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摘要:预应力技术在公路箱梁的施工过程中被广泛采用,但是由于该技术专业性强,施工工艺复杂,目前还存在不少的问题,在本文中结合工程实例,针对公路箱梁预应力施工技术,从预应力施工工艺和预应力技术控制措施两个方面进行了分析,并提出了一些建议。
关键词:公路箱梁;预应力;质量控制
预应力技术作为现代科学不断探索、发现的产物,在当今公路箱梁施工中被广泛应用,目前全国各省市很多高速公路箱梁都采用了该技术,由于预应力技术的专业性较强、施工工艺复杂,因而在实际的施工中还存在很多质量问[1]。文章针对预应力混凝土连续组合箱梁在施工中的技术应用进行了探讨,以期对相关人员提供参考。
1 预应力应用概述
预应力技术在公路箱梁中的运用并不仅局限在其的主体结构的建设过程中,在边坡锚固等方面也被广泛应用,可为公路箱梁建设节约大量的施工材料。预应力技术的使用可增强公路箱梁结构的抗裂、抗渗、抗滑作用,减轻自重,提升结构刚度,降低主拉应力,还有设计安全、便捷施工等特点[2]。因此,预应力技术在公路箱梁施工过程中有着十分重要的运用价值。随着我国机械和材料工业的发展,预应力结构需要的各种规格的低松弛钢丝、高性能混凝土及钢绞线生产逐渐国产化、各种型式锚具逐渐系列化,使预应力技术的水平不断提高,这也为预应力技术在公路桥梁上的广泛应用提供保证,下面谈谈预应力技术在公路箱梁上的应用情况。
2 明月立交桥工程概述
本文中以宜春市明月立交桥工程为例进行介绍,该工程起于宜春市袁州区河南分区中山路,跨越浙赣线铁路后,终止于城南分区环城南路。本桥主线跨铁路主桥采用2×42米预应力砼先简支后连续刚构箱梁,梁高2.2米,梁长40.808米,每孔为10片箱梁,每片箱梁中心间距均为3米。采用的预应力钢材为:公称直径为15.20㎜高强低松弛钢绞线,标准强度为1860MPa,弹性模量为1.95×105MPa,松弛率为2.5%,技术标准符合(GB)的规定。所用锚具均采用成套产品;采用朔料波纹管成孔,真空压浆技术和整体张拉施工,以减少预应力损失。所有纵向预应力管道设置内衬管后再进行混凝土浇注。纵向预应力管道采用塑料波纹管。管道的定位按设计尺寸准确定位,并保持牢固,纵向预应力管道的偏差不大于1cm。管道轴线与垫板垂直。
3 施工中的预应力技术工艺
3.1钢绞线和锚具的选择
国内外选择预应力钢材主要是预应力的钢筋、冷拉钢丝、低松弛钢绞线等其中,低松弛钢绞线具有经济、使用方便、建筑美观等优点,已在桥梁核电站等大型建筑上得到很好运用,也越来越受到国内外大型施工企业的重视相比其他钢材,预应力钢绞线的使用可节约1/3左右材料,其经济社会效益也逐渐凸现出来选择预应力钢绞线主要考虑性能参数(几何参数、伸长率、松弛情况等);在标准方面,考虑规格、尺寸延伸率等。
后张法预应力混凝土结构所使用的锚具,主要可分为机械锚固和摩阻锚固两大类,机械锚固类锚具是在预应力钥材的端部采用机械加工形成一个适宜于锚碇的工作条件来加以锚固。这类锚具通常用于锚旋高强度粗钢筋或集束型高强钢丝,个别也有锚旋单根或多根钢铰线的。其特点是锚具应力损失较小连接比较方便,在未灌浆前可以重复张扣或放松以调整预应力。摩阻锚固类锚具是利用楔形锚具,将预应力钢材“挤紧”形成锚旋作用,这类锚具品种较多,应用较广,其特点是锚力变化较多、吨位较大,穿索比较方便;不足之处是锚具应力损失较大,要重复张拉或连接较不方便。
3.2孔道的定位与穿束
