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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,对于改善构件的性能和强度具有重要的作用。随着工程建筑技术的进步和新材料、新理念的使用,后张法预应力施工越来越多的应用到各种大型公路、桥梁等大规模构件的施工中。本文从后张法预应力的施工特点出发,在分析工程施工特点以及箱梁混凝土浇注的基础上,对预应力张拉和孔道压浆等施工技术进行一些探讨,希望对行业发展有所帮助。
关键词:市政桥梁;后张法预应力;特点;施工
Abstract: In this paper, starting from the post-tensioned construction characteristics of some research on the basis of analysis of construction characteristics and the pouring of concrete box girder, prestressed tension and duct grouting construction technology, the development of the industry hashelp. Key words: municipal bridges; post-tensioned; characteristics; construction
中图分类号:U415.6文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)05-0020-02
1 市政桥梁工程施工特点
市政桥梁工程大都为主线桥、上下匝道桥结构,都是预应力连续梁桥。预应力施工是在高架桥基础、承台、墩柱施工完成并达到一定的质量标准后进行的,预应力砼连续箱梁的施工采取分段施工的形式,工艺流程为:支架基础施工→支架搭设→底腹模板安装→底腹板钢筋安装→波纹管安装、定位→混凝土浇注→顶模安装→顶翼板钢筋安装→上层砼浇注→养护→钢绞线编束、穿束→预应力张拉→封锚→继续养护→模板支架拆除。这一系列流程的有效控制和管理对于保证工程质量,维护工程稳定具有关键作用。
2 预应力材料的质量控制
2.1 预应力材料必须保持清洁,在存放和搬运过程中应避免机械损伤和有害的锈蚀。如进场后需长时间存放时,必须安排定期外观检查。
2.2 预应力钢绞线和波纹管在仓库内保管时,仓库应干燥、防潮、通风良好、无腐蚀气体和介质;在室外存放时,时间不得超过半年,不得直接堆放在地面上,必须采取垫以枕木并用帆布覆盖等有效措施,防止雨露和各种腐蚀性气体、介质的影响。
2.3 桥梁钢筋施工时加强对波纹管的保护减少对其损伤,减少电焊作业。在普通钢筋骨架成型后再铺设波纹管,振捣棒振捣混凝土时,要避开波纹管和波纹管接头。波纹管接头处的连接管宜采用大一个直径级别的同类管道,其长度宜为被连接管道内径。
3 施工方法
3.1 支架与模板的施工:本桥地势高低起伏,地基承载力较差,采取了钻孔灌注桩承载,浇筑混凝土横梁,上部搭设贝雷架,后搭设碗扣支架。支架方案经详细计算并报监理审批后实施。支架搭设完毕经验收合格后,安装箱梁底模板,模板采用 2cm 厚竹胶板。安装时先底模、再侧模、后顶模。按设计要求预留预拱度。在箱梁底板及腹板的钢筋绑扎完毕后,即可安装底板及腹板的侧模板。
3.2 普通钢筋和预应力钢绞线安装:箱梁钢筋绑扎分两次进行。第一次是在底模安装完成后绑扎底板及腹板的钢筋,第二次是在底板及腹板的砼浇注完毕、顶板和翼板底模安装好之后,再绑扎顶板和翼板的钢筋。按设计要求安装支座钢垫板、防撞栏杆预埋钢筋(翼板)等预埋件。预应力钢绞线和波纹管埋设前应检查是否有破损、锈蚀及油污,焊接钢筋时采取用湿纸板隔挡的办法,防止波纹管被焊接的火花击穿,发现破口应及时修补。定位筋按间距50cm布设,穿放波纹管与管间接头,并将其固定。砼浇注 3天后方可穿束,钢绞线两端预留100cm作为张拉使用。
