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摘要:随着我国工程结构形式的日益变更,施工工艺也在不断的完善,后张法施工被广泛应用在当前施工中,成为市政桥梁工程中混凝土施工的主要方法。本文首先介绍了预应力混凝土结构的优点,然后探讨了后张法预应力施工工艺。
关键词:桥梁;后张法;混凝土;施工
中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:
一、预应力混凝土结构具有以下优点。
1增加了构件的刚度。一般来讲,普通钢筋混凝土结构在正常使用阶段,混凝土在受拉区都已经产生拉裂缝,也即所谓带裂缝工作(在设计上控制这些裂缝的宽度以免钢筋锈蚀或挠度过大)。这样,对于整体钢筋混凝土构件来讲,其刚度就减弱了许多。而预应力混凝土构件在正常工作阶段,由于混凝土中存在预压应力,梁在使用期间不产生拉应力,混凝土就不出现裂缝,所以其整体刚度大大增加。
2提高了结构的抗裂性和耐久性。在预应力混凝土结构中,由于预应力的作用,可以使构件不会出现或不会过早出现裂缝,从而提高了构件的抗裂性能。构件内的钢筋不易锈蚀,这就增强了构件的耐久性,或者说延长了结构物的使用年限。
3减轻自重和增加跨越能力。由于采用了高强度材料,构件的截面尺寸可以相应地减小,从而减轻了结构物的自重,或者说在相同截面的情况下,相应地增加了构件的跨越能力。
4节省材料。由于预应力混凝土构件充分利用高强度混凝土和高强度钢材的高强性能,从而大大地提高了构件的承载能力。在荷载一定的条件下,可以充分发挥高强钢筋与高强混凝土良好的抗拉、抗压性能,减少构件截面尺寸,节省了材料。
二、后张法预应力施工工艺
1钢筋绑扎与孔道安装
在安装完支架与模板后进行钢筋绑扎,在绑扎钢筋过程中可采用轨道固定法将预应力孔道固定,并保证其圆顺,若采用塑料波纹管则应保证其有足够的强度和刚度,一般套管长度应结合管道长度确定,若存在接头则应在现场将接缝部位用封口纸进行多层包裹以防漏浆;安装完成的波纹管应保证其任何方向上的偏差在距跨中4m范围内不超过4mm,其他部位则不超过6mm,并给与有效固定以免在混凝土浇筑时不发生上浮、压弯等现象,在拐弯部位应保证定位准确并形状圆滑。
2钢绞线安装
预应力钢绞线安装前应先检查其是否存在破损、锈蚀及油污现象,安装过程中若遇到需焊接钢筋则应用湿纸板隔挡的方法以免焊接火花将波纹管击穿,一旦出现破口则应立即进行修补;贯穿时应将一个孔道内的所有钢绞线一次性穿入,并应标记每根钢绞线的位置,穿入后应检查每根钢绞线的位置以免在孔道内发生交叉缠绕,之后则应将每根钢绞线在穿入时对应圆盘式锚具孔内,锚具安装完毕后应将夹片式锚具放置在每个锚具孔内。
3混凝土浇筑及养护
拌合好的混凝土采用斜向分段、水平分层、连续浇筑,一次成型工艺浇筑,保证混凝土具有良好的密实度。梁体混凝土浇筑程序分为两步进行:第一步先浇筑主梁混凝土,包括下翼缘、腹板、横隔板、等部位;第二步再浇筑桥面板,包括挡碴墙、端边墙等部位。浇筑梁体混凝土,应从一端开始至另一端结束,沿梁长方向斜向分段、水平分层。每层厚度不超过300mm,连续浇筑,一次成型。浇筑时先浇筑底板混凝土,再浇筑下八字混凝土、腹板混凝土。混凝土的振动:在梁体模板外侧呈高低起伏,内外交错布置。在预应力管道以下位置以附着式振动器振动为主,预应力管道以上位置辅以插入式振捣棒振捣,振动应密实,振动时间以混凝土出现反浆、不下陷、无气泡为度,在振捣过程中要避免过振和漏振现象。振捣棒插、拔间距为200mm,插入深度至下层混凝土100mm左右,拔棒速度应缓慢,边振边徐徐拔出。浇筑后的混凝土应及时进行养护,养护过程中应控制温度和湿度,一般可采取洒水湿养或蒸汽养护,养护过程中应保证混凝土表面同内部温度以及环境温度间不存在过大温差。
4预应力筋张拉
