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【摘 要】 在当前国内外的公路桥梁或者是城市桥梁之中,大部分使用的是预应力混凝土桥梁,其可以有效降低桥高,基于此,本文实际出发探讨了桥梁施工后张法与之箱梁如何进行张拉控制。
【关键词】 桥梁施工;后张法;预制箱梁;张拉控制
引言:
后张法预应力技术是当前在桥梁施工结构中最常用的施工技术,和大跨径的连续桥梁的结构相比起来,一般情况下都会使用现浇筑后张法预应力连续箱梁。在后张法预应力结构施工的过程中,首先必须要使用先预埋预应力筋管道,然后在进行混凝土的浇筑,最后的环节是后穿束张拉施工。因此,张拉的质量是直接控制整个结构的要点,也是后张法预应力结构质量控制的关键点。
1、桥梁施工后张法预制箱梁概述
在我国当前的桥梁施工中张法预制箱梁技术得到了广泛的应用。其中张拉控制应力含义为预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。张拉控制应力的取值将直接影响预应力混凝土的使用效果,如果张拉控制应力取值过低,则预应力钢筋经过各种损失后,对混凝土产生的预压应力过小,不能有效地提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度。张拉控制应力值的大小与施加预应力的方法有关,对于相同的钢种,先张法取值高于后张法。先张法是在浇灌混凝土之前在台座上张拉钢筋,故在预应力钢筋中建立的拉应力就是张拉控制应力。后张法是在混凝土构件上张拉钢筋,在张拉的同时,混凝土被压缩,张拉设备千斤顶所指示的张拉控制应力已扣除混凝土弹性压缩后的钢筋应力,为此,后张法构件的值应适当低于先张法。张拉控制应力值大小的确定,还与预应力的钢种有关。由于预应力混凝土采用的都为高强度钢筋,其塑性较差,故控制应力不能取得太高。
2、预应力波纹管质量控制
2.1、安装波纹管时,先进行1kN径向力作用下的变形测验及灌水试验,确保管材不变形、不渗漏。
2.2、接头采用长200mm~300mm的大一号同型波纹管作接头套管,将待接的两段波纹管从两端对称拧入套管,用胶带缠绕,以防孔道有水泥浆侵入。
2.3、波纹管固定
施工中,须借助用直径10mm的钢筋焊接而成的孔道定位架对波纹管位置进行固定,以确保预应力筋位置符合设计要求。工程人员须参考波纹管在梁的各截面的设计位置设定定位架尺寸,确定非预应力筋骨架的位置后从内测插入定位架,一米一个,通过定位架横向钢筋及其上标记明确标示各截面上波纹管的位置。装设好波纹管后,移动定位架到另一片梁上重复利用,定位架全部打上标示牌,按编号统一调配。
2.4、每50厘米以短钢筋做托架焊在非预应力筋骨架上,并用细铁丝捆绑固定,避免浇筑施工中发生位移。
2.5、梁长方向与梁高方向的允许误差分别为3cm、1cm。施工中,须借助定位钢筋安装波纹管,以达到固定的作用,防止浇筑施工中波纹管位移。按照常规要求,定位钢筋每1m设一根。如果是曲线波纹管,则要尽量缩短定位钢筋的间距,并设计防崩钢筋。
2.6、预埋孔道端部的锚垫板平面与孔道轴线呈90度角,锚垫板孔中心与波纹管中心对准,确保结构稳固。锚垫板与预埋的螺旋加劲钢筋贴紧,以控制该节点的应力作用,锚垫板上灌浆孔应设在下方。
3、张拉理论伸长值的计算
后张法预应力筋线型较多为直线以及曲线组合布设。钢绞线在张拉过程之中,因为管道弯曲等等导致的摩擦力,使得张拉之时锚下控制应力会沿管壁向跨中逐渐减少,各段落在计算平均张拉力PP之时,张拉端控制力不可以都使用锚下控制应力P,而需要使用克服摩阻力后的剩余力,因此,每一个区段的张拉端张拉应力应该是:
将Pi代入理论公式即可分别算出每段的预应力筋伸长值。通过将整根钢绞线依据设计线型,分为曲线连续段和直线段,来计算每一段的平均张拉力,从而求得每一段的理论伸长值,最后累计求得整根钢绞线的理論伸长值。
4、主要施工技术
4.1、钢筋绑扎
