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摘要:对后张法梁板在施加预应力施工中常见的质量问题分析原因,提出预防、处理办法,对施工工艺进行改进,提高施工质量,减低安全风险,增加工程效益。
关键词:预应力;缺陷分析;工艺改进
一、前言
在科技高速发展的今天,随着各种预应力新材料、新方法的出现,预应力施工技术在工程建设中得到更加广泛的应用。但实际工程建设中专业的预应力施工队伍少,操作人員技术水平参差不齐,因而在预应力施工中易出现各种质量缺陷,给工程建设埋下隐患,如不及时发现、改正问题,将严重影响桥梁结构的安全运行,甚至发生重大质量事故,所以必须引起高度重视。
二、张拉施工中存在的主要质量问题及危害:
1、预应力张拉顺序不按设计规定的顺序施工,张拉过程中由于通讯不畅,施加荷载两端不同步,速度不均匀。该操作极易使建筑结构产生应力集中骤增,造成梁体结构产生横弯、扭变等不正常变形或出现裂缝,致使梁体报废。
2、实测钢铰线伸长值与设计伸长值相差过大。施工时技术人员用钢板尺多次量测千斤顶伸长,基点不一,且极易存在误报现象,造成理论伸长偏差过大;施工中预埋管道接头不严密漏浆,造成部分钢铰线被砼锚固,施工中部分钢铰线不受力,总伸长过短;或标定的压力表与千斤顶不配套,压力表显示数据与实际偏差过大,使结构砼部分有效预应力降低,影响结构的可靠性及安全性。
3、锚垫板安装错误,使锚具无法配套。张拉限位板使用不当,造成夹片跟进不齐,钢铰线被夹片滑伤无法进行正常锚固。夹片跟进量过大,锚固时回缩量大,梁体实际的有效预应力降低。
4、张拉过后对工作段钢铰线的切除,多采用手持式砂轮切割机单根切除,施工效率低,安全系数差,切断面不齐,有效预留锚固长度不够。甚至采用电弧焊或气割切除,给桥梁留下安全隐患。
5、张拉后梁体受力起拱梁,梁端底部向中心产生微量滑动,由于锚下钢筋安装位置不对,砼保护层大,局部形成素砼,同时预制台面不光滑,摩擦力过大,造成梁端底角砼出现裂缝或破碎。
三、预防及工艺改进:
针对存在的问题,为预防在施工过程中出现各种质量缺陷或事故发生,应采取针对性的施工措施,并对施工工艺进行改进:
1、加强操作人员的技术培训,提高施工工人的整体技术素质,使他们认识到预应力施工的重要性,能够充分掌握张拉各环节的技术要素和操作要领,对施工全过程进行有效的监督,处理各种突发的质量问题。
在预应力施工前制定详细的专项技术方案,对压力表与千斤顶的对应编号、张拉顺序、步骤、安全保护等措施进行详细的技术交底,并制作成标牌在施工现场醒目位置悬挂。施工中严格按照设计或规范要求的张拉顺序进行施工,分批分阶段对称张拉,先中间,后两侧。
2、在梁体砼施工时,要仔细检查预埋锚垫板的型号是否正确,安装位置是否超过允许偏差。检查预留管道及接头质量,严禁出现缝隙或孔洞,并在管道内预先放置硬塑料管,在砼浇筑过程中要经常来回抽动,避免漏浆造成管道堵塞,保证预应力钢铰线正常安装施工。
3、张拉前检查千斤顶与压力表编号是否一致,夹片表面是否平整,限位板安装是否正确,然后才能开始张拉。施工中两端工作人员配备对讲器材,联系畅通,保证张拉过程同步;张拉过程中施加应力要均匀,并经常量测钢铰线伸长进行核对,达到设计应力后必须按规范时间进行持荷,并随时调整油泵保持设计应力。对张拉应力及钢铰线伸出进行再次核对,符合规范要求后进行钢铰线锚固。
4、针对梁端底角砼破裂问题,在梁体钢筋安装时要仔细检查锚下钢筋数量及位置,保证按设计位置布筋加固。同时对预制台面进行处理,在梁端部分的台面改为不锈钢板,砼与台面间增加一层沥青油毡,以减小摩擦,利于张拉过程中梁体滑动。