预应力筋数量严格按设计要求铺设,保证位置准确,平面顺直,互不扭绞。张拉端设置时,应保证预应力筋与锚板垂直,承压板安装好后须固定牢固,防止混凝土浇筑时移位。当在预应力筋位置遇有施工洞及预留洞口时,预应力筋的位置不断也不绕,可离洞口边30mm并束布置。管道的定位,事先按设计图中预应力筋曲线在箍筋上定出曲线位置,支托钢筋焊在箍筋上。由于PT-PLUS塑料波纹管的刚度大、回弹性好,应将波纹管与支托钢筋用细铁丝绑牢,以防浇注混凝土时位置偏移或上浮。
预应力筋的穿束方法通常采用后穿法,由于塑料波纹管密封性好,待混凝土浇筑后,将钢绞线束穿入孔道,此种方法最大的优点是能保证张拉端封闭严密,不易漏浆,穿束时间可与塔柱钢筋安装和波纹管安装混凝土浇筑时间错开,可在张拉之前穿束以防止预应力筋在孔道放置时间过长会严重锈蚀。
3.3预应力的筋张拉
预应力筋张拉是施工过程中的关键工序,张拉质量将直接关系到结构的安全。张拉操作步骤如下:先对千斤顶进行标定,与之配套的油压表需要0.4级的精密压力表;再推算其回归直线方程,计算出相应张拉吨位的压力值,在分别安装群锚锚具,在装完工作锚夹片之后,将单根张拉到0.1σ,将穿心式千斤顶就位,并安装千斤顶尾部工具锚。两端千斤顶要同步张拉,测量出张拉前千斤顶油缸长度就可计算出最终的伸长值和张拉过程中的伸长值;当张拉应力达到σ后,持续五分钟,再回油放松即可。
4 预应力技术的控制措施
4.1钢筋安装控制
为防止预应力筋的外皮被刺破,在绑扎钢筋时,严禁猛放、猛插。在焊接施工时,禁止把预应力筋当成搭接线使用,在预应力筋的附近还必须采取保护措施。钢筋绑扎的过程中,要先对梁内预应力筋进行绑扎,然后对板内预应力筋绑扎,目的是对预应力筋进行穿筋定位。板面筋要等预应力筋铺设后再进行绑扎。
4.2张拉工艺的控制
目前很多工程都采用1.5级的油压进行计量,施工人员没有相关的专业培训,对张拉控制不准,因此实际误差较大,由于控制不周全,每束的张拉力不同,严重影响了预应力钢筋混凝土结构。所以需要对施工人员进行技术培训,完善整体设备条件,规范施工。所有预应力钢束严格按设计图中所规定的张拉顺序对称张拉、整体锚具张拉的原则进行张拉。每次张拉有完整的张拉记录,且在监理在场的情况下进行。预应力的钢束张拉采用张拉应力和延伸量双控,以张拉力控制为主,以钢束伸长量为辅,钢束实际伸长量扣除钢束的非弹性变形影响,实际伸长量与设计计算理论伸长量误差控制在6%以内。
4.3真空灌浆工艺的控制
在进行真空灌浆控制时要注意以下事项:为保证灌浆管最大压力时不破裂,普遍选用结实的高强钢丝橡胶管;为防止管道堵塞,浆体在进入灌浆泵前需要经过10mm的筛子,泵的位置要比整条管道低,开泵时先打开气阀,再开泵;关泵时先关气阀,再停泵,灌浆最好在浆体流动性还没有降低的30min内进行。预应力钢束张拉后尽快压浆,塑料波纹管采用真空压浆工艺,为保证管道压浆密实,压浆标号不低于40号。压浆外掺一定量的膨胀剂,以减少水泥浆的收缩。预应力筋张拉锚固后,波纹管内水泥浆达到设计强度后落梁拆除支架,以防梁体产生裂缝:落梁时对称均匀落梁,以防主梁处于局部受力状态。外露面刷同一类型的脱模剂,模板应光洁、无变形,无漏浆。
4 结论
预应力技术在公路箱梁施工过程中应用越来越广泛,也取得了很好的效果,在本文中结合工程实例,针对公路箱梁预应力施工技术,从预应力施工工艺和预应力技术控制措施两个方面进行了分析,希望能够促进公路箱梁预应力施工技术的发展。
参考文献
[1]公路桥涵施工技术规范. JTG/T F50-2011
[2]李永强,孙国安,李志敏,关红军.杭州湾跨海大桥70m预应力砼箱梁梁场预制技术及质量控制要点[A].第九届后张预应力学术交流会论文集[C].2006
