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摘要:本文以S333省道跨京杭运河特大桥为例,简要介绍现浇箱梁施工过程中预应力控制需要注意的相关事项。
关键词:预应力钢绞线;精轧钢;真空压浆
扬州S333省道跨京杭运河特大桥主桥纵向预应力采用符合质量要求的19φs15.2、17φs15.2、15φs15.2钢束及配套的设备,群锚锚固体系,YM 15-19、17、15型锚具,张拉力分别为3710.7KN、3320.1 KN、2929.5 KN,管道成孔采用塑料波纹管;主桥变截面连续箱梁竖向预应力及中、端横梁采用标准强度为785Mp的JL32mm预应力高强精轧螺纹粗钢筋,采用YGM型锚具及螺母,张拉力为568KN,管道成孔采用铁皮波纹管;横向预应力采用3φs15.2钢束及配套的设备,群锚锚固体系,BM-3型锚具,张拉力为585.9 KN,采用铁皮波纹管管道成孔。
在主桥预应力施工前应对钢绞线和预应力粗钢筋力学性能、锚具的硬度等预应力材料进行试验。同时对千斤顶等张拉机具进行校验,对千斤顶和压力表进行配套标定。当出现下列情况时须对油表重作校正:1、使用超过六个月;2、张拉200束预应力筋;3、发生故障检修后;预应力张拉在混凝土强度达到设计规定的强度的90%后进行。
一、预应力筋施工
1、纵向、横向预应力筋施工
预应力筋制作:预应力筋即钢绞线下料,长度按梁段长度加千斤顶的工作长度加钢绞线穿束时的联接长度加富余长度10cm计算。钢绞线采用砂轮机切割,塑料胶带包头。钢绞线下料够一束的数量后以梳筋板梳理后用细铁丝绑扎,以便运输和穿束。钢绞线下料的数量以满足梁段施工为准。
预应力管道:浇筑在混凝土中的管道应不允许有漏浆现象,管道要具有足够的强度,以使其在混凝土浇筑的重量下能保持原有的形状,且能按要求传递粘结应力。在布设预应力管道时要严格按照图纸坐标定位,定位钢筋在直线段1米/档控制,在曲线段0.5米/档控制。接头采用套管连接,确保预应力管道现行圆滑流畅。
穿束:本桥采用人工穿短束及人工配合卷扬机穿长束的方法穿束。穿束前在钢束前端安放引导头。
张拉锚固:按照设计要求纵向预应力筋采用一次张拉的工艺,其步骤为:
0→15%初应力→30%控制应力→100%控制应力(持荷5min)→锚固。
伸长值的量测方法:设定初张力,当张拉力达到15%初张力后,量测千斤顶的活塞外露长度L1,然后供油达到控制应力的30%,量测活塞外露长度L2,再张拉至设计吨位的油压值,量测活塞的外露长度L3,[L3—L1+(L2—L1)]即为实际伸长值。
张拉施工注意事项:
1)采用伸长值与预应力双控。
2)张拉力以千斤顶标定为主,伸长值与设计值的误差在+6%到~-6%之间。
3)当超出此范围后应停止张拉进行原因分析。
4)整个张拉过程应随时注意避免滑丝和断丝现象发生。
5)了解孔道在整个施工过程中的状况,与伸长值进行比较做特定分析。
6)张拉过程中注意安全,千斤顶后部不能站人,防止张拉意外事故伤人。
2.竖向预应力筋的张拉
A、竖向预应力筋的张拉
竖向预应力筋为JL32mm高强精轧螺纹粗钢筋,YGM型锚具,由于YGM型锚具没有进出浆口,故在施工中要预埋压浆进出管道。进浆口预埋在箱梁肋板下倒角处,出浆口预埋在箱梁顶板处。
张拉采用穿心式单作用千斤顶单端张拉,张拉采用双控法,以油压表值为主,伸长量的误差不超过±6%。伸长量的计算同纵向。其施工顺序为:
1)安装锚具。
2)安装千斤顶。
3)初张拉15%σk,量测千斤顶的活塞外露长度L1。
4)张拉至30%σk,量测千斤顶的活塞外露长度L2。
5)张拉至σk,拧紧螺母,量测千斤顶的活塞外露长度L3,持荷2min。
6)卸载。
JL32mm高强精轧螺纹粗钢筋使用前进行冷拉失效处理,如有目测可见的弯折进行调直,并清除表面浮锈、污物、泥土,钢筋表面如有明显凹坑或其它缺陷则剔除该段。下料时采用砂轮切割,严禁用电焊切割,并随时注意不碰火,下料长度预留出挂篮轨道锚固长度。