桥梁张拉,必须在拆模后进行。桥梁拆模后,应及时进行初张拉;桥梁拆模后,如发现有较严重的蜂窝、空洞或其它缺陷,未经修补或修补后其混凝土强度未达到张拉时的规定值者,均不允许进行张拉作业;桥梁张拉程序分两次进行,第一次为初张拉,借以承受梁体自重。第二次为终张拉,即将全部钢束张拉至100%设计应力(包括早期张拉的钢束也要补拉到100%的设计应力);桥梁初张拉时,梁体混凝土强度不得低于规定强度(为控制梁体混凝土表面裂纹,宜由拆模强度确定)。桥梁终张拉时,梁体混凝土强度同样不能低于规定值,混凝土龄期不得少于14天;同束钢束张拉,应两端同步进行,以油表读数控制为主,钢束的伸长值作校核,实际伸长值与理论伸长值误差值不得超过规定值;正式张拉完后,应在锚圈外钢绞线上用红油漆划线,24小时后检查钢绞线无滑动时,方准断丝进行压浆工作。张拉预应力钢绞线前,应先安装好工作锚、夹片,预应力钢绞线、锚具和千斤顶位于同一轴线,两端同步张拉、同时达到同一荷载值。预应力筋张拉分两个阶段进行,第一阶段的张拉为初张拉,当梁体混凝土的强度达到初张要求后进行初张拉,第一阶段张拉完毕后,将梁移出制梁台位,当梁体混凝土强度达到设计要求后进行.第二阶段的张拉,张拉方法为两端同时张拉(即2台张拉千斤顶同时工作),当油表读数达到0.16k时(6k设计控制应力),测量出各千斤顶活塞伸出长度L1及夹片外露量,做好记录,继续张拉2台千斤顶按规定数值张拉到6k,测量出各千斤顶活塞伸出长度L2并测量工具锚夹片外露量。如图1所示。
图1后张法预应力筋砼构件等待张拉现场
5孔道压浆
泥浆制备。所用水泥应为龄期不超过1个月且强度不低于42.5的硅酸盐水泥或普通水泥,并应通过试验确定水泥浆配合比,拌合时因先加入水后投加水泥,二者经充分拌合后方可加入掺合料,拌合时间应不低于2min,拌合结果应至均匀粘稠,拌合好的水泥浆应在45min内使用完毕,中途应不停的搅拌水泥浆以防止初凝;孔道清理。在波纹管施工尤其是金属波纹管施工中大量锈渣、灰尘以及油污等杂质将存在于管道内,在压浆前应对其进行清理,可通过排水孔进行冲洗,若有油污存在还应掺入中性洗涤剂进行清洗,清洗结果以出水口水质相同于进水口水质,冲洗完成后应用不含油的压缩空气将孔道内积水冲出;压浆。预应力张拉完成后应及时进行压浆,若间隔时间超过3d在应对预应力束采取防锈措施,压浆即将拌合好的水泥浆用注浆泵将其压入孔道内;压浆时应保证孔道从最低点压浆孔压入,有最高点的排气孔和沁水孔排出为止,应先压注下层孔道,压浆过程中应缓慢、匀速进行,不允许中断,并应依次将最高点的排气孔一次开放和关闭以保证孔道內排气畅通,对于集中或邻近的孔道应先连续压浆,不能连续压浆时则应在压浆前用压力水冲洗;压浆至另一端饱满并渗出浓浆方可用木塞堵孔,之后稳压10s后关闭进浆管阀门,并拆卸进浆管进行下一孔道压浆;间隔30-45min后则可拔出两端排气孔木塞,在另一端安装进浆管并全部开启进浆管截止阀,对其进行第二次压浆,待排气孔流出浓浆后用木塞堵孔并关闭进浆管阀门;为保证钢丝束全部冲浆应封闭进浆口,并在水泥浆凝固前保持所有木塞或气门不发生移动或开启。如图2所示。
图2后张法预应力筋砼构件灌浆完成现场
6封锚
压浆完毕后应立即将梁端水泥浆冲洗干净,并清除支撑垫板、锚具以及端部混凝土,并应将端部混凝土进行凿毛处理;待压浆完成3d后则可进行混凝土封锚,封锚前应将梁端混凝土面冲洗干净,之后方可进行钢筋网绑扎并浇筑锚端混凝土,封锚长度以两端封锚长度加梁长为准,但应控制总长不超过设计梁长。
三、结束语
后张法预应力施工是一个复杂而严谨、细致的过程,只有不断的在理论与实践中积累经验、学习提高,才能更好的掌握预应力施工工艺,更好的为公路事业的发展服务。
参考文献:
[1]严柳.预应力砼连续箱梁后张法施工技术[J].广东科技,2006(2).
[2]罗崇荣.浅谈大红沟大桥后张法预应力砼箱梁施工技术[J].甘肃科技,2005(12).
