等内容,。所用的砂要过筛,石子要清洗。各道工序明确专职负责人,实行各道工序组长负责制。各类施工人员在施工前要经过考核持证上岗,同时施工人员必须认真熟悉图纸,掌握施工规范要求。
3.4 混凝土工程
为了满足工期的要求,使混凝土尽快达到设计强度,施工中可以采用减水剂,如FDN一5速效减水早强剂可使混凝土的强度在3d左右达到100%。混凝土采用机动翻斗车运输到现场,在运输过程中不能有离析现象。用小型龙门吊起吊漏斗到工作面布料,直接送人模内。混凝土采取一次性浇注的方法。待底板混凝土振捣密实抹平后安装充气胶囊,然后浇注腹板和顶板混凝土。
浇注时,应从一端呈台阶状循序向另一端进展。为避免梁端产生不密实现象,快到端部时,应改为从另一端向相反方向投料。每层下料的厚度≯30cm。混凝土浇注必须连续施工,不能间断时间过长。应有备用机械和设备,以避免突发的机械、机具故障而停工。
混凝土振捣时一定注意不要触碰钢绞线,以防发生断筋伤人事故;振捣不能触及充气胶囊,防止出现穿孔漏气现象。混凝土的试块留置为每片梁3组,100mm×100mm×100mm试块2组,150mm×150mm×150mm试块1组,其中1组100mm×100mm×100mm的试块由试验室在3d后试压,其余送混凝土试验室检测校核。表面混凝土收水后,立即用无纺土工布覆盖洒水养护,并由专人负责混凝土的养护工作,保持土工布始终湿润。
3.5 反拱度
反拱度值在多数设计图中并未给出,主要是因为影响因素较多。为了施工控制方便,最好能给出一个参考值。影响反拱度的因素有放张时混凝土强度值、钢绞线实际标高、张拉应力的实际值、混凝土截面的实际尺寸等。
3.6 放张钢绞线
放张钢绞线这道工序既有安全性要求,又有质量要求。既不得使钢绞线断裂,也不能破坏混凝土边角。混凝土强度达到设计强度的90%时便可进行放张,放张一定要在拆模后进行。放张应均匀,不得骤然放松。如在采用整体放张法时,可由两台120 t千斤顶代替砂箱。放张完成后,用砂轮锯将钢绞线贴根部割断,切断顺序为先固定端、后张拉端。在钢绞线断头涂上防锈漆,即可将板梁吊运至存粱场。
四、板梁的存放及拱度检测
将空心板梁用两台60t龙门吊移至存梁场,在两端支座中心线下放置枕木垫块。可堆放3层,时间≯60d。在转运过程中,对空心板梁施加一个正弯矩。存梁场基础应坚实,可在支座处夯填一定深度的碎石、灌水泥砂浆,上面浇注混凝土。板粱放于存粱场后,用水准仪在距梁底10cm处打一条水平线,量取两端及中间3点,算出板粱的拱度,拱度应>1.5cm。
五、结语
通过以上过程了解,使我们清楚地看到,预应力先张技术施工的过程需要从哪些方面入手,以使预应力先张技术质量控制做的更好,效果更佳。并根据各道工序控制中容易引发的后遗质量问题予以防范,做到未雨飘缪,从而确保预应力先张技术质量的控制,从而工程顺利而安全的完成。
[关键词]桥梁 预应力 板梁 先张法 混凝土
中图分类号:K928.78 文献标识码:K 文章编号:1009―914X(2013)25―0452―01
引言
随着交通事业的高速发展,公路承担的交通量和荷载不断增加,因而对桥梁设计提出了更严格的要求。目前,在公路桥梁建设中,先张法预应力钢绞线混凝土空心板梁以其造价低、施工方便、可以工厂化生产等优点而得到了广泛应用。
一、场地与设备