对梁体钢筋进行定位,应该准确采用台座标红漆和定位架的方式,对梁体钢筋进行绑扎。在骨架安装过程之中,可以采用钢筋避让的方法,波纹管一旦遇到钢筋的妨碍之时,应该是闭合箍筋,使得钢筋不可以被截断。梳型板被使用在行车道板模板中,使用8mm厚的钢板制成,通常使得挂线调整在其顶部,之后再用准16通长钢筋对顶部(护栏筋在侧模)对其进行加固绑扎,避免出现波浪、参差不齐的不良现象。对保护层的控制应该采用梅花形高强砂浆垫块。安装波纹管使用半圆形固定筋进行波纹管的定位,平直部分间距为1.0米,间距弯起部分应该为0.5米。
施工之中使用尺杆刻度定位法,如此则就可以方便准确控制每一根定位筋的位置,则是依照设计图给出的钢绞线的坐标,计算出波纹管底部定位筋的坐标,将其刻于木方尺杆之上,使用此尺杆在腹板上划出定位筋的位置,再焊接定位筋,如此定位筋的准确性则就可以较为有效地得到保证。波纹管接头长应该高于30cm,使用套接的方法,则可以防止波纹管漏浆,使用塑料胶布进行包裹。波纹管安装之后,使用外径是6cm的塑料管穿过波纹管作衬管,这样话就可以有效防止波纹管漏浆。
4.2、预应力孔道压浆质量控制
在后张预应力构件中,预应力管道压浆工序的施工质量至关重要。管道压浆可防止预应力钢材锈蚀,提高预应力钢材和混凝土的粘结性,实现整体应力效果,梁体承载力提高,锚固体系负荷减小。鉴于此,施工中应该将压浆质量作为事关全局的重要节点加以控制。压入孔道内的水泥浆结硬后其紧密性必须达到设计要求,能起到对预应力筋的防护作用。其次,浆体的粘结强度及剪切强度也应该达到基本要求,以期向四周的混凝土有效传递预应力。鉴于此,预应力孔道压浆过程中须重点关注以下几个节点:
4.2.1、根据设计要求选择压浆设备,使用质量合格的水泥、水和外加剂。
4.2.2、严格控制水泥浆的稠度、膨胀率、泌水率以及水灰比。灰浆稠度必须符合施工要求,水灰比通常为0.4~0.45,拌和好的水泥浆最对存放40min,浆筒内的灰浆应该持续低速拌和。水泥颗粒尽量细,禁用结块、花白料的水泥浆。拌和好的水泥浆过筛后出浆,以确保压浆顺利。 4.2.3、按由低向高的顺序压浆,用于压浆的孔道必须通畅。压浆压力、压浆速度是关系压浆质量的重要节点。压浆过程中及压浆后48h内结构混凝土温度控制在5℃以上,低于这一温度标准的须采取措施保温。在气温超过35℃的高温环境下应该安排夜间压浆。
4.2.4、在压浆过程中,每一工作班须留取三组试件,记录压浆全过程记录。
4.2.5、结束压浆后及时清洗压浆设备。压浆完毕检验合格后即可用砂轮机切割端头多余的预应力筋,预应力筋锚固后的外露长度不宜小于30mm。压浆后彻底清洗锚具四周,梁端凿毛,装设堵头板;绑扎好非连续端的钢筋后及时浇筑封锚混凝土。浇筑前,先彻底冲洗其周围,進行梁端混凝土凿毛,继而安装钢筋网进入封锚混凝土浇筑工序。封锚混凝土强度是该工序施工质量控制的重要节点,除此之外,应该注意振捣质量。振捣时,基本要求是混凝土密实,与梁端面平齐,且无蜂窝麻面。
4.3、保证项目
按照设计要求和有关标准规定选择预应力筋的品种和质量。检验方法:对出厂质量证明书和试验报告单进行检查。按照设计要求和施工规范的规定确定冷拉钢筋的机械性能。对出厂质量证明书、试验报告和冷拉记录进行检查。锚具、夹具和连接器质量符合设计要求和施工规范及专门规定。对其出厂合格证、外观尺寸等进行检查。混凝土强度符合设计要求和施工规范的规定。对同条件养护混凝土试块的试验报告进行检查。按照混凝土施工规范的规定确定锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量。对施加预应力记录进行检查。根据设计要求或施工规范的规定确定孔道水泥浆强度。对水泥浆试块的试验报告进行检查。
5、结语
当前预应力技术在当前施工之中获得广泛的应用,特别是在桥梁施工的预制梁的施工中得到了很大的应用,对于桥梁施工的预应力后张法技术更是有很大的发展。然而我国在预应力结构施工方面的技术同国际水平相比之间有一定的差距,然而随着预应力施工技术研究的发展,此差距逐渐减小,可以在不远的将来赶上世界水平。
参考文献:
[1]苗成.试论桥梁施工后张法预制箱梁的张拉控制[J].城市道桥与防洪,2013,06:163-165+12.
[2]别慧柏.浅论桥梁施工后张法预制箱梁的张拉控制[J].吉林交通科技,2010,03:35-37.
[3]毛艳霞.后张法预制箱梁施工技术[J].交通世界(建养.机械),2013,11:228-229.
