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摘要:本文针对桥梁预应力混凝土连续箱梁的施工工艺及技术进行了阐述。
关键词:预应力;混凝土连续箱梁;施工技术
中图分类号:TU37
近年来,我国预应力混凝土桥梁发展很快,无论在桥型,跨度以及施工方法与技术方面都有突破性发展,不少预应力混凝土桥梁的修建技术已达到国际先进水平。但由于施工质量的影响因素多,施工过程中必须严细求实规范操作。诸多影响因素中对梁体施力预应力应是施工质量控制的重中之重。
1预埋管道的制作安装
管道位置不准确,不但改变了结构的受力状态,还会增大预应力孔道摩阻损失,从而相对减少了施加的预应力值,对结构安全和工程使用阶段都有很深的影响。当前,后张法施工的预应力连续梁,预应力管道的制作主要有预埋管道和橡胶抽拔管制作管道两种。无论采用何种方法,管道的位置坐标必须准确,符合设计图纸的相关要求。当采用预埋管道时,可采用金属波纹管或塑料波纹管,从控制质量方面考虑管道最好选用塑料波纹管,塑料波纹管的原材料是HDPE。它的耐腐蚀性能远远优于金属,不怕酸、碱腐蚀,它本身不腐蚀,能有效地保护预应力筋不受腐蚀。塑料波纹管能为预应力筋提供一种远远优于金属波纹管的屏障保护作用,能防止有害物质穿透管道的污染,从而保证了后张预应力结构具有更好的耐久性;塑料波纹管的强度高,不怕踩压,不易被振捣捧凿破,其密封性能和抗渗漏性能高于金属波纹管,更适用于目前普遍采用真空灌浆;塑料波纹管具有更好的耐劳性能,能大大提高构件的抗疲劳能力,管道应按设计要求坐标用钢筋做成井字架进行固定,管道纵横向有弯折处必须顺适,必要时应加密固定支架,以确保混凝土浇注施工过程中,管道不发生偏位。对较长的预应力管道中间设置排气嘴的,对竖弯形的预应力管道应在最高点设置排气孔。橡胶抽拔管制孔,为增加其刚度可在中心穿入直径适宜钢绞线,施工时除确保其位置准确外,还必须掌握好适宜的拔管时间。
2预应力束的制作与安装
2.1预应力束的制作
钢铰线进场时,经抽检送验合格后方可使用。钢铰线束的下料长度要综合考虑设计的孔道长度、锚夹具厚度、工具锚厚度、千斤顶长度、长度富余量、安装穿束器等。切断时必需采用砂轮切割机,切口要平齐、丝头不散,严禁电(气)焊切割。
2.2穿束方法
钢绞线穿束可分为整束穿和单根穿,连续梁钢绞线束一般采用整束穿,穿束工作一般由人工和卷扬机相互配合完成。直线束、短束一般采用人穿束;对于特长束、特重束、曲线束一般采用卷扬机。一般先用单根钢丝穿入波纹管,然后通过钢丝将卷扬机钢丝绳拖入波纹管。穿入速度一般控制在5~10m/min。在预应力钢材布置完后,必须做好电(气)焊等用电设备的使用防护工作,防止电弧或火花造成预应力钢材强度变低。
3张拉控制
由于实际的管道摩阻、锚口及喇叭口摩阻与设计并不完全相符,可根据摩阻试验得到相关系数计算调整张拉力。但预应力值超过设计值过多时,其抗裂度随之升高,致使预应力筋在承受使用荷载时处于过高的应力状态,时间一长很容易产生应力裂纹,严重危害结构的使用安全。
3.1张拉前机具的检查及校验
张拉前需保证油泵油量充足,保持千斤顶与油泵以及高压油管两端连接器的清洁无杂物,确认千斤顶及油泵无漏油现象。由于张拉装置存在内摩擦,压力表显示的张拉力值与设计值必然会存在误差,因此千斤顶及压力表在使用前需要进行配套标定。张拉要用精密压力表(精度0.4级),检定周期为每周一次,千斤顶检定周期不得超过一个月且不超过200次张拉作业。
3.2孔道摩阻系数的实测
预应力筋的设计张拉控制力一般指的是锚下控制力,它包括了预计的预应力损失值,但不包括锚头摩阻损失。因此在进行预应力张拉施工时,实际张拉控制应力必须加上锚头摩阻损失。针对锚头及孔道的摩阻损失应请具有资质的检测方检测。当实测的孔道摩阻系数与设计摩阻系数存在偏差时,应及时与监理及设计单位联系,以便调整张拉应力及相应的设计伸长量。