3.3 砼浇筑与养护。箱梁采用 C50 商品砼,浇注分两次进行,先浇注底板及腹板,在顶板和翼板底模安装、钢筋绑扎后,再浇注顶板和翼板砼。施工中混凝土由汽车式输送泵泵送入模。浇注过程中采用插入式震捣器和插钎震捣,直至砼表面泛浆不冒气泡为止,并注意避免损伤波纹管。箱梁两端的施工人员要不时地(约15min/次)来回拉动波纹管内预先穿入的清孔器,清孔器孔尺寸。砼浇注完后 2小时内最后拉一次,拉动清孔器必须从梁的一端拉到另一端,预防波纹管堵塞。底板砼应从两端的横隔梁处同时向箱梁的中间分层分段浇注,每段4~6m,每层 30cm 振捣密实。在下层砼初凝前浇注上层砼,振动棒插入下层砼5~10cm。在砼浇注完毕初凝后,用麻袋覆盖,洒水养护,养护时间不少于10d。
3.4 模板、支架的拆除。箱梁侧模在砼强度达到 12.5Mpa 后拆除。拆除后应立即清理干净,堆放在便于取用的地方。内模在砼达到15Mpa 后拆除。拆内模板时观察模板内壁表面有无砼脱落,孔道有无变形,以掌握最佳拆模时间。现浇箱梁养护达到40Mpa的强度后,即可拆除底模和支架。支架拆除时,从上往下依此进行。
3.5 预应力张拉。当箱梁砼强度达到设计强度的 100%以上,砼龄期不小于10d方可张拉预应力钢束。
張拉顺序:按设计编号顺序张拉,张拉以应力控制为标准,同时以伸长量作为校核。
张拉程序:0→初应力→1.03Rcon(持荷 2min)→Rcon(锚固)。将钢绞线稍加张拉,以消除钢绞线松弛状态,并检查孔道轴线、锚具和千斤顶是否在一条直线上;当钢绞线初始应力达到张拉力控制值的10%时,可在钢丝上划记号,作为量测伸长量的参考点并检查钢绞线有无滑动;将张拉力加大到设计的 103%,并持荷 2min;将张拉力回复到设计张拉力的100%,并量测钢绞线的伸长量。如果伸长量符合要求,则封闭锚具并拆除千斤顶;如果伸长量和张拉力与设计计算值相差大于±6%时,则暂停张拉,待查明原因并解决后方可继续张拉。
3.6 孔道压浆
3.6.1 水泥浆制备:先将水加于拌和机内再放入水泥,经充分拌和后再加入掺加料。拌和应至少2min,直至达到均匀的稠度为止。每次调配以满足1h的使用量即可。
3.6.2 孔道压浆:压浆分两次进行,每个孔道在两端先后各压浆一次,间隔时间以达到先压注的水泥浆既充分泌水又未初凝为度,一般约30min。
3.6.3 压浆顺序:按先下后上的顺序压浆,将集中一处的孔一次压完。
3.6.4 压浆工艺:预应力张拉后 24h 内即对孔道进行压浆;由箱梁一测的压浆泵将纯水泥浆,经压浆胶管从压浆咀压入孔道内,压力最少升到 0.7Mpa,当另一端饱满并渗出浓浆(排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆)时用木塞堵孔,并稳 10s 后,关闭进浆管截止阀,拆卸进浆管,后安装至另一孔道上;间隔约 30~45min 后,拔出两端排气孔木塞,在另一端安装进浆管,并将进浆管截止阀全部打开,用另一套压浆设备进行第二次压浆,待排气孔流出浓浆时再用木塞堵孔及关闭进浆管截止阀,并稳压10s 以上后关闭截止阀,拆卸进浆管重新安装到另一个孔道上,该孔道的压浆工作即告完成;保证钢丝束全部充浆,进浆口应予封闭,直到水泥浆凝固前,所有塞子、盖子或气门均不得移动或打开。
3.7 封锚及养护。预应力筋张拉灌浆后,将预应力钢绞线超长部分用切割机切断,切割时用水先淋湿以保护锚具并用砼封锚保护。
4 预应力施工质量控制措施
4.1 钢绞线与锚具:每次进场的钢绞线与锚具等, 必须有出厂合格证,同时进行原材料试验、锚具组装件的静载锚固性能试验。不同规格的钢绞线与锚具应分类堆放,做好标识。施工中,应校对所施工的钢绞线与锚具的规格与设计是否一致。
4.2 预应力设备:张拉前张拉机具须进行标定,千斤顶与压力表配套检验,确定千斤顶和压力表之间的关系曲线,千斤顶与压力表配套使用不得互换。压力表的刻度不低于1.5级。
4.3 预应力张拉:施加预应力前对砼构件进行检验,外观和尺寸应符合质量标准要求,砼强度不得低于设计规定。检查夹片与锚孔是否有泥浆或杂物,对夹片处的钢丝束用钢丝刷进行清刷。张拉开始前所有的预应力钢束在张拉点之间应能自由移动,各钢绞线松紧程度应一致,其应力值不得超过总应力5%,钢束伸长值与计算值相差不宜超出6%。当张拉力加至设计值,上紧主拉杆螺母。千斤顶的压力应在锚具和钢绞线束不受振动的方式下予以解除。
5 结束语
后张法预应力施工应采取优质的原材料,选用科学合理的施工工艺,施工中应严格控制管道以及锚具安装位置及尺寸,保证压浆所用混凝土配合比、搅拌及浇筑、振捣质量,张拉工艺应得当等才能最终保证施工质量,保证人们生命财产安全。
参考文献
[1]刘效尧,朱新实.预应力技术及材料设备[M].北京:人民交通出版社,1997.