5、钢绞线伸长值的量测:制作固定钢尺的卡槽,稳固固定钢尺位置。钢尺能随千斤顶自由伸缩,在卡槽前作成楔状,利于观察读数。在张拉前利用固定环固定卡槽位置,当千斤顶安装完成后把钢尺插入卡槽,拐头紧贴住内顶,当千斤顶运行时带动钢尺移动,不同张拉阶段读取相对伸长读数,计算钢铰线实际伸长值。该装置能有效避免人为因素造成的量测起始点不一致,使伸长读数与实际不符的缺陷,提高计算精度。同时施工人员能在有效视距内观测,避开近身作业,提高了安全系数。
6、对张拉后工作段钢铰线切除设备改进:购置手压砂轮切割机,并根据切割机尺寸加工工作架,用略大于锚具外径的钢环作为固定基座,在钢环下焊接切割机工作架,以便砂轮切割机平稳安全工作(见下图)。施工中工作架成为主要受力架,承担砂轮切割机重量及施工中的下压力,有效的减轻施工人员的工作负担。
施工中操作人员利用张拉钢管架站在切割机的侧上方,将工作架套至待施工的锚具上,安放砂轮切割机,根据操作人员的位置把工作架旋转适当的角度便于施工。试压切割机后根据砂轮片位置调整前后距离,保证剩余钢铰线距离锚固点长度符合规范要求,然后通电,切割机运转,对整束钢铰线进行切除。
四、施工安全要求:
由于预应力施工属于危险作业,在施工中应遵守相关安全条例外,必须注意以下几点:
1、施工现场必须在醒目位置张贴安全须知和警示牌,布置警戒线,并有专人负责施工范围内安全检查。操作人员上岗前必须进行技术、安全培训,合格后才能上岗施工。
2、施工人员必须佩戴安全帽,高空施工时挂安全带,在张拉台两侧设置安全网。油泵操作人员必须佩戴防护镜,施工前对高压油管及接头进行严格检查。
3、在钢绞线作业正前方设置安全挡板。施工过程中,千斤顶及油管接头正前方严禁站人,不得重力敲打千斤顶、锚具、钢铰线等,以防断丝或油管爆裂伤人。
4、张拉过程中两侧人员必须保持联系,通讯畅通。对出现的异常现象(响声、卡锚等)必须立即停机,检查处理后再继续进行施工。
结束语:
综上所述,张拉质量的好坏直接影响到桥梁的安全和使用寿命,通过以上分析改进,按设计和规范进行严格施工,加强各工序的检测和控制,能有效的避免质量缺陷的发生,特别是对钢铰线切除工艺改进后,钢铰线切除断面平整,长度符合设计规范要求,保证了工程质量,同时工作效率提高2~3倍,降低施工成本,增加工程效益,改善了施工安全环境。
关键词:预应力;缺陷分析;工艺改进
一、前言
在科技高速发展的今天,随着各种预应力新材料、新方法的出现,预应力施工技术在工程建设中得到更加广泛的应用。但实际工程建设中专业的预应力施工队伍少,操作人員技术水平参差不齐,因而在预应力施工中易出现各种质量缺陷,给工程建设埋下隐患,如不及时发现、改正问题,将严重影响桥梁结构的安全运行,甚至发生重大质量事故,所以必须引起高度重视。
二、张拉施工中存在的主要质量问题及危害:
1、预应力张拉顺序不按设计规定的顺序施工,张拉过程中由于通讯不畅,施加荷载两端不同步,速度不均匀。该操作极易使建筑结构产生应力集中骤增,造成梁体结构产生横弯、扭变等不正常变形或出现裂缝,致使梁体报废。
2、实测钢铰线伸长值与设计伸长值相差过大。施工时技术人员用钢板尺多次量测千斤顶伸长,基点不一,且极易存在误报现象,造成理论伸长偏差过大;施工中预埋管道接头不严密漏浆,造成部分钢铰线被砼锚固,施工中部分钢铰线不受力,总伸长过短;或标定的压力表与千斤顶不配套,压力表显示数据与实际偏差过大,使结构砼部分有效预应力降低,影响结构的可靠性及安全性。
3、锚垫板安装错误,使锚具无法配套。张拉限位板使用不当,造成夹片跟进不齐,钢铰线被夹片滑伤无法进行正常锚固。夹片跟进量过大,锚固时回缩量大,梁体实际的有效预应力降低。
4、张拉过后对工作段钢铰线的切除,多采用手持式砂轮切割机单根切除,施工效率低,安全系数差,切断面不齐,有效预留锚固长度不够。甚至采用电弧焊或气割切除,给桥梁留下安全隐患。
5、张拉后梁体受力起拱梁,梁端底部向中心产生微量滑动,由于锚下钢筋安装位置不对,砼保护层大,局部形成素砼,同时预制台面不光滑,摩擦力过大,造成梁端底角砼出现裂缝或破碎。
三、预防及工艺改进:
