刍议后张法预应力混凝土梁板施工技术在水利工程中的应用

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuleweiyuan
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  摘要:模板安装与钢筋制安工作配合进行;模板安装时不能与脚手架发生联系,以免脚手架上运存材料和人工操作引起模板变形;混凝土浇筑从梁的一端循序进展至另一端,分层下料,每层厚度不宜超过30cm;振捣是关键,采用强力底、侧模联合振捣工艺,并注意振动棒不得触击制孔器;张拉时减小应力筋与孔道摩擦,以免造成过大的应力损失或使构件出现裂缝、翘曲变形等;两端千斤顶升降速度大致相等,测量伸长的原始空隙、伸长值等工作在两端同时进行;孔道压浆后立即将梁端水泥浆冲洗干净,同时清除支承垫板、锚具及端面混凝土的污垢,并将端面混凝土凿毛后再浇筑封端混凝土。
  关键词:预应力;混凝土梁板;施工
  Abstract: The template installation and steel fabrication and installation work; template installation can not be linked with scaffolding, scaffold materials to avoid memory and manual operation caused by the deformation of concrete pouring template; progression from one end of the beam sequential to the other end, layered material, each layer thickness of not more than 30cm; vibration is the key, using a strong bottom, side die combined vibration technology, and pay attention to the vibrating rod must not strike the hole; the tensile stress and pore reduced friction ribs, so as to avoid excessive stress loss or the component crack, warpage; both ends of the jack lifting speed is roughly equal, the original space, measurement of elongation elongation value of work at both ends at the same time; the duct grouting immediately after the beam end cement slurry rinse clean dirt, bearing plate, anchor and the end surface of concrete at the same time, and will face concrete cut hair after Capping Concrete pouring.
  Key words: prestressed concrete beam and slab; construction;
  中图分类号:TU74
  1.绪论
  在大中型水利工程的涵、闸施工中经常伴有附属设施交通桥的施工,而在交通桥的施工中,经常会采用后张法预应力混凝土梁板施工技术。结合水利工程施工的特点及诸多交通桥的施工实际,对后张法预应力混凝土梁板施工技术作简单介绍。
  2.模板
  2.1模板的构造
  预制模板一般采用定型钢模、定型木模或定型钢木组合模板,其构造基本相同。T型梁模板由底模、侧模、端模三部分组成,如图1-1所示。空心板梁由底板、侧模、内模和端模四部分组成,如图1-2所示。
  
  
  图1-1T梁模板构造 图1-2空心板梁内模构造示例
  2.1.1底模
  支承在底座上面,它是由紧贴于混凝土表面的底板与支承底板垫木、横梁以及安装振捣器的固定架等几个主要构件组成。底板总长考虑到梁体混凝土在预应力作用下压缩的影响,应按跨径的1/1000值加长。
  2.1.2侧模
  位于梁体的两侧,沿梁长度方向由若干个具有独立结构的单元模扇组成。单元模扇由紧贴于混凝土表面的侧板,支承侧板的水平肋、竖向肋,支托竖向肋的直撑、斜撑,紧固侧模模扇的拉杆及安装于侧板上的振捣架等构件组拼成一个整体。
  2.1.3端模
  端模位于梁体的两端头,安装时连接在侧模上。后张法预应力混凝土T梁需要用两套端模。
  2.1.4内模
  (1)四合式活动模板,每根使用两节内模,以便于搬运装拆,沿纵向又分成两部分,其构造见图1-2。内模可采用30mm厚木板,侧面装置铰链,使壳板可以转动。撑板下端的半边朝梁端一侧用铰链与壳板连接,另半边及上端均做成榫头,顶紧壳板纵面上、下斜接缝,并在撑板上方设置直径20mm的圆钢拉杆,撑板将内壳板撑实后,在模壳外用铅丝捆扎,成定型的整体内模。脱模时抽动拉杆和扁铁拉杆,即可拆除内模。
  (2)充气橡胶管内模,该法使用方便,容易装拆。它主要由橡胶和纺织品加工成胶布,用氯丁胶冷粘制成设计的内模形式,橡胶管被充气后即成内模。
  3.预应力混凝土浇筑工艺
  混凝土浇筑工艺直接影响到混凝土密实度,最终影响到混凝土的强度和耐久性。混凝土浇筑质量主要从两方面进行控制,一是选择正确的浇筑方法;二是进行良好的振捣。
  3.1浇筑
  混凝土浇筑采用一气呵成的连续浇筑法:T梁一般均采用水平层浇筑,见图1-7;当梁高跨长,或混凝土拌制跟不上浇筑进度时,可采用斜层浇筑,见图1-8;或纵向分段,水平分层浇筑,见图1-9,浇筑方法如下:
  
