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摘要:着重阐述20m预应力空心板预制施工方案及技术控制措施。
关键词:空心板 预制 措施
1 工程概况
郑州黄河特大桥南引桥上部结构为27孔20m先简支后连续的先张法预应力混凝土空心板梁,预制长度19.96m,底面宽99cm,板高80cm,中板顶面预制宽度99cm,边板顶面预制宽度111.5cm,内部空心结构以减轻自重。预应力采用“3+12”根Φ15.24高强度低松弛钢绞线。空心板包括企口缝采用C50混凝土,封头采用C20混凝土。
2 台位建设
2.1 预制台位。台座连同底模在使用前经模拟压重,强度及刚度符合预制要求,无不均匀沉降。长期使用过程中,由于预应力放张等因素造成水磨石底模局部出现横向开裂,使脱模剂渗入,导致梁底花面,难于维修,为今后同类施工中避免此类问题提供了借鉴。
2.2 张拉台位
空心板预应力张拉采用一端张拉,分设张拉端台座和固定端台座。
张拉端台座采用重力式台座。其中,固定横梁为两个焊接I50,在张拉穿索方向钻“3+12”个螺杆孔,千斤顶着力点焊接承力钢板,保证足够的刚度,活动横梁的长度满足1条线张拉时张拉面两侧各1台千斤顶的安放需要,而固定横梁的长度则是5条线的总张拉面宽度。外侧的活动横梁张拉时沿张拉方向移动,横向沿其下所架设的走道钢轨移动。
3 钢筋绑扎、成型
绑扎钢筋前检查底模表面、护边槽钢是否有破损、变形,修缮清理后涂刷脱模剂,即而投入使用。
钢筋采用车间加工制作成半成品,台座上绑扎成型。纵向通长钢筋全部采用对焊焊接接长,接头按不大于50%数量错开,普通钢筋采用铁丝绑扎或点焊连接。钢筋保护层采用3cm垫块控制,考虑到经济与美观,外模采用购买的塑料齿形垫块。
钢筋绑扎按先底板,再腹板,最后顶板的顺序进行。先将底层钢筋摆放到位,初步绑扎,为方便施工以及克服张拉时钢筋与钢铰线之间的不利影响,上下两层钢铰线之间钢筋待张拉结束后再行安装,绑扎牢固。
针对预应力放张时张拉端钢铰线周边混凝土开裂,我们在端头腹板、隔板位置增加Φ12,45°斜置的防裂钢筋,取得较好的效果。
4 钢铰线安装
钢绞线穿入时避免交叉错位,同时每片空心板在端头钢绞线失效长度范围内安装塑料管并定位。
张拉端钢绞线的安装方法:将15根足够长度的精轧螺纹钢一端分别穿过固定横梁后,上好第一排螺帽,继续穿过活动横梁,留出一定安全外露长度,上好第二排螺帽即可,螺纹钢另一端通过连接器与钢绞线连接。
固定端钢绞线的安装方法:将15根足够长度的精轧
螺纹钢一端穿过固定横梁后,留出一定安全外露长度,上好螺帽即可,螺纹钢另一端通过连接器与钢绞线连接。
5 预应力施加
5.1 张拉程序0→0.1Nk→1.0Nk(持荷2min锚固)
5.1.1 第一阶段:调整初应力(0→0.1Nk)
此阶段为消除每根钢绞线在穿入时的长度间误差,避免第二阶段张拉时受力不均。
此阶段张拉在固定端台座进行。将YDC-600穿心式单作用千斤顶座于型钢撑角上逐根进行钢绞线张拉,由中间向两边,或由两边向中间两两对称进行,每根钢绞线张拉至设计吨位后,将螺帽拧紧锚固。
5.1.2 第二阶段:正式张拉(0.1Nk→1.0Nk)
由于钢绞线设计伸长量远大于YDC-2500千斤顶的顶压行程,此阶段采用两次张拉到位(0.1Nk→0.6Nk→1.0Nk)。
张拉程序:0.1Nk→0.6Nk(记录伸长量Ⅰ),锚固→千斤顶回油→1.0Nk,(记录伸长量Ⅱ),持荷2分钟,锚固→ 千斤顶回油。