B、张拉施工注意事项
采用伸长值与预应力双控。张拉力以千斤顶标定为主,伸长值与设计值的误差在+6%到-6%之间。当超出此范围后停止张拉进行原因分析。
整个张拉过程随时注意避免滑丝和断丝现象发生。了解孔道在整个施工过程中的状况,与伸长值进行比较做特定分析。张拉过程中注意安全,防止张拉意外事故时伤人。
4.孔道压浆
预应力管道压浆要求采用真空辅助压浆工艺。
A真空辅助压浆原理
压浆前,先用真空泵抽吸预应力孔道中的空气,使孔道中的真空度达到负压0.1Mpa左右,然后在孔道另一端用压浆泵以0.5MPa的压力将搅拌好的水泥浆体压入预应力孔道。由于孔道内只有少量空气,浆体很难形成气泡;同时,由于孔道内和压浆泵之间的正负压力差,大大提高孔道内浆体的饱满和密实度。不仅是“压”,而且是增加了“吸”的功能。真空辅助压浆的关键是要保证管道及锚固体系的密封性,能保證管道内形成一定压力的负压。
B真空辅助压浆施工步骤
1)准备工作
①在施工前,确认浆体配合比。
②检查材料、设备、辅件的型号或规格、数量等是否符合要求。
③切割钢绞线,用水泥浆对锚垫板进行封堵密封,保证锚垫板周围的密封性能。
2)试抽真空
关闭出浆口阀门排气孔,打开真空连接阀门,启动真空泵,观察真空压力表的读数,应能达到负压力0.07~0.1Mpa。当孔道内的真空度保持稳定时(真空度越高越好),停泵1min,若压力保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。如未能满足此数据则表示波纹管未能完全密封。需在压浆前进行检查及更正工作。 3)拌浆
①拌浆前先加水空转数分钟,使搅拌机内壁充分湿润,将积水清理干净。
②将称量好的水倒入搅拌机(可利用搅拌机自身计量容器),之后边搅拌边倒入水泥,在搅拌3-5min直至均匀。
③将溶于水的外加剂倒入搅拌机,再搅拌3-5min,然后倒入浆桶。
4)压浆
①启动真空泵,当真空度达到并维持0.08Mpa左右时,打开进浆阀门,启动压浆泵,开始压浆。
②当浆体经过透明高压管并准备到达三通接头时,关闭真空连接阀门,并打开出浆口阀门,关闭真空泵。
③观察废浆桶处的出浆情况,当出浆流畅、稳定且稠度与盛浆桶浆体基本一致时,关闭出浆口阀门,并关闭压浆泵。
④马上打开排气孔,启动压浆泵,观察排气孔处的出浆情况,当出浆流畅、稳定且稠度与盛浆桶浆体基本一致时,关闭排气孔,以0.4~0.6Mpa的压力继续压浆2-3min,最后关掉压浆泵,关闭压浆口阀门。
⑤拆除连接阀门外的设备,并清洗,即完成压浆工作。
二、预应力钢筋拉伸设备操作及安全要求
1、作业场地两端外侧应设有防护栏杆和警告标志。
2、作业前,应检查被拉预应力筋,当有损伤时,应及时更换。
3、高压油泵启动前,应将各油路调節阀松开,然后开动油泵,待空载运转正常后,再紧闭回油阀,逐渐拧开进油阀,待压力表指示值达到要求,油路无泄露,确认正常后,方可作业。
4、作业中,操作应平稳、均匀。张拉时,两端不得站人。拉伸机在有压力情况下,严禁拆卸液压系统的任何零件。
5、高压油泵不得超载作业,安全阀应按设备额定油压调整,严禁任意调整。
6、在测量预应力筋的伸长时,应先停止拉伸,操作人员必须站在侧面操作。
7、张拉时,不得用手摸或脚踩预应力筋。
8、高压油泵停止作业时,应先断开电源,再将回油阀缓慢松开,待压力表退回至零位时,方可卸开通往千斤顶的油管接头,使千斤顶全部卸荷。
9、纵向钢绞线张拉时,在挂篮或支架前端底板上要设置0.8米宽的工作平台。3侧安装防护栏,并用安全网悬挂。
10、在张拉合拢段钢束时,要严格按图纸要求张拉,对钢束进行标识。
参考文献:
[1]《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
[2]《公路施工手册桥涵》(交通部第一公路工程总公司 主编)