  
  圖1-7混凝土水平层浇筑方法 图1-8混凝土斜层浇筑方法
  
  
  图1-9纵向分段水平分层浇筑顺序(图中数字表示浇筑顺序)
  3.1.1浇筑方向
  浇筑方向是从梁的一端循序进展至另一端。在将近另一端时,为避免梁端混凝土产生蜂窝等不密实现象,应改从另一端向相反方向投料。
  3.1.2浇筑分层
  分层下料、振捣,每层厚度不宜超过30cm,上下层浇筑时间相隔不宜超过1h,上层混凝土必须在下层混凝土振捣密实后方能浇筑,以保证混凝土有良好的密实度。
  3.1.3分段及间歇
  分段长度宜取4m~6m,分段浇筑时必须在前一段混凝土初凝前开始浇筑下段混凝土,以保证浇筑的连续性。混凝土浇筑进行中不得任意中断,因故必须间歇时,间歇最长时间应按所用水泥凝结时间、混凝土的水灰比及混凝土硬化条件确定。无试验资料时,间歇时间一般控制在1.5h~3.0h之间。段与段之间的接缝为斜向,上、下层混凝土接缝互相错开,以保证混凝土浇筑的整体性。
  3.1.4细部处理
  预应力混凝土梁的马蹄部分钢筋较密,为保证质量,可先浇完马蹄部分,后浇腹板。其横隔梁的混凝土与腹板同时浇筑,浇筑时应分段分层,平行作业,见图1-9。
  3.1.5裂纹预防
  为避免腹、翼板交界处因腹板混凝土沉落而造成纵向裂纹,可在腹板混凝土浇完后略停一段时间,使腹板混凝土能充分沉落,然后再浇筑翼缘板。但必须保证在腹板混凝土初凝前将翼板混凝土浇筑完毕,并及时整面、收浆。
  4.预施应力
  后张法施加预应力的方法大致可分为4类:①用千斤顶机械施加应力;②电热施加应力;③用膨胀水泥施加应力;④其他方法。
  4.1张拉前的工作
  张拉前需要完成梁内预留孔道、制束、制锚、穿束和张拉机具设备的准备工作。
  4.1.1预留孔道
  预留孔道是后张构件制作的特殊工序,孔道的形状、尺寸和质量对后张构件的质量有直接影响,其预留孔道主要有直线和曲线两种形式。
  (1)制孔的方法
  ①埋设管道法
  主要用于曲线管孔的制作。制孔时,先将薄铁皮按设计图纸卷成所需形状尺寸的管道,置于模板内,浇筑混凝土成型后,不再从构件内抽出铁皮管而直接将预应力筋穿入管道内。
  ②抽芯管法
  主要用于直线管孔制作。先将芯管预先安放在构件模板内后浇筑混凝土,在构件达到一定强度后即可抽出芯管使之成孔。
  抽拔制孔器的時间与预制时所处环境的气温有关,必须严格掌握,否则会出现塌孔或拨不出的情况。抽拔时间通过试验确定。
  (2)制孔器和通孔器
  制孔器:可采用橡胶管、无缝钢管、铁皮管、金属波纹管等。
  ①橡胶管。常见的橡胶管有:外径48mm±2mm、内径26mm、六层布筋橡胶管;外径51mm,内径21mm纯橡胶管等。制孔时,胶管位置靠定位架固定,定位架间距为40cm~60cm,沿箍筋间隔设置,曲线孔道适当加密。管在跨中对接,对接接头处套一段长为0.3m~0.5m铁皮管,见图1-10。也可用塑料布包裹后并用铁丝绑扎。接头要牢固严密,以防浇筑混凝土时脱节和漏浆,胶管从梁的两端抽拔,铁皮管则留在架内。
  
