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【摘要】通过结合某桥梁预应力箱梁工程施工实例,针对箱梁中的预应力施工环节而展开探讨,系统地总结了预应力张拉施工工艺,同时结合实践经验提出切实可行的施工控制技术,为同行提供参考借鉴。
【关键词】桥梁施工;预应力箱梁;预应力;张拉施工
1、工程概况
某高速公路跨线桥跨径为20+2*25+20m跨径,该桥梁的下部结构采取柱式桥墩、∪型台,上部结构采取预应力现浇混凝土连续箱梁;基础采取明挖扩大基础。砼强度达到设计的100%时且混凝土龄期不小于10d时,方可进行预应力张拉和压浆工作。张拉力与伸长量双控制,两端同时张拉。为了有效地确保张拉施工质量,本工程队预应力张拉采取的程序为:0→0.1σcon(初应力)→1.0σcon→持荷2分钟锚固。
2、预应力张拉施工技术
(1)对预应力采取张拉施工前。首先应当对张拉设备进行配套检验,张拉采用两端同时张拉,张拉应力和伸长值双控。为了保证张拉质量,拟采用一次张拉的方式作业。当混凝土强度达到设计强度时即可进行。预应力筋应通过计算确定,考虑到结构孔道长度,锚具厚度,千斤顶长度,接头长度,张拉伸长值,回缩值,外露长度等因素。预应力筋张拉前,提供构件混凝土的强度试压报告。当混凝土的试件强度满足设计要求后,方可施加预应力。为加快施工进度,在混凝土配合比设计时,掺入适量的外加剂,以期混凝土早期强度增长较快,这样就容易达到张拉要求的强度。构件端部预埋钢板与锚具接触处的焊渣、毛刺、混凝土残渣等清除干净。
(2)安装锚具与张拉设备。钢绞线束夹片锚固体系:安装锚具时注意工作锚环或锚板对中,夹片均匀打紧并外露一致;千斤顶上的工具锚孔位与构件端部工作锚的孔位排列要一致,以防钢绞线在千斤顶穿心孔内打叉。安装张拉设备时,对直线预应力筋,应使张拉力的作用线与孔道中心线重合;对曲线预应力筋,应使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线重合。
(3)预应力筋张拉顺序、张拉程序。张拉施工过程采取千斤顶按照设计文件要求两端依次对称张拉钢绞线。初始张拉应力,初始拉力(一般为张拉力的10%—15%),是把松弛的预应力钢材拉紧,并将千斤顶充分固定,把松弛的预应力钢材拉紧以后,在预应力钢材的两端精确地标以记号,预应力钢材的延伸量或回缩量即从该记号起量。
(4)张拉引伸量的校核。预应力钢材张拉后,测定的预应力钢材的回缩与锚具变形量均不得大于6mm,超过时应查明原因予以解决。预应力钢材的断丝、滑丝,不得超过规范中“后张预应力筋断丝、滑丝限制数”的规定。如超过规定数,应进行更换。
(5)在张拉完成后,测得的延伸量与计算延伸量之差应在±6%以内,否则应采取以下的若干步骤或全部步骤:重新校准设备;对预应力材料作弹性模量检查;放松预应力钢材重新张拉;预应力钢材用润滑剂以减少磨擦损失,仅水溶性油剂可用于管道系统,且在灌浆前洗掉;监理工程师对预应力张拉认可后,预应力钢材应予锚固。放松千斤顶时应避免振动锚具和预应力钢材;张拉时应认真做到孔道、锚环与千斤顶三对中,以便张拉工作顺利进行,并不致增加孔道摩擦损失。多根钢绞线束夹片锚固体系如遇到个别钢绞线滑移,可更换夹片,用小型千斤顶单根张拉。每次张拉完毕后,应检查端部和其他部位是否有裂缝,并填写张拉记录表。预应力筋锚固后的外露长度,不宜小于30mm。张拉完成后用混凝土封裹,以防腐蚀。同时为确保张拉的准确性,张拉预应力钢束应当在混凝土强度满足设计强度的100%后且砼龄期超过10d后,同时在进行张拉预应力施工前,应当校核千斤顶和油表。预应力钢束张拉施工时须采用张拉力和伸长量双控制。当张拉应力达到设计控制应力σk时,持荷2min再锚固。如实际伸长量与计算值相差±6%时,应会同设计单位研究处理。预应力钢束张拉完毕,严禁撞击锚头和钢束,保证锚具和预应力钢材的质量。预应力钢束张拉完后应在24小时内完成压浆,压浆用水泥浆的水灰比宜控制在0.4~0.45之间。