[3]谢伟.市政桥梁后张法预应力施工工艺[J].江西建材,2011.
关键词:桥梁;后张法;混凝土;施工
中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:
一、预应力混凝土结构具有以下优点。
1增加了构件的刚度。一般来讲,普通钢筋混凝土结构在正常使用阶段,混凝土在受拉区都已经产生拉裂缝,也即所谓带裂缝工作(在设计上控制这些裂缝的宽度以免钢筋锈蚀或挠度过大)。这样,对于整体钢筋混凝土构件来讲,其刚度就减弱了许多。而预应力混凝土构件在正常工作阶段,由于混凝土中存在预压应力,梁在使用期间不产生拉应力,混凝土就不出现裂缝,所以其整体刚度大大增加。
2提高了结构的抗裂性和耐久性。在预应力混凝土结构中,由于预应力的作用,可以使构件不会出现或不会过早出现裂缝,从而提高了构件的抗裂性能。构件内的钢筋不易锈蚀,这就增强了构件的耐久性,或者说延长了结构物的使用年限。
3减轻自重和增加跨越能力。由于采用了高强度材料,构件的截面尺寸可以相应地减小,从而减轻了结构物的自重,或者说在相同截面的情况下,相应地增加了构件的跨越能力。
4节省材料。由于预应力混凝土构件充分利用高强度混凝土和高强度钢材的高强性能,从而大大地提高了构件的承载能力。在荷载一定的条件下,可以充分发挥高强钢筋与高强混凝土良好的抗拉、抗压性能,减少构件截面尺寸,节省了材料。
二、后张法预应力施工工艺
1钢筋绑扎与孔道安装
在安装完支架与模板后进行钢筋绑扎,在绑扎钢筋过程中可采用轨道固定法将预应力孔道固定,并保证其圆顺,若采用塑料波纹管则应保证其有足够的强度和刚度,一般套管长度应结合管道长度确定,若存在接头则应在现场将接缝部位用封口纸进行多层包裹以防漏浆;安装完成的波纹管应保证其任何方向上的偏差在距跨中4m范围内不超过4mm,其他部位则不超过6mm,并给与有效固定以免在混凝土浇筑时不发生上浮、压弯等现象,在拐弯部位应保证定位准确并形状圆滑。
2钢绞线安装
预应力钢绞线安装前应先检查其是否存在破损、锈蚀及油污现象,安装过程中若遇到需焊接钢筋则应用湿纸板隔挡的方法以免焊接火花将波纹管击穿,一旦出现破口则应立即进行修补;贯穿时应将一个孔道内的所有钢绞线一次性穿入,并应标记每根钢绞线的位置,穿入后应检查每根钢绞线的位置以免在孔道内发生交叉缠绕,之后则应将每根钢绞线在穿入时对应圆盘式锚具孔内,锚具安装完毕后应将夹片式锚具放置在每个锚具孔内。
3混凝土浇筑及养护
拌合好的混凝土采用斜向分段、水平分层、连续浇筑,一次成型工艺浇筑,保证混凝土具有良好的密实度。梁体混凝土浇筑程序分为两步进行:第一步先浇筑主梁混凝土,包括下翼缘、腹板、横隔板、等部位;第二步再浇筑桥面板,包括挡碴墙、端边墙等部位。浇筑梁体混凝土,应从一端开始至另一端结束,沿梁长方向斜向分段、水平分层。每层厚度不超过300mm,连续浇筑,一次成型。浇筑时先浇筑底板混凝土,再浇筑下八字混凝土、腹板混凝土。混凝土的振动:在梁体模板外侧呈高低起伏,内外交错布置。在预应力管道以下位置以附着式振动器振动为主,预应力管道以上位置辅以插入式振捣棒振捣,振动应密实,振动时间以混凝土出现反浆、不下陷、无气泡为度,在振捣过程中要避免过振和漏振现象。振捣棒插、拔间距为200mm,插入深度至下层混凝土100mm左右,拔棒速度应缓慢,边振边徐徐拔出。浇筑后的混凝土应及时进行养护,养护过程中应控制温度和湿度,一般可采取洒水湿养或蒸汽养护,养护过程中应保证混凝土表面同内部温度以及环境温度间不存在过大温差。
4预应力筋张拉