[3]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)
关键词:预应力钢绞线;精轧钢;真空压浆
扬州S333省道跨京杭运河特大桥主桥纵向预应力采用符合质量要求的19φs15.2、17φs15.2、15φs15.2钢束及配套的设备,群锚锚固体系,YM 15-19、17、15型锚具,张拉力分别为3710.7KN、3320.1 KN、2929.5 KN,管道成孔采用塑料波纹管;主桥变截面连续箱梁竖向预应力及中、端横梁采用标准强度为785Mp的JL32mm预应力高强精轧螺纹粗钢筋,采用YGM型锚具及螺母,张拉力为568KN,管道成孔采用铁皮波纹管;横向预应力采用3φs15.2钢束及配套的设备,群锚锚固体系,BM-3型锚具,张拉力为585.9 KN,采用铁皮波纹管管道成孔。
在主桥预应力施工前应对钢绞线和预应力粗钢筋力学性能、锚具的硬度等预应力材料进行试验。同时对千斤顶等张拉机具进行校验,对千斤顶和压力表进行配套标定。当出现下列情况时须对油表重作校正:1、使用超过六个月;2、张拉200束预应力筋;3、发生故障检修后;预应力张拉在混凝土强度达到设计规定的强度的90%后进行。
一、预应力筋施工
1、纵向、横向预应力筋施工
预应力筋制作:预应力筋即钢绞线下料,长度按梁段长度加千斤顶的工作长度加钢绞线穿束时的联接长度加富余长度10cm计算。钢绞线采用砂轮机切割,塑料胶带包头。钢绞线下料够一束的数量后以梳筋板梳理后用细铁丝绑扎,以便运输和穿束。钢绞线下料的数量以满足梁段施工为准。
预应力管道:浇筑在混凝土中的管道应不允许有漏浆现象,管道要具有足够的强度,以使其在混凝土浇筑的重量下能保持原有的形状,且能按要求传递粘结应力。在布设预应力管道时要严格按照图纸坐标定位,定位钢筋在直线段1米/档控制,在曲线段0.5米/档控制。接头采用套管连接,确保预应力管道现行圆滑流畅。
穿束:本桥采用人工穿短束及人工配合卷扬机穿长束的方法穿束。穿束前在钢束前端安放引导头。
张拉锚固:按照设计要求纵向预应力筋采用一次张拉的工艺,其步骤为:
0→15%初应力→30%控制应力→100%控制应力(持荷5min)→锚固。
伸长值的量测方法:设定初张力,当张拉力达到15%初张力后,量测千斤顶的活塞外露长度L1,然后供油达到控制应力的30%,量测活塞外露长度L2,再张拉至设计吨位的油压值,量测活塞的外露长度L3,[L3—L1+(L2—L1)]即为实际伸长值。
张拉施工注意事项:
1)采用伸长值与预应力双控。
2)张拉力以千斤顶标定为主,伸长值与设计值的误差在+6%到~-6%之间。
3)当超出此范围后应停止张拉进行原因分析。
4)整个张拉过程应随时注意避免滑丝和断丝现象发生。
5)了解孔道在整个施工过程中的状况,与伸长值进行比较做特定分析。
6)张拉过程中注意安全,千斤顶后部不能站人,防止张拉意外事故伤人。
2.竖向预应力筋的张拉
A、竖向预应力筋的张拉
竖向预应力筋为JL32mm高强精轧螺纹粗钢筋,YGM型锚具,由于YGM型锚具没有进出浆口,故在施工中要预埋压浆进出管道。进浆口预埋在箱梁肋板下倒角处,出浆口预埋在箱梁顶板处。
张拉采用穿心式单作用千斤顶单端张拉,张拉采用双控法,以油压表值为主,伸长量的误差不超过±6%。伸长量的计算同纵向。其施工顺序为:
1)安装锚具。
2)安装千斤顶。
3)初张拉15%σk,量测千斤顶的活塞外露长度L1。
4)张拉至30%σk,量测千斤顶的活塞外露长度L2。
5)张拉至σk,拧紧螺母,量测千斤顶的活塞外露长度L3,持荷2min。
6)卸载。
JL32mm高强精轧螺纹粗钢筋使用前进行冷拉失效处理,如有目测可见的弯折进行调直,并清除表面浮锈、污物、泥土,钢筋表面如有明显凹坑或其它缺陷则剔除该段。下料时采用砂轮切割,严禁用电焊切割,并随时注意不碰火,下料长度预留出挂篮轨道锚固长度。
B、张拉施工注意事项