根据工程的需要设置场地,并在中间设工作台座,两边预留堆梁场地。预制场台座采用15cm高的C25混凝土台座,台面铺5mm厚钢板,与预埋在台座混凝土中的角钢焊接固定。台座共设置6槽,将场地原地面经过5%的掺灰处理后,填筑20cm厚的干压碎石,其上浇注10cm厚的C20素混凝土。中横梁、传力梁、端横梁均按图纸施工,沿台座两侧在基础上预埋短钢筋,其上焊接小角钢,然后施工台座及台面,严格控制台面标高,确保钢绞线与传力梁中心在同一轴线上。另外,在张拉端设立1.8cm厚、1.5m高的钢隔板,以防钢绞线拉断伤人。在钢板上留出窗口便于张拉人员观察。主要机械设备有龙门吊2台,强制式搅拌机2台,自动配料料斗2套,0.5t翻斗车4台,8t汽车吊1台,锅炉房1座,张拉设备2套,还有制作钢筋、模板需用的小型机械。
二、板梁施工工艺流程
板梁的施工工艺流程为:钢筋制作绑扎→清理模板→刷隔离剂→成型钢筋吊人工作台面→铺设并张拉钢绞线→组装模板→浇注混凝土→混凝土养护→放张钢绞线→将板梁吊运至存梁场。
三、板梁各分项工程的施工
3.1 施加预应力
3.1.1 准备工作
钢筋及钢绞线经取样自检合格并报监理抽检合格方可进场。在工程施工时,常采用7×5高强度、低松弛钢绞线。钢绞线进场后做复试,将复试所得的弹性模量与合格证对比,若误差≯3%,则取两者的平均值为计算弹性模量,算出钢绞线达到设计预应力值时的伸长。标定后的张拉设备应统一编号,固定使用,防止混用。仔细检查预应力锚具、夹具外观,应无裂痕,并按规定抽样做复试。锚具在使用前用塑料薄膜将锚环与夹片隔离开,以免夹片与锚环咬合太紧不便于拆卸。
3.1.2 预应力筋的张拉
油泵试运转,检查有无漏油等异常现象,开始张拉。张拉顺序为:
(1)张拉力从0→初应力10%→初应力103%。张拉时,油泵要缓慢给油,张拉力施加速度应控制在0.1MPa/s,使钢绞线内的拉力均匀增长。每次达到千斤顶的最大行程后要暂停几分钟,使钢绞线内部的应力传递均匀。
(2)当全部钢绞线达到初应力后,用白油漆做好标记,测量钢绞线的伸长值。
(3)补足或放松钢绞线的拉力至控制应力,测量、记录预应力筋的延伸量。实际伸长值与设计规定的理论计算值相对误差应在±5%范围内。
(4)锚固预应力筋,千斤顶回油至零。锚固时,如果张拉端钢绞线的内缩量>5mm,应更换锚具。一定要真实、准确地做好张拉记录,张拉完成后,将张拉记录整理归档。
3.2 钢筋工程
钢筋的级别、直径、根数和间距均应符合设计要求,使用前应将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。绑扎或焊接的钢筋网和钢筋骨架不得有变形、松脱和开焊,钢筋位置的偏差不得超过规范的要求。钢筋绑扎采用定型模具,制作好的钢筋在模内绑扎,然后将绑扎好的钢筋调入工作台面内,这样可以加快施工速度。由于板梁底部主筋较长,为保证顺直,在绑扎时两端挂线,并按间距做出标尺,随绑随量。
板梁钢筋保护层厚度必须保证。施工前,预制好与保护层厚度相同的砂浆垫块,用22号铅丝在钢筋骨架上每隔1.5m绑扎1块,垫块强度要与混凝土的强度等级相等。绑扎前,垫块要在水中浸泡,放置时要错开,避免在一个截面内。支撑内模的钢筋马凳要保证高度一致,在内模下每1m放置1个,与底部钢筋绑牢。在绑扎过程中不允许踩碰钢绞线,防止发生断筋伤人事故。
3.3 模板工程