3、孔道压浆施工技术
(1)张拉预应力施工完成后,则应当及时采取孔道压浆处理,但应当经监理工程师检查批准后方能进行压浆处理。同时应当在压浆施工前,对孔道进行清洁处理,如采用高压水冲洗。水泥浆拌和机应能制备具有胶稠状的水泥浆。水泥浆泵应可连续操作,并能进行0.7Mpa的恒压作业,水泥浆泵应采用活塞式压浆泵。本工程水泥压浆采用不低于52.5级硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥和水组成。同时要求水灰比在0.4-0.45,对于本工程中掺入适量的减水剂时,则可以把水灰比减少到0.35。水泥浆的泌水率不超过3%,拌和后3h泌水率宜控制在2%,24h后泌水应全部被浆吸回。水泥浆可掺入适当的符合《混凝土膨胀剂应用技术规范》(GB50119—2003)规定的膨胀剂,掺入膨胀剂后水泥浆不受约束的自由膨胀应小于10%。水泥浆拌和稠度宜控制在14-18S之间,拌和应至少2min,一次拌和量以满足一小时使用即可。
(2)孔道压浆施工前,首先采取吹入无油份的压缩空气清洗管道。接着用含有0.01kg/L氢氧化钙的清水冲洗管道,直到将松散颗粒除去及清水排出为止。管道用无油的压缩空气吹干。管道清洗后,在两端锚垫板旋上阀门,在波纹管的一端用离心泵将孔道内空气抽出,使压浆管道内形成真空,实现真空压浆,拆除离心泵,打开下端阀门,压浆自下而上进行,压浆工作在一次作业中连续进行,压浆端压力达到规定压力时,打开另一端阀门,冒出浓浆并维持10秒以上之后同时关闭两端阀门。每个孔道压浆应一次完成,压浆要缓慢,均匀地进行,不得中断。压浆时水泥浆从一端压入,直至另一端冒出浓浆时封堵。压浆顺序为首先压注下面孔道,再压注上面孔道。
(3)压浆时,每一工作班应留取不少于3组试样。当气温或构件混凝土温度低于+5℃,不得进行压浆。水泥浆温度不得超过32℃。预应力钢材张拉后应立即进行压浆,一般不得超过14天。压浆时,使水泥浆由最高点的排气孔流出,直到流出的稠度达到注入的稠度。水泥浆自调制至压入孔道的延续时间,一般不超过30-45分钟,水泥浆在使用前和压注过程中应经常搅动。管道内水泥浆在注入48h内,结构混凝土温度不得低于5℃,否则应采取保温措施。当白天气温高于35℃时,压浆宜在夜间进行。结合工程实践经验,为了有效地确保压浆施工质量,在压浆施工全过程中应做好记录,包括压浆日期、作业时间、水灰比和掺和剂、灰浆数量、压浆压力、试块强度以及压浆过程中所发生的异常情况。
4、封端施工
封锚前将锚头处端面砼凿毛并且清洗干净,然后进行绑扎钢筋,立端头模型,但模板施工则应当确保模板的顺、平、直,砼要捣实。并严格控制梁的尺寸,经检验合格后,浇筑端头混凝土。施工程序如下:准备工作→上报开工报告→批准后支架→立模→绑扎钢筋→固定管道(检查合格后并报浇筑申请批准后)→浇筑砼、振实→支内模→浇筑顶板→养生(强度合格后)→张拉→管道压浆→质量检查→交验。结合工程实践经验,对于封端环节,应当重点控制以下方面:①高程。②混凝土强度。③管道位置。④几何尺寸。⑤张拉应力。
5、结语
通过结合某桥梁工程施工实例,对该桥梁工程中的箱梁预应力施工技术展开分析,重点从预应力张拉以及压浆环节总结出张拉和压浆原材料选取,总结出预应力张拉的全施工过程以及相关注意事项。
参考文献
[1] 林耀洪.厦门演武大桥现浇预应力箱梁施工技术[J].水运工程,2010,(07).