针对存在的问题,为预防在施工过程中出现各种质量缺陷或事故发生,应采取针对性的施工措施,并对施工工艺进行改进:
1、加强操作人员的技术培训,提高施工工人的整体技术素质,使他们认识到预应力施工的重要性,能够充分掌握张拉各环节的技术要素和操作要领,对施工全过程进行有效的监督,处理各种突发的质量问题。
在预应力施工前制定详细的专项技术方案,对压力表与千斤顶的对应编号、张拉顺序、步骤、安全保护等措施进行详细的技术交底,并制作成标牌在施工现场醒目位置悬挂。施工中严格按照设计或规范要求的张拉顺序进行施工,分批分阶段对称张拉,先中间,后两侧。
2、在梁体砼施工时,要仔细检查预埋锚垫板的型号是否正确,安装位置是否超过允许偏差。检查预留管道及接头质量,严禁出现缝隙或孔洞,并在管道内预先放置硬塑料管,在砼浇筑过程中要经常来回抽动,避免漏浆造成管道堵塞,保证预应力钢铰线正常安装施工。
3、张拉前检查千斤顶与压力表编号是否一致,夹片表面是否平整,限位板安装是否正确,然后才能开始张拉。施工中两端工作人员配备对讲器材,联系畅通,保证张拉过程同步;张拉过程中施加应力要均匀,并经常量测钢铰线伸长进行核对,达到设计应力后必须按规范时间进行持荷,并随时调整油泵保持设计应力。对张拉应力及钢铰线伸出进行再次核对,符合规范要求后进行钢铰线锚固。
4、针对梁端底角砼破裂问题,在梁体钢筋安装时要仔细检查锚下钢筋数量及位置,保证按设计位置布筋加固。同时对预制台面进行处理,在梁端部分的台面改为不锈钢板,砼与台面间增加一层沥青油毡,以减小摩擦,利于张拉过程中梁体滑动。
5、钢绞线伸长值的量测:制作固定钢尺的卡槽,稳固固定钢尺位置。钢尺能随千斤顶自由伸缩,在卡槽前作成楔状,利于观察读数。在张拉前利用固定环固定卡槽位置,当千斤顶安装完成后把钢尺插入卡槽,拐头紧贴住内顶,当千斤顶运行时带动钢尺移动,不同张拉阶段读取相对伸长读数,计算钢铰线实际伸长值。该装置能有效避免人为因素造成的量测起始点不一致,使伸长读数与实际不符的缺陷,提高计算精度。同时施工人员能在有效视距内观测,避开近身作业,提高了安全系数。
6、对张拉后工作段钢铰线切除设备改进:购置手压砂轮切割机,并根据切割机尺寸加工工作架,用略大于锚具外径的钢环作为固定基座,在钢环下焊接切割机工作架,以便砂轮切割机平稳安全工作(见下图)。施工中工作架成为主要受力架,承担砂轮切割机重量及施工中的下压力,有效的减轻施工人员的工作负担。
施工中操作人员利用张拉钢管架站在切割机的侧上方,将工作架套至待施工的锚具上,安放砂轮切割机,根据操作人员的位置把工作架旋转适当的角度便于施工。试压切割机后根据砂轮片位置调整前后距离,保证剩余钢铰线距离锚固点长度符合规范要求,然后通电,切割机运转,对整束钢铰线进行切除。
四、施工安全要求:
由于预应力施工属于危险作业,在施工中应遵守相关安全条例外,必须注意以下几点:
1、施工现场必须在醒目位置张贴安全须知和警示牌,布置警戒线,并有专人负责施工范围内安全检查。操作人员上岗前必须进行技术、安全培训,合格后才能上岗施工。
2、施工人员必须佩戴安全帽,高空施工时挂安全带,在张拉台两侧设置安全网。油泵操作人员必须佩戴防护镜,施工前对高压油管及接头进行严格检查。
3、在钢绞线作业正前方设置安全挡板。施工过程中,千斤顶及油管接头正前方严禁站人,不得重力敲打千斤顶、锚具、钢铰线等,以防断丝或油管爆裂伤人。
4、张拉过程中两侧人员必须保持联系,通讯畅通。对出现的异常现象(响声、卡锚等)必须立即停机,检查处理后再继续进行施工。
结束语:
综上所述,张拉质量的好坏直接影响到桥梁的安全和使用寿命,通过以上分析改进,按设计和规范进行严格施工,加强各工序的检测和控制,能有效的避免质量缺陷的发生,特别是对钢铰线切除工艺改进后,钢铰线切除断面平整,长度符合设计规范要求,保证了工程质量,同时工作效率提高2~3倍,降低施工成本,增加工程效益,改善了施工安全环境。