5.2 方法
将活动横梁密贴于千斤顶活塞面,拧紧活动横梁外侧的螺帽→2台YDC-2500千斤顶同步顶推活动横梁缓慢移动→张拉应力达到0.6Nk,将固定横梁外侧的螺帽拧紧,完成对螺杆的锚固,同时记录伸长量Ⅰ→千斤顶回油→ 将活动横梁收回,密贴于千斤顶活塞面,拧紧活动横梁外侧的螺帽→2台千斤顶同步顶推活动横梁缓慢移动→张拉应力达到1.0Nk(持荷2分钟),将固定横梁外侧的螺帽拧紧,完成对螺杆的锚固,同时记录伸长量Ⅱ→千斤顶回油。
5.3 技术控制要点
5.3.1 千斤顶、油泵油表等张拉设备在首次使用前进行配套标定,千斤顶的摩阻系数不大于1.05,压力表精度不低于1.5级。
5.3.2 实施张拉时,穿心式单作用千斤顶的张拉力作用线与钢绞线轴线重合一致;2台YDC-2500千斤顶活塞同步顶推,活动横梁和固定横梁始终保持平行。
5.3.3 张拉按双控标准进行,以控制张拉力为主,控制伸长值为辅,实际伸长值以0.1NK为零点计算,实际伸长值与理论伸长值误差≤6%。
6 模板安装
组合钢模板在工厂制造,有足够的强度、刚度和稳定性,成套使用,修整合格,涂刷脱模剂后投入使用。单侧模板之间通过M16螺栓连接。拼装时上口采用Φ16整体式拉杆螺栓通过模板上口顶面的间距200cm的螺栓拉孔,下口用Φ16拉杆螺栓穿过预埋于底模内的拉杆孔将对面模板拉紧,侧模的调整及固定采用Φ16花兰螺丝,一端钩挂在模板外侧的拉孔内,一端钩挂于台面预埋钢筋环上,拧动螺帽来完成。
预留伸缩缝位置采用加设内模板的方法。在伸缩缝位置根据实际尺寸加工内模板,上缘两端设挂钩,钩挂在两侧外模板上,浇注时用撑杆支撑定位。
外模板支立高度应稍高于空心板顶面高度,用下部塞垫木楔的方法调整。在护边槽钢及模板接缝处粘贴双面胶带、橡胶皮,减少模板变形引起的漏浆。
7 混凝土浇注
预制采用C50高强、低塑商品混凝土,由混凝土工厂机械拌制。砼的配合比及生产质量满足以下性能要求:坍落度50mm~90mm,初凝时间≥6h,三天强度达到90%以上,粗骨料最大粒径满足最小结构尺寸7cm、最小钢筋净距3.4cm的要求。
砼的运输方式为在搅拌站装罐后用平板车运至梁场,再用龙门吊机天车起吊灌注。砼灌注顺序由两端向中间水平分层、左右对称浇注的方法进行,分层厚度不超过30cm,砼的倾落高度不超过2m。采用插入式振捣棒振捣。空心板底层混凝土适当增大坍落度,厚度控制在100mm内,之后人工将放气气囊从一端穿入,过程中适时调整姿态,避免钢筋划破气囊。气囊充气(当气温低于20℃时,气压为0.025MPa,当气温等于或高于20℃时,气压为0.023MPa),并检查固定,防止气囊在砼浇注过程中上浮和跑位。完成气囊充气后继续分层浇注腹板混凝土,直至最终完成顶板浇注。
技术控制要点:
7.1 振捣棒插入下层砼5~10cm,并避免碰撞钢绞线,气囊和水磨石底模。
7.2 尽量缩短安放气囊时间,在混凝土失塑前完成充气。
7.3 在两气囊间的腹板部位安设支承定位钢筋,浇注后解除,以此进行气囊定位。
7.4 气囊放气抽拔及拆模在混凝土初凝或强度达到2.5MPa以上时进行。
8 预应力放张
待砼强度达到90%,进行放张。首先超张拉至1.03Nk~1.05Nk,旋松退出固定横梁处螺帽,千斤顶回油卸载至活动横梁处螺帽松动,即完成了钢绞线的放张,放张完毕后从放张端开始,由近及远逐根对称切割空心板间钢绞线,并测量梁中起拱度。
9 结束语
本结构为先张法预应力双孔箱型截面梁,具有受力性能好、重量轻等优点,但由于其板厚较小,钢筋及钢铰线排列紧密,给预应力的施加及浇注造成诸多困难,同时,也为今后的同类施工提供了大量可借鉴经验。