桥梁张拉,必须在拆模后进行。桥梁拆模后,应及时进行初张拉;桥梁拆模后,如发现有较严重的蜂窝、空洞或其它缺陷,未经修补或修补后其混凝土强度未达到张拉时的规定值者,均不允许进行张拉作业;桥梁张拉程序分两次进行,第一次为初张拉,借以承受梁体自重。第二次为终张拉,即将全部钢束张拉至100%设计应力(包括早期张拉的钢束也要补拉到100%的设计应力);桥梁初张拉时,梁体混凝土强度不得低于规定强度(为控制梁体混凝土表面裂纹,宜由拆模强度确定)。桥梁终张拉时,梁体混凝土强度同样不能低于规定值,混凝土龄期不得少于14天;同束钢束张拉,应两端同步进行,以油表读数控制为主,钢束的伸长值作校核,实际伸长值与理论伸长值误差值不得超过规定值;正式张拉完后,应在锚圈外钢绞线上用红油漆划线,24小时后检查钢绞线无滑动时,方准断丝进行压浆工作。张拉预应力钢绞线前,应先安装好工作锚、夹片,预应力钢绞线、锚具和千斤顶位于同一轴线,两端同步张拉、同时达到同一荷载值。预应力筋张拉分两个阶段进行,第一阶段的张拉为初张拉,当梁体混凝土的强度达到初张要求后进行初张拉,第一阶段张拉完毕后,将梁移出制梁台位,当梁体混凝土强度达到设计要求后进行.第二阶段的张拉,张拉方法为两端同时张拉(即2台张拉千斤顶同时工作),当油表读数达到0.16k时(6k设计控制应力),测量出各千斤顶活塞伸出长度L1及夹片外露量,做好记录,继续张拉2台千斤顶按规定数值张拉到6k,测量出各千斤顶活塞伸出长度L2并测量工具锚夹片外露量。如图1所示。
图1后张法预应力筋砼构件等待张拉现场
5孔道压浆
泥浆制备。所用水泥应为龄期不超过1个月且强度不低于42.5的硅酸盐水泥或普通水泥,并应通过试验确定水泥浆配合比,拌合时因先加入水后投加水泥,二者经充分拌合后方可加入掺合料,拌合时间应不低于2min,拌合结果应至均匀粘稠,拌合好的水泥浆应在45min内使用完毕,中途应不停的搅拌水泥浆以防止初凝;孔道清理。在波纹管施工尤其是金属波纹管施工中大量锈渣、灰尘以及油污等杂质将存在于管道内,在压浆前应对其进行清理,可通过排水孔进行冲洗,若有油污存在还应掺入中性洗涤剂进行清洗,清洗结果以出水口水质相同于进水口水质,冲洗完成后应用不含油的压缩空气将孔道内积水冲出;压浆。预应力张拉完成后应及时进行压浆,若间隔时间超过3d在应对预应力束采取防锈措施,压浆即将拌合好的水泥浆用注浆泵将其压入孔道内;压浆时应保证孔道从最低点压浆孔压入,有最高点的排气孔和沁水孔排出为止,应先压注下层孔道,压浆过程中应缓慢、匀速进行,不允许中断,并应依次将最高点的排气孔一次开放和关闭以保证孔道內排气畅通,对于集中或邻近的孔道应先连续压浆,不能连续压浆时则应在压浆前用压力水冲洗;压浆至另一端饱满并渗出浓浆方可用木塞堵孔,之后稳压10s后关闭进浆管阀门,并拆卸进浆管进行下一孔道压浆;间隔30-45min后则可拔出两端排气孔木塞,在另一端安装进浆管并全部开启进浆管截止阀,对其进行第二次压浆,待排气孔流出浓浆后用木塞堵孔并关闭进浆管阀门;为保证钢丝束全部冲浆应封闭进浆口,并在水泥浆凝固前保持所有木塞或气门不发生移动或开启。如图2所示。
图2后张法预应力筋砼构件灌浆完成现场
6封锚
压浆完毕后应立即将梁端水泥浆冲洗干净,并清除支撑垫板、锚具以及端部混凝土,并应将端部混凝土进行凿毛处理;待压浆完成3d后则可进行混凝土封锚,封锚前应将梁端混凝土面冲洗干净,之后方可进行钢筋网绑扎并浇筑锚端混凝土,封锚长度以两端封锚长度加梁长为准,但应控制总长不超过设计梁长。
三、结束语
后张法预应力施工是一个复杂而严谨、细致的过程,只有不断的在理论与实践中积累经验、学习提高,才能更好的掌握预应力施工工艺,更好的为公路事业的发展服务。
参考文献:
[1]严柳.预应力砼连续箱梁后张法施工技术[J].广东科技,2006(2).
[2]罗崇荣.浅谈大红沟大桥后张法预应力砼箱梁施工技术[J].甘肃科技,2005(12).
[3]谢伟.市政桥梁后张法预应力施工工艺[J].江西建材,2011.