[4]王秉仁.浅议后张法预制箱梁的张拉控制[A].土木建筑学术文库(第11卷)[C].2009:3.
【关键词】 桥梁施工;后张法;预制箱梁;张拉控制
引言:
后张法预应力技术是当前在桥梁施工结构中最常用的施工技术,和大跨径的连续桥梁的结构相比起来,一般情况下都会使用现浇筑后张法预应力连续箱梁。在后张法预应力结构施工的过程中,首先必须要使用先预埋预应力筋管道,然后在进行混凝土的浇筑,最后的环节是后穿束张拉施工。因此,张拉的质量是直接控制整个结构的要点,也是后张法预应力结构质量控制的关键点。
1、桥梁施工后张法预制箱梁概述
在我国当前的桥梁施工中张法预制箱梁技术得到了广泛的应用。其中张拉控制应力含义为预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。张拉控制应力的取值将直接影响预应力混凝土的使用效果,如果张拉控制应力取值过低,则预应力钢筋经过各种损失后,对混凝土产生的预压应力过小,不能有效地提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度。张拉控制应力值的大小与施加预应力的方法有关,对于相同的钢种,先张法取值高于后张法。先张法是在浇灌混凝土之前在台座上张拉钢筋,故在预应力钢筋中建立的拉应力就是张拉控制应力。后张法是在混凝土构件上张拉钢筋,在张拉的同时,混凝土被压缩,张拉设备千斤顶所指示的张拉控制应力已扣除混凝土弹性压缩后的钢筋应力,为此,后张法构件的值应适当低于先张法。张拉控制应力值大小的确定,还与预应力的钢种有关。由于预应力混凝土采用的都为高强度钢筋,其塑性较差,故控制应力不能取得太高。
2、预应力波纹管质量控制
2.1、安装波纹管时,先进行1kN径向力作用下的变形测验及灌水试验,确保管材不变形、不渗漏。
2.2、接头采用长200mm~300mm的大一号同型波纹管作接头套管,将待接的两段波纹管从两端对称拧入套管,用胶带缠绕,以防孔道有水泥浆侵入。
2.3、波纹管固定
施工中,须借助用直径10mm的钢筋焊接而成的孔道定位架对波纹管位置进行固定,以确保预应力筋位置符合设计要求。工程人员须参考波纹管在梁的各截面的设计位置设定定位架尺寸,确定非预应力筋骨架的位置后从内测插入定位架,一米一个,通过定位架横向钢筋及其上标记明确标示各截面上波纹管的位置。装设好波纹管后,移动定位架到另一片梁上重复利用,定位架全部打上标示牌,按编号统一调配。
2.4、每50厘米以短钢筋做托架焊在非预应力筋骨架上,并用细铁丝捆绑固定,避免浇筑施工中发生位移。
2.5、梁长方向与梁高方向的允许误差分别为3cm、1cm。施工中,须借助定位钢筋安装波纹管,以达到固定的作用,防止浇筑施工中波纹管位移。按照常规要求,定位钢筋每1m设一根。如果是曲线波纹管,则要尽量缩短定位钢筋的间距,并设计防崩钢筋。
2.6、预埋孔道端部的锚垫板平面与孔道轴线呈90度角,锚垫板孔中心与波纹管中心对准,确保结构稳固。锚垫板与预埋的螺旋加劲钢筋贴紧,以控制该节点的应力作用,锚垫板上灌浆孔应设在下方。
3、张拉理论伸长值的计算
后张法预应力筋线型较多为直线以及曲线组合布设。钢绞线在张拉过程之中,因为管道弯曲等等导致的摩擦力,使得张拉之时锚下控制应力会沿管壁向跨中逐渐减少,各段落在计算平均张拉力PP之时,张拉端控制力不可以都使用锚下控制应力P,而需要使用克服摩阻力后的剩余力,因此,每一个区段的张拉端张拉应力应该是:
将Pi代入理论公式即可分别算出每段的预应力筋伸长值。通过将整根钢绞线依据设计线型,分为曲线连续段和直线段,来计算每一段的平均张拉力,从而求得每一段的理论伸长值,最后累计求得整根钢绞线的理論伸长值。
4、主要施工技术
4.1、钢筋绑扎
对梁体钢筋进行定位,应该准确采用台座标红漆和定位架的方式,对梁体钢筋进行绑扎。在骨架安装过程之中,可以采用钢筋避让的方法,波纹管一旦遇到钢筋的妨碍之时,应该是闭合箍筋,使得钢筋不可以被截断。梳型板被使用在行车道板模板中,使用8mm厚的钢板制成,通常使得挂线调整在其顶部,之后再用准16通长钢筋对顶部(护栏筋在侧模)对其进行加固绑扎,避免出现波浪、参差不齐的不良现象。对保护层的控制应该采用梅花形高强砂浆垫块。安装波纹管使用半圆形固定筋进行波纹管的定位,平直部分间距为1.0米,间距弯起部分应该为0.5米。