关键词:空心板 预制 措施
1 工程概况
郑州黄河特大桥南引桥上部结构为27孔20m先简支后连续的先张法预应力混凝土空心板梁,预制长度19.96m,底面宽99cm,板高80cm,中板顶面预制宽度99cm,边板顶面预制宽度111.5cm,内部空心结构以减轻自重。预应力采用“3+12”根Φ15.24高强度低松弛钢绞线。空心板包括企口缝采用C50混凝土,封头采用C20混凝土。
2 台位建设
2.1 预制台位。台座连同底模在使用前经模拟压重,强度及刚度符合预制要求,无不均匀沉降。长期使用过程中,由于预应力放张等因素造成水磨石底模局部出现横向开裂,使脱模剂渗入,导致梁底花面,难于维修,为今后同类施工中避免此类问题提供了借鉴。
2.2 张拉台位
空心板预应力张拉采用一端张拉,分设张拉端台座和固定端台座。
张拉端台座采用重力式台座。其中,固定横梁为两个焊接I50,在张拉穿索方向钻“3+12”个螺杆孔,千斤顶着力点焊接承力钢板,保证足够的刚度,活动横梁的长度满足1条线张拉时张拉面两侧各1台千斤顶的安放需要,而固定横梁的长度则是5条线的总张拉面宽度。外侧的活动横梁张拉时沿张拉方向移动,横向沿其下所架设的走道钢轨移动。
3 钢筋绑扎、成型
绑扎钢筋前检查底模表面、护边槽钢是否有破损、变形,修缮清理后涂刷脱模剂,即而投入使用。
钢筋采用车间加工制作成半成品,台座上绑扎成型。纵向通长钢筋全部采用对焊焊接接长,接头按不大于50%数量错开,普通钢筋采用铁丝绑扎或点焊连接。钢筋保护层采用3cm垫块控制,考虑到经济与美观,外模采用购买的塑料齿形垫块。
钢筋绑扎按先底板,再腹板,最后顶板的顺序进行。先将底层钢筋摆放到位,初步绑扎,为方便施工以及克服张拉时钢筋与钢铰线之间的不利影响,上下两层钢铰线之间钢筋待张拉结束后再行安装,绑扎牢固。
针对预应力放张时张拉端钢铰线周边混凝土开裂,我们在端头腹板、隔板位置增加Φ12,45°斜置的防裂钢筋,取得较好的效果。
4 钢铰线安装
钢绞线穿入时避免交叉错位,同时每片空心板在端头钢绞线失效长度范围内安装塑料管并定位。
张拉端钢绞线的安装方法:将15根足够长度的精轧螺纹钢一端分别穿过固定横梁后,上好第一排螺帽,继续穿过活动横梁,留出一定安全外露长度,上好第二排螺帽即可,螺纹钢另一端通过连接器与钢绞线连接。
固定端钢绞线的安装方法:将15根足够长度的精轧
螺纹钢一端穿过固定横梁后,留出一定安全外露长度,上好螺帽即可,螺纹钢另一端通过连接器与钢绞线连接。
5 预应力施加
5.1 张拉程序0→0.1Nk→1.0Nk(持荷2min锚固)
5.1.1 第一阶段:调整初应力(0→0.1Nk)
此阶段为消除每根钢绞线在穿入时的长度间误差,避免第二阶段张拉时受力不均。
此阶段张拉在固定端台座进行。将YDC-600穿心式单作用千斤顶座于型钢撑角上逐根进行钢绞线张拉,由中间向两边,或由两边向中间两两对称进行,每根钢绞线张拉至设计吨位后,将螺帽拧紧锚固。
5.1.2 第二阶段:正式张拉(0.1Nk→1.0Nk)
由于钢绞线设计伸长量远大于YDC-2500千斤顶的顶压行程,此阶段采用两次张拉到位(0.1Nk→0.6Nk→1.0Nk)。
张拉程序:0.1Nk→0.6Nk(记录伸长量Ⅰ),锚固→千斤顶回油→1.0Nk,(记录伸长量Ⅱ),持荷2分钟,锚固→ 千斤顶回油。
5.2 方法