3.3张拉过程的控制
张拉时一般采用张拉力控制、伸长值做校核进行“双控”。张拉时预应力筋的实际伸长值与理论伸长值的允许偏差为±6%。预应力筋张拉顺序要严格按照设计要求进行,当设计无具体要求时,应按规范给出的先纵向、再竖向、后横向的顺序进行预应力的张拉,且保证竖向和横向预应力筋张拉滞后纵向预应力筋张拉不大于三个悬浇梁段。张拉施工要满足混凝土的强度和龄期要求,防止混凝土初始弹性模量不足,引起桥梁内部应力增大。
张拉过程中可能出现断丝、滑丝现象,分析原因主要有:施工中存在焊渣等其他灼伤、碰伤钢绞线;钢绞线自身质量问题;张拉力大于设计;夹片质量问题;摩阻力太大;限位板不配套等。这些问题,施工中要采取相应的保护措施,以防止钢绞线的损伤。尤其要做好材料进场抽检工作、油泵压力表的检测工作和限位板配套。当断丝和滑丝数不超过规定值时,可采用超张拉方式补足应力,超过规定值则需卸锚,更换钢束,重新张拉。为防止张拉后工作夹片回缩至工作锚孔里,施工时要做到钢绞线于工具锚处平顺、工作夹片齐头的同时保证工作夹片与工作锚配套。
张拉时实测伸长值与理论伸长值差值误差大于±6%时应停止施工分析原因,原因主要从以下几个方面入手:计算误差或错误;伸长值偏大(主要与断丝、锚固端锚具安装松弛、钢绞线松弛程度有关);伸长值偏小(主要与限位板限位量过大和钢绞线松弛程度有关)。
4管道压浆
孔道压浆后可以有效防止预应力钢材锈蚀,使预应力钢材与混凝土有效粘结,实现整体受力,以增强梁体的承载能力,减轻锚固体系的负荷。管道压浆若为夏天施工,应选择在气温较低时进行主要应注意做好以下几方面的工作: 1)压浆设备正式使用前进行试运行,并配置备用设备。2)现场进行水泥浆试配。以使水泥浆的水灰比、泌水率、膨胀率和稠度等指标符合规范要求。3)压浆前首先检查孔道是否畅通,用水湿润孔道后再用高压空气吹出管道内的积水。4)压浆顺序正确,按孔道由低向高的顺序进行压浆。5)严格控制压浆压力和速度。压浆开始后应匀速进行,中途不得停顿,在管道中间设一个或多个排气口的,须待排出浓浆后再逐个用木塞打紧。6)采用真空压浆技术。
5箱梁混凝土浇筑及养护
5.1梁体砼采用泵送车泵输砼浇筑,并根据设计结构分二次浇筑:第一次浇筑底板和腹板砼,第二次是浇筑顶板砼。分界线设在顶板底腋角处;底腹板浇筑时间7天后,即拆除腹肋模板,支立箱室顶模板,绑扎顶板钢筋。
5.2浇筑砼应确保连续进行,如遇特殊情况,必须间歇时,其间歇时间不应超过砼的初凝时间,以便与后续浇筑的砼粘结。如超过砼的初凝时间,必须在1/4跨处设置施工缝,并按施工范规规定的施工缝处理措施进行处理。
5.3浇筑梁体砼采用插入式振动棒振捣。振动棒应垂直插入,快入慢出,插入砼中的深度不得超过振动棒的工作部分,其移动间距不应大于振动棒作用半径的1.5倍(作用半径30~40cm)。插点要均匀,应成行列式或交错式前进,以免多过振或漏振。振棒应保持距离侧模5~10cm,振棒每点振动时间约20~30s,每次振动完毕后,应边振边徐徐拔出振动棒,同时不得将棒斜拔或横拔,也不得在停止振动后才把棒拔出,造成砼有空洞。
5.4第一次浇筑箱梁底板和梁肋时,浇筑顺序为先底板后梁肋,两者应有一定时间间隔,以免砼浇进梁肋后由底板反涌并使室内模板上浮。砼浇筑过程中注意观察支架有无下沉、鼓突、撑开、倾侧、预埋件移位等情况。若发现,立即停止操作,进行补救处理后继续施工。
5.5混凝土养护
砼浇筑初凝后立即进行养护,养护期间用麻袋覆盖,淋水养护。保持麻袋湿润,养护时间不少于14天。
结语
随着预应力混凝土连续梁在交通建设工程中的广泛应用,其施工技术也将被越来越多的施工人员所掌握。预应力混凝土连续箱梁施工技术已经基本上能够应用,但还是需要在实践中不断地加强。
参考文献:
[1]《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