采用伸长值与预应力双控。张拉力以千斤顶标定为主,伸长值与设计值的误差在+6%到-6%之间。当超出此范围后停止张拉进行原因分析。
整个张拉过程随时注意避免滑丝和断丝现象发生。了解孔道在整个施工过程中的状况,与伸长值进行比较做特定分析。张拉过程中注意安全,防止张拉意外事故时伤人。
4.孔道压浆
预应力管道压浆要求采用真空辅助压浆工艺。
A真空辅助压浆原理
压浆前,先用真空泵抽吸预应力孔道中的空气,使孔道中的真空度达到负压0.1Mpa左右,然后在孔道另一端用压浆泵以0.5MPa的压力将搅拌好的水泥浆体压入预应力孔道。由于孔道内只有少量空气,浆体很难形成气泡;同时,由于孔道内和压浆泵之间的正负压力差,大大提高孔道内浆体的饱满和密实度。不仅是“压”,而且是增加了“吸”的功能。真空辅助压浆的关键是要保证管道及锚固体系的密封性,能保證管道内形成一定压力的负压。
B真空辅助压浆施工步骤
1)准备工作
①在施工前,确认浆体配合比。
②检查材料、设备、辅件的型号或规格、数量等是否符合要求。
③切割钢绞线,用水泥浆对锚垫板进行封堵密封,保证锚垫板周围的密封性能。
2)试抽真空
关闭出浆口阀门排气孔,打开真空连接阀门,启动真空泵,观察真空压力表的读数,应能达到负压力0.07~0.1Mpa。当孔道内的真空度保持稳定时(真空度越高越好),停泵1min,若压力保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。如未能满足此数据则表示波纹管未能完全密封。需在压浆前进行检查及更正工作。 3)拌浆
①拌浆前先加水空转数分钟,使搅拌机内壁充分湿润,将积水清理干净。
②将称量好的水倒入搅拌机(可利用搅拌机自身计量容器),之后边搅拌边倒入水泥,在搅拌3-5min直至均匀。
③将溶于水的外加剂倒入搅拌机,再搅拌3-5min,然后倒入浆桶。
4)压浆
①启动真空泵,当真空度达到并维持0.08Mpa左右时,打开进浆阀门,启动压浆泵,开始压浆。
②当浆体经过透明高压管并准备到达三通接头时,关闭真空连接阀门,并打开出浆口阀门,关闭真空泵。
③观察废浆桶处的出浆情况,当出浆流畅、稳定且稠度与盛浆桶浆体基本一致时,关闭出浆口阀门,并关闭压浆泵。
④马上打开排气孔,启动压浆泵,观察排气孔处的出浆情况,当出浆流畅、稳定且稠度与盛浆桶浆体基本一致时,关闭排气孔,以0.4~0.6Mpa的压力继续压浆2-3min,最后关掉压浆泵,关闭压浆口阀门。
⑤拆除连接阀门外的设备,并清洗,即完成压浆工作。
二、预应力钢筋拉伸设备操作及安全要求
1、作业场地两端外侧应设有防护栏杆和警告标志。
2、作业前,应检查被拉预应力筋,当有损伤时,应及时更换。
3、高压油泵启动前,应将各油路调節阀松开,然后开动油泵,待空载运转正常后,再紧闭回油阀,逐渐拧开进油阀,待压力表指示值达到要求,油路无泄露,确认正常后,方可作业。
4、作业中,操作应平稳、均匀。张拉时,两端不得站人。拉伸机在有压力情况下,严禁拆卸液压系统的任何零件。
5、高压油泵不得超载作业,安全阀应按设备额定油压调整,严禁任意调整。
6、在测量预应力筋的伸长时,应先停止拉伸,操作人员必须站在侧面操作。
7、张拉时,不得用手摸或脚踩预应力筋。
8、高压油泵停止作业时,应先断开电源,再将回油阀缓慢松开,待压力表退回至零位时,方可卸开通往千斤顶的油管接头,使千斤顶全部卸荷。
9、纵向钢绞线张拉时,在挂篮或支架前端底板上要设置0.8米宽的工作平台。3侧安装防护栏,并用安全网悬挂。
10、在张拉合拢段钢束时,要严格按图纸要求张拉,对钢束进行标识。
参考文献:
[1]《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
[2]《公路施工手册桥涵》(交通部第一公路工程总公司 主编)
[3]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)