将活动横梁密贴于千斤顶活塞面,拧紧活动横梁外侧的螺帽→2台YDC-2500千斤顶同步顶推活动横梁缓慢移动→张拉应力达到0.6Nk,将固定横梁外侧的螺帽拧紧,完成对螺杆的锚固,同时记录伸长量Ⅰ→千斤顶回油→ 将活动横梁收回,密贴于千斤顶活塞面,拧紧活动横梁外侧的螺帽→2台千斤顶同步顶推活动横梁缓慢移动→张拉应力达到1.0Nk(持荷2分钟),将固定横梁外侧的螺帽拧紧,完成对螺杆的锚固,同时记录伸长量Ⅱ→千斤顶回油。
5.3 技术控制要点
5.3.1 千斤顶、油泵油表等张拉设备在首次使用前进行配套标定,千斤顶的摩阻系数不大于1.05,压力表精度不低于1.5级。
5.3.2 实施张拉时,穿心式单作用千斤顶的张拉力作用线与钢绞线轴线重合一致;2台YDC-2500千斤顶活塞同步顶推,活动横梁和固定横梁始终保持平行。
5.3.3 张拉按双控标准进行,以控制张拉力为主,控制伸长值为辅,实际伸长值以0.1NK为零点计算,实际伸长值与理论伸长值误差≤6%。
6 模板安装
组合钢模板在工厂制造,有足够的强度、刚度和稳定性,成套使用,修整合格,涂刷脱模剂后投入使用。单侧模板之间通过M16螺栓连接。拼装时上口采用Φ16整体式拉杆螺栓通过模板上口顶面的间距200cm的螺栓拉孔,下口用Φ16拉杆螺栓穿过预埋于底模内的拉杆孔将对面模板拉紧,侧模的调整及固定采用Φ16花兰螺丝,一端钩挂在模板外侧的拉孔内,一端钩挂于台面预埋钢筋环上,拧动螺帽来完成。
预留伸缩缝位置采用加设内模板的方法。在伸缩缝位置根据实际尺寸加工内模板,上缘两端设挂钩,钩挂在两侧外模板上,浇注时用撑杆支撑定位。
外模板支立高度应稍高于空心板顶面高度,用下部塞垫木楔的方法调整。在护边槽钢及模板接缝处粘贴双面胶带、橡胶皮,减少模板变形引起的漏浆。
7 混凝土浇注
预制采用C50高强、低塑商品混凝土,由混凝土工厂机械拌制。砼的配合比及生产质量满足以下性能要求:坍落度50mm~90mm,初凝时间≥6h,三天强度达到90%以上,粗骨料最大粒径满足最小结构尺寸7cm、最小钢筋净距3.4cm的要求。
砼的运输方式为在搅拌站装罐后用平板车运至梁场,再用龙门吊机天车起吊灌注。砼灌注顺序由两端向中间水平分层、左右对称浇注的方法进行,分层厚度不超过30cm,砼的倾落高度不超过2m。采用插入式振捣棒振捣。空心板底层混凝土适当增大坍落度,厚度控制在100mm内,之后人工将放气气囊从一端穿入,过程中适时调整姿态,避免钢筋划破气囊。气囊充气(当气温低于20℃时,气压为0.025MPa,当气温等于或高于20℃时,气压为0.023MPa),并检查固定,防止气囊在砼浇注过程中上浮和跑位。完成气囊充气后继续分层浇注腹板混凝土,直至最终完成顶板浇注。
技术控制要点:
7.1 振捣棒插入下层砼5~10cm,并避免碰撞钢绞线,气囊和水磨石底模。
7.2 尽量缩短安放气囊时间,在混凝土失塑前完成充气。
7.3 在两气囊间的腹板部位安设支承定位钢筋,浇注后解除,以此进行气囊定位。
7.4 气囊放气抽拔及拆模在混凝土初凝或强度达到2.5MPa以上时进行。
8 预应力放张
待砼强度达到90%,进行放张。首先超张拉至1.03Nk~1.05Nk,旋松退出固定横梁处螺帽,千斤顶回油卸载至活动横梁处螺帽松动,即完成了钢绞线的放张,放张完毕后从放张端开始,由近及远逐根对称切割空心板间钢绞线,并测量梁中起拱度。
9 结束语
本结构为先张法预应力双孔箱型截面梁,具有受力性能好、重量轻等优点,但由于其板厚较小,钢筋及钢铰线排列紧密,给预应力的施加及浇注造成诸多困难,同时,也为今后的同类施工提供了大量可借鉴经验。