施工之中使用尺杆刻度定位法,如此则就可以方便准确控制每一根定位筋的位置,则是依照设计图给出的钢绞线的坐标,计算出波纹管底部定位筋的坐标,将其刻于木方尺杆之上,使用此尺杆在腹板上划出定位筋的位置,再焊接定位筋,如此定位筋的准确性则就可以较为有效地得到保证。波纹管接头长应该高于30cm,使用套接的方法,则可以防止波纹管漏浆,使用塑料胶布进行包裹。波纹管安装之后,使用外径是6cm的塑料管穿过波纹管作衬管,这样话就可以有效防止波纹管漏浆。
4.2、预应力孔道压浆质量控制
在后张预应力构件中,预应力管道压浆工序的施工质量至关重要。管道压浆可防止预应力钢材锈蚀,提高预应力钢材和混凝土的粘结性,实现整体应力效果,梁体承载力提高,锚固体系负荷减小。鉴于此,施工中应该将压浆质量作为事关全局的重要节点加以控制。压入孔道内的水泥浆结硬后其紧密性必须达到设计要求,能起到对预应力筋的防护作用。其次,浆体的粘结强度及剪切强度也应该达到基本要求,以期向四周的混凝土有效传递预应力。鉴于此,预应力孔道压浆过程中须重点关注以下几个节点:
4.2.1、根据设计要求选择压浆设备,使用质量合格的水泥、水和外加剂。
4.2.2、严格控制水泥浆的稠度、膨胀率、泌水率以及水灰比。灰浆稠度必须符合施工要求,水灰比通常为0.4~0.45,拌和好的水泥浆最对存放40min,浆筒内的灰浆应该持续低速拌和。水泥颗粒尽量细,禁用结块、花白料的水泥浆。拌和好的水泥浆过筛后出浆,以确保压浆顺利。 4.2.3、按由低向高的顺序压浆,用于压浆的孔道必须通畅。压浆压力、压浆速度是关系压浆质量的重要节点。压浆过程中及压浆后48h内结构混凝土温度控制在5℃以上,低于这一温度标准的须采取措施保温。在气温超过35℃的高温环境下应该安排夜间压浆。
4.2.4、在压浆过程中,每一工作班须留取三组试件,记录压浆全过程记录。
4.2.5、结束压浆后及时清洗压浆设备。压浆完毕检验合格后即可用砂轮机切割端头多余的预应力筋,预应力筋锚固后的外露长度不宜小于30mm。压浆后彻底清洗锚具四周,梁端凿毛,装设堵头板;绑扎好非连续端的钢筋后及时浇筑封锚混凝土。浇筑前,先彻底冲洗其周围,進行梁端混凝土凿毛,继而安装钢筋网进入封锚混凝土浇筑工序。封锚混凝土强度是该工序施工质量控制的重要节点,除此之外,应该注意振捣质量。振捣时,基本要求是混凝土密实,与梁端面平齐,且无蜂窝麻面。
4.3、保证项目
按照设计要求和有关标准规定选择预应力筋的品种和质量。检验方法:对出厂质量证明书和试验报告单进行检查。按照设计要求和施工规范的规定确定冷拉钢筋的机械性能。对出厂质量证明书、试验报告和冷拉记录进行检查。锚具、夹具和连接器质量符合设计要求和施工规范及专门规定。对其出厂合格证、外观尺寸等进行检查。混凝土强度符合设计要求和施工规范的规定。对同条件养护混凝土试块的试验报告进行检查。按照混凝土施工规范的规定确定锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量。对施加预应力记录进行检查。根据设计要求或施工规范的规定确定孔道水泥浆强度。对水泥浆试块的试验报告进行检查。
5、结语
当前预应力技术在当前施工之中获得广泛的应用,特别是在桥梁施工的预制梁的施工中得到了很大的应用,对于桥梁施工的预应力后张法技术更是有很大的发展。然而我国在预应力结构施工方面的技术同国际水平相比之间有一定的差距,然而随着预应力施工技术研究的发展,此差距逐渐减小,可以在不远的将来赶上世界水平。
参考文献:
[1]苗成.试论桥梁施工后张法预制箱梁的张拉控制[J].城市道桥与防洪,2013,06:163-165+12.
[2]别慧柏.浅论桥梁施工后张法预制箱梁的张拉控制[J].吉林交通科技,2010,03:35-37.
[3]毛艳霞.后张法预制箱梁施工技术[J].交通世界(建养.机械),2013,11:228-229.
[4]王秉仁.浅议后张法预制箱梁的张拉控制[A].土木建筑学术文库(第11卷)[C].2009:3.