[2]杨宗放.现代预应力混凝土施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2002
关键词:市政桥梁;后张法预应力;特点;施工
Abstract: In this paper, starting from the post-tensioned construction characteristics of some research on the basis of analysis of construction characteristics and the pouring of concrete box girder, prestressed tension and duct grouting construction technology, the development of the industry hashelp. Key words: municipal bridges; post-tensioned; characteristics; construction
中图分类号:U415.6文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)05-0020-02
1 市政桥梁工程施工特点
市政桥梁工程大都为主线桥、上下匝道桥结构,都是预应力连续梁桥。预应力施工是在高架桥基础、承台、墩柱施工完成并达到一定的质量标准后进行的,预应力砼连续箱梁的施工采取分段施工的形式,工艺流程为:支架基础施工→支架搭设→底腹模板安装→底腹板钢筋安装→波纹管安装、定位→混凝土浇注→顶模安装→顶翼板钢筋安装→上层砼浇注→养护→钢绞线编束、穿束→预应力张拉→封锚→继续养护→模板支架拆除。这一系列流程的有效控制和管理对于保证工程质量,维护工程稳定具有关键作用。
2 预应力材料的质量控制
2.1 预应力材料必须保持清洁,在存放和搬运过程中应避免机械损伤和有害的锈蚀。如进场后需长时间存放时,必须安排定期外观检查。
2.2 预应力钢绞线和波纹管在仓库内保管时,仓库应干燥、防潮、通风良好、无腐蚀气体和介质;在室外存放时,时间不得超过半年,不得直接堆放在地面上,必须采取垫以枕木并用帆布覆盖等有效措施,防止雨露和各种腐蚀性气体、介质的影响。
2.3 桥梁钢筋施工时加强对波纹管的保护减少对其损伤,减少电焊作业。在普通钢筋骨架成型后再铺设波纹管,振捣棒振捣混凝土时,要避开波纹管和波纹管接头。波纹管接头处的连接管宜采用大一个直径级别的同类管道,其长度宜为被连接管道内径。
3 施工方法
3.1 支架与模板的施工:本桥地势高低起伏,地基承载力较差,采取了钻孔灌注桩承载,浇筑混凝土横梁,上部搭设贝雷架,后搭设碗扣支架。支架方案经详细计算并报监理审批后实施。支架搭设完毕经验收合格后,安装箱梁底模板,模板采用 2cm 厚竹胶板。安装时先底模、再侧模、后顶模。按设计要求预留预拱度。在箱梁底板及腹板的钢筋绑扎完毕后,即可安装底板及腹板的侧模板。
3.2 普通钢筋和预应力钢绞线安装:箱梁钢筋绑扎分两次进行。第一次是在底模安装完成后绑扎底板及腹板的钢筋,第二次是在底板及腹板的砼浇注完毕、顶板和翼板底模安装好之后,再绑扎顶板和翼板的钢筋。按设计要求安装支座钢垫板、防撞栏杆预埋钢筋(翼板)等预埋件。预应力钢绞线和波纹管埋设前应检查是否有破损、锈蚀及油污,焊接钢筋时采取用湿纸板隔挡的办法,防止波纹管被焊接的火花击穿,发现破口应及时修补。定位筋按间距50cm布设,穿放波纹管与管间接头,并将其固定。砼浇注 3天后方可穿束,钢绞线两端预留100cm作为张拉使用。
3.3 砼浇筑与养护。箱梁采用 C50 商品砼,浇注分两次进行,先浇注底板及腹板,在顶板和翼板底模安装、钢筋绑扎后,再浇注顶板和翼板砼。施工中混凝土由汽车式输送泵泵送入模。浇注过程中采用插入式震捣器和插钎震捣,直至砼表面泛浆不冒气泡为止,并注意避免损伤波纹管。箱梁两端的施工人员要不时地(约15min/次)来回拉动波纹管内预先穿入的清孔器,清孔器孔尺寸。砼浇注完后 2小时内最后拉一次,拉动清孔器必须从梁的一端拉到另一端,预防波纹管堵塞。底板砼应从两端的横隔梁处同时向箱梁的中间分层分段浇注,每段4~6m,每层 30cm 振捣密实。在下层砼初凝前浇注上层砼,振动棒插入下层砼5~10cm。在砼浇注完毕初凝后,用麻袋覆盖,洒水养护,养护时间不少于10d。