[2]李爱玲.30m长箱梁后张法预应力施工技术[J].建筑工人,2011,(03).
【关键词】桥梁施工;预应力箱梁;预应力;张拉施工
1、工程概况
某高速公路跨线桥跨径为20+2*25+20m跨径,该桥梁的下部结构采取柱式桥墩、∪型台,上部结构采取预应力现浇混凝土连续箱梁;基础采取明挖扩大基础。砼强度达到设计的100%时且混凝土龄期不小于10d时,方可进行预应力张拉和压浆工作。张拉力与伸长量双控制,两端同时张拉。为了有效地确保张拉施工质量,本工程队预应力张拉采取的程序为:0→0.1σcon(初应力)→1.0σcon→持荷2分钟锚固。
2、预应力张拉施工技术
(1)对预应力采取张拉施工前。首先应当对张拉设备进行配套检验,张拉采用两端同时张拉,张拉应力和伸长值双控。为了保证张拉质量,拟采用一次张拉的方式作业。当混凝土强度达到设计强度时即可进行。预应力筋应通过计算确定,考虑到结构孔道长度,锚具厚度,千斤顶长度,接头长度,张拉伸长值,回缩值,外露长度等因素。预应力筋张拉前,提供构件混凝土的强度试压报告。当混凝土的试件强度满足设计要求后,方可施加预应力。为加快施工进度,在混凝土配合比设计时,掺入适量的外加剂,以期混凝土早期强度增长较快,这样就容易达到张拉要求的强度。构件端部预埋钢板与锚具接触处的焊渣、毛刺、混凝土残渣等清除干净。
(2)安装锚具与张拉设备。钢绞线束夹片锚固体系:安装锚具时注意工作锚环或锚板对中,夹片均匀打紧并外露一致;千斤顶上的工具锚孔位与构件端部工作锚的孔位排列要一致,以防钢绞线在千斤顶穿心孔内打叉。安装张拉设备时,对直线预应力筋,应使张拉力的作用线与孔道中心线重合;对曲线预应力筋,应使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线重合。
(3)预应力筋张拉顺序、张拉程序。张拉施工过程采取千斤顶按照设计文件要求两端依次对称张拉钢绞线。初始张拉应力,初始拉力(一般为张拉力的10%—15%),是把松弛的预应力钢材拉紧,并将千斤顶充分固定,把松弛的预应力钢材拉紧以后,在预应力钢材的两端精确地标以记号,预应力钢材的延伸量或回缩量即从该记号起量。
(4)张拉引伸量的校核。预应力钢材张拉后,测定的预应力钢材的回缩与锚具变形量均不得大于6mm,超过时应查明原因予以解决。预应力钢材的断丝、滑丝,不得超过规范中“后张预应力筋断丝、滑丝限制数”的规定。如超过规定数,应进行更换。
(5)在张拉完成后,测得的延伸量与计算延伸量之差应在±6%以内,否则应采取以下的若干步骤或全部步骤:重新校准设备;对预应力材料作弹性模量检查;放松预应力钢材重新张拉;预应力钢材用润滑剂以减少磨擦损失,仅水溶性油剂可用于管道系统,且在灌浆前洗掉;监理工程师对预应力张拉认可后,预应力钢材应予锚固。放松千斤顶时应避免振动锚具和预应力钢材;张拉时应认真做到孔道、锚环与千斤顶三对中,以便张拉工作顺利进行,并不致增加孔道摩擦损失。多根钢绞线束夹片锚固体系如遇到个别钢绞线滑移,可更换夹片,用小型千斤顶单根张拉。每次张拉完毕后,应检查端部和其他部位是否有裂缝,并填写张拉记录表。预应力筋锚固后的外露长度,不宜小于30mm。张拉完成后用混凝土封裹,以防腐蚀。同时为确保张拉的准确性,张拉预应力钢束应当在混凝土强度满足设计强度的100%后且砼龄期超过10d后,同时在进行张拉预应力施工前,应当校核千斤顶和油表。预应力钢束张拉施工时须采用张拉力和伸长量双控制。当张拉应力达到设计控制应力σk时,持荷2min再锚固。如实际伸长量与计算值相差±6%时,应会同设计单位研究处理。预应力钢束张拉完毕,严禁撞击锚头和钢束,保证锚具和预应力钢材的质量。预应力钢束张拉完后应在24小时内完成压浆,压浆用水泥浆的水灰比宜控制在0.4~0.45之间。