[3]韦雷.浅析公路桥梁预应力施工质量控制[J].中小企业管理与科技(下旬刊). 2011(07)
关键词:公路箱梁;预应力;质量控制
预应力技术作为现代科学不断探索、发现的产物,在当今公路箱梁施工中被广泛应用,目前全国各省市很多高速公路箱梁都采用了该技术,由于预应力技术的专业性较强、施工工艺复杂,因而在实际的施工中还存在很多质量问[1]。文章针对预应力混凝土连续组合箱梁在施工中的技术应用进行了探讨,以期对相关人员提供参考。
1 预应力应用概述
预应力技术在公路箱梁中的运用并不仅局限在其的主体结构的建设过程中,在边坡锚固等方面也被广泛应用,可为公路箱梁建设节约大量的施工材料。预应力技术的使用可增强公路箱梁结构的抗裂、抗渗、抗滑作用,减轻自重,提升结构刚度,降低主拉应力,还有设计安全、便捷施工等特点[2]。因此,预应力技术在公路箱梁施工过程中有着十分重要的运用价值。随着我国机械和材料工业的发展,预应力结构需要的各种规格的低松弛钢丝、高性能混凝土及钢绞线生产逐渐国产化、各种型式锚具逐渐系列化,使预应力技术的水平不断提高,这也为预应力技术在公路桥梁上的广泛应用提供保证,下面谈谈预应力技术在公路箱梁上的应用情况。
2 明月立交桥工程概述
本文中以宜春市明月立交桥工程为例进行介绍,该工程起于宜春市袁州区河南分区中山路,跨越浙赣线铁路后,终止于城南分区环城南路。本桥主线跨铁路主桥采用2×42米预应力砼先简支后连续刚构箱梁,梁高2.2米,梁长40.808米,每孔为10片箱梁,每片箱梁中心间距均为3米。采用的预应力钢材为:公称直径为15.20㎜高强低松弛钢绞线,标准强度为1860MPa,弹性模量为1.95×105MPa,松弛率为2.5%,技术标准符合(GB)的规定。所用锚具均采用成套产品;采用朔料波纹管成孔,真空压浆技术和整体张拉施工,以减少预应力损失。所有纵向预应力管道设置内衬管后再进行混凝土浇注。纵向预应力管道采用塑料波纹管。管道的定位按设计尺寸准确定位,并保持牢固,纵向预应力管道的偏差不大于1cm。管道轴线与垫板垂直。
3 施工中的预应力技术工艺
3.1钢绞线和锚具的选择
国内外选择预应力钢材主要是预应力的钢筋、冷拉钢丝、低松弛钢绞线等其中,低松弛钢绞线具有经济、使用方便、建筑美观等优点,已在桥梁核电站等大型建筑上得到很好运用,也越来越受到国内外大型施工企业的重视相比其他钢材,预应力钢绞线的使用可节约1/3左右材料,其经济社会效益也逐渐凸现出来选择预应力钢绞线主要考虑性能参数(几何参数、伸长率、松弛情况等);在标准方面,考虑规格、尺寸延伸率等。
后张法预应力混凝土结构所使用的锚具,主要可分为机械锚固和摩阻锚固两大类,机械锚固类锚具是在预应力钥材的端部采用机械加工形成一个适宜于锚碇的工作条件来加以锚固。这类锚具通常用于锚旋高强度粗钢筋或集束型高强钢丝,个别也有锚旋单根或多根钢铰线的。其特点是锚具应力损失较小连接比较方便,在未灌浆前可以重复张扣或放松以调整预应力。摩阻锚固类锚具是利用楔形锚具,将预应力钢材“挤紧”形成锚旋作用,这类锚具品种较多,应用较广,其特点是锚力变化较多、吨位较大,穿索比较方便;不足之处是锚具应力损失较大,要重复张拉或连接较不方便。
3.2孔道的定位与穿束
预应力筋数量严格按设计要求铺设,保证位置准确,平面顺直,互不扭绞。张拉端设置时,应保证预应力筋与锚板垂直,承压板安装好后须固定牢固,防止混凝土浇筑时移位。当在预应力筋位置遇有施工洞及预留洞口时,预应力筋的位置不断也不绕,可离洞口边30mm并束布置。管道的定位,事先按设计图中预应力筋曲线在箍筋上定出曲线位置,支托钢筋焊在箍筋上。由于PT-PLUS塑料波纹管的刚度大、回弹性好,应将波纹管与支托钢筋用细铁丝绑牢,以防浇注混凝土时位置偏移或上浮。