模板采用5mm钢板制作。与混凝土接触的模板表面均应刷隔离剂,尤其是内模,否则不仅会影响混凝土的感观,而且会给内模的拆除造成不便。无论是内模还是外模,组装完毕均应挂线校验。外模一定要固定好,保证在浇注混凝土时不变形。
板梁端部模板要仔细校验垂直度,端模下部用方木垫起。方木中间按设计的钢绞线的位置掏孔,以便穿钢绞线。浇注混凝土之前,用棉纱将孔堵严,防止漏浆。所有材料在指定的位置堆放,做好标志牌,注明批号、品种、规格、产地、检验是否合格等内容,。所用的砂要过筛,石子要清洗。各道工序明确专职负责人,实行各道工序组长负责制。各类施工人员在施工前要经过考核持证上岗,同时施工人员必须认真熟悉图纸,掌握施工规范要求。
3.4 混凝土工程
为了满足工期的要求,使混凝土尽快达到设计强度,施工中可以采用减水剂,如FDN一5速效减水早强剂可使混凝土的强度在3d左右达到100%。混凝土采用机动翻斗车运输到现场,在运输过程中不能有离析现象。用小型龙门吊起吊漏斗到工作面布料,直接送人模内。混凝土采取一次性浇注的方法。待底板混凝土振捣密实抹平后安装充气胶囊,然后浇注腹板和顶板混凝土。
浇注时,应从一端呈台阶状循序向另一端进展。为避免梁端产生不密实现象,快到端部时,应改为从另一端向相反方向投料。每层下料的厚度≯30cm。混凝土浇注必须连续施工,不能间断时间过长。应有备用机械和设备,以避免突发的机械、机具故障而停工。
混凝土振捣时一定注意不要触碰钢绞线,以防发生断筋伤人事故;振捣不能触及充气胶囊,防止出现穿孔漏气现象。混凝土的试块留置为每片梁3组,100mm×100mm×100mm试块2组,150mm×150mm×150mm试块1组,其中1组100mm×100mm×100mm的试块由试验室在3d后试压,其余送混凝土试验室检测校核。表面混凝土收水后,立即用无纺土工布覆盖洒水养护,并由专人负责混凝土的养护工作,保持土工布始终湿润。
3.5 反拱度
反拱度值在多数设计图中并未给出,主要是因为影响因素较多。为了施工控制方便,最好能给出一个参考值。影响反拱度的因素有放张时混凝土强度值、钢绞线实际标高、张拉应力的实际值、混凝土截面的实际尺寸等。
3.6 放张钢绞线
放张钢绞线这道工序既有安全性要求,又有质量要求。既不得使钢绞线断裂,也不能破坏混凝土边角。混凝土强度达到设计强度的90%时便可进行放张,放张一定要在拆模后进行。放张应均匀,不得骤然放松。如在采用整体放张法时,可由两台120 t千斤顶代替砂箱。放张完成后,用砂轮锯将钢绞线贴根部割断,切断顺序为先固定端、后张拉端。在钢绞线断头涂上防锈漆,即可将板梁吊运至存粱场。
四、板梁的存放及拱度检测
将空心板梁用两台60t龙门吊移至存梁场,在两端支座中心线下放置枕木垫块。可堆放3层,时间≯60d。在转运过程中,对空心板梁施加一个正弯矩。存梁场基础应坚实,可在支座处夯填一定深度的碎石、灌水泥砂浆,上面浇注混凝土。板粱放于存粱场后,用水准仪在距梁底10cm处打一条水平线,量取两端及中间3点,算出板粱的拱度,拱度应>1.5cm。
五、结语
通过以上过程了解,使我们清楚地看到,预应力先张技术施工的过程需要从哪些方面入手,以使预应力先张技术质量控制做的更好,效果更佳。并根据各道工序控制中容易引发的后遗质量问题予以防范,做到未雨飘缪,从而确保预应力先张技术质量的控制,从而工程顺利而安全的完成。