3、孔道压浆施工技术
(1)张拉预应力施工完成后,则应当及时采取孔道压浆处理,但应当经监理工程师检查批准后方能进行压浆处理。同时应当在压浆施工前,对孔道进行清洁处理,如采用高压水冲洗。水泥浆拌和机应能制备具有胶稠状的水泥浆。水泥浆泵应可连续操作,并能进行0.7Mpa的恒压作业,水泥浆泵应采用活塞式压浆泵。本工程水泥压浆采用不低于52.5级硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥和水组成。同时要求水灰比在0.4-0.45,对于本工程中掺入适量的减水剂时,则可以把水灰比减少到0.35。水泥浆的泌水率不超过3%,拌和后3h泌水率宜控制在2%,24h后泌水应全部被浆吸回。水泥浆可掺入适当的符合《混凝土膨胀剂应用技术规范》(GB50119—2003)规定的膨胀剂,掺入膨胀剂后水泥浆不受约束的自由膨胀应小于10%。水泥浆拌和稠度宜控制在14-18S之间,拌和应至少2min,一次拌和量以满足一小时使用即可。
(2)孔道压浆施工前,首先采取吹入无油份的压缩空气清洗管道。接着用含有0.01kg/L氢氧化钙的清水冲洗管道,直到将松散颗粒除去及清水排出为止。管道用无油的压缩空气吹干。管道清洗后,在两端锚垫板旋上阀门,在波纹管的一端用离心泵将孔道内空气抽出,使压浆管道内形成真空,实现真空压浆,拆除离心泵,打开下端阀门,压浆自下而上进行,压浆工作在一次作业中连续进行,压浆端压力达到规定压力时,打开另一端阀门,冒出浓浆并维持10秒以上之后同时关闭两端阀门。每个孔道压浆应一次完成,压浆要缓慢,均匀地进行,不得中断。压浆时水泥浆从一端压入,直至另一端冒出浓浆时封堵。压浆顺序为首先压注下面孔道,再压注上面孔道。
(3)压浆时,每一工作班应留取不少于3组试样。当气温或构件混凝土温度低于+5℃,不得进行压浆。水泥浆温度不得超过32℃。预应力钢材张拉后应立即进行压浆,一般不得超过14天。压浆时,使水泥浆由最高点的排气孔流出,直到流出的稠度达到注入的稠度。水泥浆自调制至压入孔道的延续时间,一般不超过30-45分钟,水泥浆在使用前和压注过程中应经常搅动。管道内水泥浆在注入48h内,结构混凝土温度不得低于5℃,否则应采取保温措施。当白天气温高于35℃时,压浆宜在夜间进行。结合工程实践经验,为了有效地确保压浆施工质量,在压浆施工全过程中应做好记录,包括压浆日期、作业时间、水灰比和掺和剂、灰浆数量、压浆压力、试块强度以及压浆过程中所发生的异常情况。
4、封端施工
封锚前将锚头处端面砼凿毛并且清洗干净,然后进行绑扎钢筋,立端头模型,但模板施工则应当确保模板的顺、平、直,砼要捣实。并严格控制梁的尺寸,经检验合格后,浇筑端头混凝土。施工程序如下:准备工作→上报开工报告→批准后支架→立模→绑扎钢筋→固定管道(检查合格后并报浇筑申请批准后)→浇筑砼、振实→支内模→浇筑顶板→养生(强度合格后)→张拉→管道压浆→质量检查→交验。结合工程实践经验,对于封端环节,应当重点控制以下方面:①高程。②混凝土强度。③管道位置。④几何尺寸。⑤张拉应力。
5、结语
通过结合某桥梁工程施工实例,对该桥梁工程中的箱梁预应力施工技术展开分析,重点从预应力张拉以及压浆环节总结出张拉和压浆原材料选取,总结出预应力张拉的全施工过程以及相关注意事项。
参考文献
[1] 林耀洪.厦门演武大桥现浇预应力箱梁施工技术[J].水运工程,2010,(07).
[2]李爱玲.30m长箱梁后张法预应力施工技术[J].建筑工人,2011,(03).