[2]《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002
关键词:预应力;混凝土连续箱梁;施工技术
中图分类号:TU37
近年来,我国预应力混凝土桥梁发展很快,无论在桥型,跨度以及施工方法与技术方面都有突破性发展,不少预应力混凝土桥梁的修建技术已达到国际先进水平。但由于施工质量的影响因素多,施工过程中必须严细求实规范操作。诸多影响因素中对梁体施力预应力应是施工质量控制的重中之重。
1预埋管道的制作安装
管道位置不准确,不但改变了结构的受力状态,还会增大预应力孔道摩阻损失,从而相对减少了施加的预应力值,对结构安全和工程使用阶段都有很深的影响。当前,后张法施工的预应力连续梁,预应力管道的制作主要有预埋管道和橡胶抽拔管制作管道两种。无论采用何种方法,管道的位置坐标必须准确,符合设计图纸的相关要求。当采用预埋管道时,可采用金属波纹管或塑料波纹管,从控制质量方面考虑管道最好选用塑料波纹管,塑料波纹管的原材料是HDPE。它的耐腐蚀性能远远优于金属,不怕酸、碱腐蚀,它本身不腐蚀,能有效地保护预应力筋不受腐蚀。塑料波纹管能为预应力筋提供一种远远优于金属波纹管的屏障保护作用,能防止有害物质穿透管道的污染,从而保证了后张预应力结构具有更好的耐久性;塑料波纹管的强度高,不怕踩压,不易被振捣捧凿破,其密封性能和抗渗漏性能高于金属波纹管,更适用于目前普遍采用真空灌浆;塑料波纹管具有更好的耐劳性能,能大大提高构件的抗疲劳能力,管道应按设计要求坐标用钢筋做成井字架进行固定,管道纵横向有弯折处必须顺适,必要时应加密固定支架,以确保混凝土浇注施工过程中,管道不发生偏位。对较长的预应力管道中间设置排气嘴的,对竖弯形的预应力管道应在最高点设置排气孔。橡胶抽拔管制孔,为增加其刚度可在中心穿入直径适宜钢绞线,施工时除确保其位置准确外,还必须掌握好适宜的拔管时间。
2预应力束的制作与安装
2.1预应力束的制作
钢铰线进场时,经抽检送验合格后方可使用。钢铰线束的下料长度要综合考虑设计的孔道长度、锚夹具厚度、工具锚厚度、千斤顶长度、长度富余量、安装穿束器等。切断时必需采用砂轮切割机,切口要平齐、丝头不散,严禁电(气)焊切割。
2.2穿束方法
钢绞线穿束可分为整束穿和单根穿,连续梁钢绞线束一般采用整束穿,穿束工作一般由人工和卷扬机相互配合完成。直线束、短束一般采用人穿束;对于特长束、特重束、曲线束一般采用卷扬机。一般先用单根钢丝穿入波纹管,然后通过钢丝将卷扬机钢丝绳拖入波纹管。穿入速度一般控制在5~10m/min。在预应力钢材布置完后,必须做好电(气)焊等用电设备的使用防护工作,防止电弧或火花造成预应力钢材强度变低。
3张拉控制
由于实际的管道摩阻、锚口及喇叭口摩阻与设计并不完全相符,可根据摩阻试验得到相关系数计算调整张拉力。但预应力值超过设计值过多时,其抗裂度随之升高,致使预应力筋在承受使用荷载时处于过高的应力状态,时间一长很容易产生应力裂纹,严重危害结构的使用安全。
3.1张拉前机具的检查及校验
张拉前需保证油泵油量充足,保持千斤顶与油泵以及高压油管两端连接器的清洁无杂物,确认千斤顶及油泵无漏油现象。由于张拉装置存在内摩擦,压力表显示的张拉力值与设计值必然会存在误差,因此千斤顶及压力表在使用前需要进行配套标定。张拉要用精密压力表(精度0.4级),检定周期为每周一次,千斤顶检定周期不得超过一个月且不超过200次张拉作业。
3.2孔道摩阻系数的实测
预应力筋的设计张拉控制力一般指的是锚下控制力,它包括了预计的预应力损失值,但不包括锚头摩阻损失。因此在进行预应力张拉施工时,实际张拉控制应力必须加上锚头摩阻损失。针对锚头及孔道的摩阻损失应请具有资质的检测方检测。当实测的孔道摩阻系数与设计摩阻系数存在偏差时,应及时与监理及设计单位联系,以便调整张拉应力及相应的设计伸长量。
3.3张拉过程的控制