预应力筋的穿束方法通常采用后穿法,由于塑料波纹管密封性好,待混凝土浇筑后,将钢绞线束穿入孔道,此种方法最大的优点是能保证张拉端封闭严密,不易漏浆,穿束时间可与塔柱钢筋安装和波纹管安装混凝土浇筑时间错开,可在张拉之前穿束以防止预应力筋在孔道放置时间过长会严重锈蚀。
3.3预应力的筋张拉
预应力筋张拉是施工过程中的关键工序,张拉质量将直接关系到结构的安全。张拉操作步骤如下:先对千斤顶进行标定,与之配套的油压表需要0.4级的精密压力表;再推算其回归直线方程,计算出相应张拉吨位的压力值,在分别安装群锚锚具,在装完工作锚夹片之后,将单根张拉到0.1σ,将穿心式千斤顶就位,并安装千斤顶尾部工具锚。两端千斤顶要同步张拉,测量出张拉前千斤顶油缸长度就可计算出最终的伸长值和张拉过程中的伸长值;当张拉应力达到σ后,持续五分钟,再回油放松即可。
4 预应力技术的控制措施
4.1钢筋安装控制
为防止预应力筋的外皮被刺破,在绑扎钢筋时,严禁猛放、猛插。在焊接施工时,禁止把预应力筋当成搭接线使用,在预应力筋的附近还必须采取保护措施。钢筋绑扎的过程中,要先对梁内预应力筋进行绑扎,然后对板内预应力筋绑扎,目的是对预应力筋进行穿筋定位。板面筋要等预应力筋铺设后再进行绑扎。
4.2张拉工艺的控制
目前很多工程都采用1.5级的油压进行计量,施工人员没有相关的专业培训,对张拉控制不准,因此实际误差较大,由于控制不周全,每束的张拉力不同,严重影响了预应力钢筋混凝土结构。所以需要对施工人员进行技术培训,完善整体设备条件,规范施工。所有预应力钢束严格按设计图中所规定的张拉顺序对称张拉、整体锚具张拉的原则进行张拉。每次张拉有完整的张拉记录,且在监理在场的情况下进行。预应力的钢束张拉采用张拉应力和延伸量双控,以张拉力控制为主,以钢束伸长量为辅,钢束实际伸长量扣除钢束的非弹性变形影响,实际伸长量与设计计算理论伸长量误差控制在6%以内。
4.3真空灌浆工艺的控制
在进行真空灌浆控制时要注意以下事项:为保证灌浆管最大压力时不破裂,普遍选用结实的高强钢丝橡胶管;为防止管道堵塞,浆体在进入灌浆泵前需要经过10mm的筛子,泵的位置要比整条管道低,开泵时先打开气阀,再开泵;关泵时先关气阀,再停泵,灌浆最好在浆体流动性还没有降低的30min内进行。预应力钢束张拉后尽快压浆,塑料波纹管采用真空压浆工艺,为保证管道压浆密实,压浆标号不低于40号。压浆外掺一定量的膨胀剂,以减少水泥浆的收缩。预应力筋张拉锚固后,波纹管内水泥浆达到设计强度后落梁拆除支架,以防梁体产生裂缝:落梁时对称均匀落梁,以防主梁处于局部受力状态。外露面刷同一类型的脱模剂,模板应光洁、无变形,无漏浆。
4 结论
预应力技术在公路箱梁施工过程中应用越来越广泛,也取得了很好的效果,在本文中结合工程实例,针对公路箱梁预应力施工技术,从预应力施工工艺和预应力技术控制措施两个方面进行了分析,希望能够促进公路箱梁预应力施工技术的发展。
参考文献
[1]公路桥涵施工技术规范. JTG/T F50-2011
[2]李永强,孙国安,李志敏,关红军.杭州湾跨海大桥70m预应力砼箱梁梁场预制技术及质量控制要点[A].第九届后张预应力学术交流会论文集[C].2006
[3]韦雷.浅析公路桥梁预应力施工质量控制[J].中小企业管理与科技(下旬刊). 2011(07)