3.4 模板、支架的拆除。箱梁侧模在砼强度达到 12.5Mpa 后拆除。拆除后应立即清理干净,堆放在便于取用的地方。内模在砼达到15Mpa 后拆除。拆内模板时观察模板内壁表面有无砼脱落,孔道有无变形,以掌握最佳拆模时间。现浇箱梁养护达到40Mpa的强度后,即可拆除底模和支架。支架拆除时,从上往下依此进行。
3.5 预应力张拉。当箱梁砼强度达到设计强度的 100%以上,砼龄期不小于10d方可张拉预应力钢束。
張拉顺序:按设计编号顺序张拉,张拉以应力控制为标准,同时以伸长量作为校核。
张拉程序:0→初应力→1.03Rcon(持荷 2min)→Rcon(锚固)。将钢绞线稍加张拉,以消除钢绞线松弛状态,并检查孔道轴线、锚具和千斤顶是否在一条直线上;当钢绞线初始应力达到张拉力控制值的10%时,可在钢丝上划记号,作为量测伸长量的参考点并检查钢绞线有无滑动;将张拉力加大到设计的 103%,并持荷 2min;将张拉力回复到设计张拉力的100%,并量测钢绞线的伸长量。如果伸长量符合要求,则封闭锚具并拆除千斤顶;如果伸长量和张拉力与设计计算值相差大于±6%时,则暂停张拉,待查明原因并解决后方可继续张拉。
3.6 孔道压浆
3.6.1 水泥浆制备:先将水加于拌和机内再放入水泥,经充分拌和后再加入掺加料。拌和应至少2min,直至达到均匀的稠度为止。每次调配以满足1h的使用量即可。
3.6.2 孔道压浆:压浆分两次进行,每个孔道在两端先后各压浆一次,间隔时间以达到先压注的水泥浆既充分泌水又未初凝为度,一般约30min。
3.6.3 压浆顺序:按先下后上的顺序压浆,将集中一处的孔一次压完。
3.6.4 压浆工艺:预应力张拉后 24h 内即对孔道进行压浆;由箱梁一测的压浆泵将纯水泥浆,经压浆胶管从压浆咀压入孔道内,压力最少升到 0.7Mpa,当另一端饱满并渗出浓浆(排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆)时用木塞堵孔,并稳 10s 后,关闭进浆管截止阀,拆卸进浆管,后安装至另一孔道上;间隔约 30~45min 后,拔出两端排气孔木塞,在另一端安装进浆管,并将进浆管截止阀全部打开,用另一套压浆设备进行第二次压浆,待排气孔流出浓浆时再用木塞堵孔及关闭进浆管截止阀,并稳压10s 以上后关闭截止阀,拆卸进浆管重新安装到另一个孔道上,该孔道的压浆工作即告完成;保证钢丝束全部充浆,进浆口应予封闭,直到水泥浆凝固前,所有塞子、盖子或气门均不得移动或打开。
3.7 封锚及养护。预应力筋张拉灌浆后,将预应力钢绞线超长部分用切割机切断,切割时用水先淋湿以保护锚具并用砼封锚保护。
4 预应力施工质量控制措施
4.1 钢绞线与锚具:每次进场的钢绞线与锚具等, 必须有出厂合格证,同时进行原材料试验、锚具组装件的静载锚固性能试验。不同规格的钢绞线与锚具应分类堆放,做好标识。施工中,应校对所施工的钢绞线与锚具的规格与设计是否一致。
4.2 预应力设备:张拉前张拉机具须进行标定,千斤顶与压力表配套检验,确定千斤顶和压力表之间的关系曲线,千斤顶与压力表配套使用不得互换。压力表的刻度不低于1.5级。
4.3 预应力张拉:施加预应力前对砼构件进行检验,外观和尺寸应符合质量标准要求,砼强度不得低于设计规定。检查夹片与锚孔是否有泥浆或杂物,对夹片处的钢丝束用钢丝刷进行清刷。张拉开始前所有的预应力钢束在张拉点之间应能自由移动,各钢绞线松紧程度应一致,其应力值不得超过总应力5%,钢束伸长值与计算值相差不宜超出6%。当张拉力加至设计值,上紧主拉杆螺母。千斤顶的压力应在锚具和钢绞线束不受振动的方式下予以解除。
5 结束语
后张法预应力施工应采取优质的原材料,选用科学合理的施工工艺,施工中应严格控制管道以及锚具安装位置及尺寸,保证压浆所用混凝土配合比、搅拌及浇筑、振捣质量,张拉工艺应得当等才能最终保证施工质量,保证人们生命财产安全。
参考文献
[1]刘效尧,朱新实.预应力技术及材料设备[M].北京:人民交通出版社,1997.
[2]杨宗放.现代预应力混凝土施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2002