张拉时一般采用张拉力控制、伸长值做校核进行“双控”。张拉时预应力筋的实际伸长值与理论伸长值的允许偏差为±6%。预应力筋张拉顺序要严格按照设计要求进行,当设计无具体要求时,应按规范给出的先纵向、再竖向、后横向的顺序进行预应力的张拉,且保证竖向和横向预应力筋张拉滞后纵向预应力筋张拉不大于三个悬浇梁段。张拉施工要满足混凝土的强度和龄期要求,防止混凝土初始弹性模量不足,引起桥梁内部应力增大。
张拉过程中可能出现断丝、滑丝现象,分析原因主要有:施工中存在焊渣等其他灼伤、碰伤钢绞线;钢绞线自身质量问题;张拉力大于设计;夹片质量问题;摩阻力太大;限位板不配套等。这些问题,施工中要采取相应的保护措施,以防止钢绞线的损伤。尤其要做好材料进场抽检工作、油泵压力表的检测工作和限位板配套。当断丝和滑丝数不超过规定值时,可采用超张拉方式补足应力,超过规定值则需卸锚,更换钢束,重新张拉。为防止张拉后工作夹片回缩至工作锚孔里,施工时要做到钢绞线于工具锚处平顺、工作夹片齐头的同时保证工作夹片与工作锚配套。
张拉时实测伸长值与理论伸长值差值误差大于±6%时应停止施工分析原因,原因主要从以下几个方面入手:计算误差或错误;伸长值偏大(主要与断丝、锚固端锚具安装松弛、钢绞线松弛程度有关);伸长值偏小(主要与限位板限位量过大和钢绞线松弛程度有关)。
4管道压浆
孔道压浆后可以有效防止预应力钢材锈蚀,使预应力钢材与混凝土有效粘结,实现整体受力,以增强梁体的承载能力,减轻锚固体系的负荷。管道压浆若为夏天施工,应选择在气温较低时进行主要应注意做好以下几方面的工作: 1)压浆设备正式使用前进行试运行,并配置备用设备。2)现场进行水泥浆试配。以使水泥浆的水灰比、泌水率、膨胀率和稠度等指标符合规范要求。3)压浆前首先检查孔道是否畅通,用水湿润孔道后再用高压空气吹出管道内的积水。4)压浆顺序正确,按孔道由低向高的顺序进行压浆。5)严格控制压浆压力和速度。压浆开始后应匀速进行,中途不得停顿,在管道中间设一个或多个排气口的,须待排出浓浆后再逐个用木塞打紧。6)采用真空压浆技术。
5箱梁混凝土浇筑及养护
5.1梁体砼采用泵送车泵输砼浇筑,并根据设计结构分二次浇筑:第一次浇筑底板和腹板砼,第二次是浇筑顶板砼。分界线设在顶板底腋角处;底腹板浇筑时间7天后,即拆除腹肋模板,支立箱室顶模板,绑扎顶板钢筋。
5.2浇筑砼应确保连续进行,如遇特殊情况,必须间歇时,其间歇时间不应超过砼的初凝时间,以便与后续浇筑的砼粘结。如超过砼的初凝时间,必须在1/4跨处设置施工缝,并按施工范规规定的施工缝处理措施进行处理。
5.3浇筑梁体砼采用插入式振动棒振捣。振动棒应垂直插入,快入慢出,插入砼中的深度不得超过振动棒的工作部分,其移动间距不应大于振动棒作用半径的1.5倍(作用半径30~40cm)。插点要均匀,应成行列式或交错式前进,以免多过振或漏振。振棒应保持距离侧模5~10cm,振棒每点振动时间约20~30s,每次振动完毕后,应边振边徐徐拔出振动棒,同时不得将棒斜拔或横拔,也不得在停止振动后才把棒拔出,造成砼有空洞。
5.4第一次浇筑箱梁底板和梁肋时,浇筑顺序为先底板后梁肋,两者应有一定时间间隔,以免砼浇进梁肋后由底板反涌并使室内模板上浮。砼浇筑过程中注意观察支架有无下沉、鼓突、撑开、倾侧、预埋件移位等情况。若发现,立即停止操作,进行补救处理后继续施工。
5.5混凝土养护
砼浇筑初凝后立即进行养护,养护期间用麻袋覆盖,淋水养护。保持麻袋湿润,养护时间不少于14天。
结语
随着预应力混凝土连续梁在交通建设工程中的广泛应用,其施工技术也将被越来越多的施工人员所掌握。预应力混凝土连续箱梁施工技术已经基本上能够应用,但还是需要在实践中不断地加强。
参考文献:
[1]《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
[2]《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002