  
  图1-10橡胶制孔器的接头(mm)
  ②无缝钢管。用于直线孔道制孔。钢管要求平直,表面应光滑,焊接接头处应仔细清理干净保持平顺,过长孔道的中间活动接头,可用白铁管套装。
  ③铁皮管。预埋在孔道内成为孔道的一部分,常用0.5mm~0.7mm厚黑铁皮卷制而成。为防止漏浆纵向采用咬口接缝,并与节之间采用套接,接头间用氧焊焊接。曲线管道在木模上压制成型。为防止咬口处漏浆可涂热沥青一道。铁皮管架设应符合孔道形状,绑扎在钢筋骨架上要牢固,防止平移或上浮。
  ④金属波纹管。由制管机卷制而成。
  采用各种制孔管在制作预留孔时,应按设计规定或施工需要预留排气孔、排水孔和灌浆孔。
  通孔器:用圆钢制作,长100mm~120mm,中间一段呈圆柱形,直径比预应力筋孔道小4mm~7mm,两端为截头圆锥形,并各钻一小孔,通过小孔来固定牵引钢丝。
  (3)孔道检查
  制孔后,用通孔器检查,若发现孔道堵塞,应清除孔道内的杂物为力筋穿孔创造条件。
  4.1.2穿束
  穿束前全面检查锚垫板和孔道,保证锚垫板位置正确;若锚垫板移位,造成垫板平面和孔道中轴线不垂直时,应用楔形垫板加以纠正;孔道内应畅通,无水份和杂物,孔道应完整无缺;制好的钢丝束应检查其绑扎是否牢固、端头有无弯折现象;钢丝束按长度和孔位编号,穿束时核对长度,对号入孔道。
  4.2张拉工艺
  4.2.1张拉程序
  后张法梁的预应力筋张拉程序,依力筋种类与锚具类型不同而异。
  ①钢筋、钢筋束
  持荷5min
  0→初应力→1.05σk—————→0.9σk→σk (锚固)
  ②钢铰线束,有自锚性能的夹片式锚具
  普通松弛力筋0→初应力→1.03σk(锚固)
  低松弛力筋0→初应力→σk (持荷2min锚固)
   持荷5min
  其它锚具0→初应力→1.05σk——————→0.9σk→σk (锚固)
  ③钢丝束,有自锚性能的夹片式,锚具
  普通松弛力筋0→初应力→1.03σk(锚固)
  低松弛力筋0→初应力→σk (持荷2min锚固)
   持荷5min
  其它锚具0→初应力→1.05σk——————→0→σk (锚固)
  σk 为张拉时的控制应力(包括预应力损失在内)
  4.2.2张拉要点
  尽量减小应力筋与孔道摩擦,以免造成过大的应力损失或使构件出现裂缝、翘曲变形。张拉时,两端千斤顶升降速度应大致相等,测量伸长的原始空隙、伸长值、插垫等工作应在两端同时进行。应先将主油缸少许充油,使之蹬紧,让预应力筋绷直。
  5.孔道压浆和封端
  5.1孔道压浆
  5.1.1压浆前准备
  (1)割切锚外钢丝。露头锚具外部多余的预应力筋需割切,若采用烧割时应采取降温措施,以免预应力筋和锚具过热产生滑丝现象。
  (2)封锚。锚具外面的预应力筋间隙应用环氧树脂胶浆或棉花和水泥浆填塞,以免冒浆而损失灌浆压力。封锚时应留排气孔。
  (3)冲洗孔道。孔道在压浆前用压力水冲洗,排除孔内粉渣等杂物,保证孔道畅通,冲洗后用空压机吹去孔内积水,但要保持孔道润湿,以使水泥浆与孔壁结合良好。在冲洗过程中,如发现有冒水、漏水现象,应及时堵塞漏洞。发现有串孔现象,又不易处理时,应判明串孔数量,在压浆几个串孔同时压注。
  5.1.2水泥浆的拌制
  (1)配合比
  根据孔道形式、压浆方法、材料性能及压浆设备等因素通过试验决定。
  (2)水泥浆的主要技术条件
  ①水泥。宜采用硅酸盐或普通水泥;采用矿渣水泥时,应加强检验,防止材料不稳定。
  ②泌水率。最大不超过3%。拌和后3h泌水率宜控制在2%。
  ③流动性。在流动性测定仪上进行试验,水泥浆自仪器内流出时间不超过6s。
  ④膨胀率。水泥浆中掺入适当肿胀剂。
  (3)水泥浆的拌和
  先下水再下水泥,拌和时间不少于1min,灰浆过筛后存放于储浆桶内。此时桶内灰浆仍要低速搅拌,并经常保持足够的数量以保证每根管道的压浆能一次连续完成。
  6.结论
  后张法预应力混凝土梁板的施工工艺不是很复杂,施工过程中应注意以下几点:
  (1)配制混凝土应选择优良的配合比:尽量采用大粗径骨料。
  (2)在拌和料中可掺入适量的减水剂。
  (3)预制台应坚固,无沉陷。
  (4)梁内预埋件位置应准确。
  (5)垫板处的加固钢筋网尺寸和位置、制孔器的外径和位置应符合设计要求,并固定牢固。
  参考文献:
  [1]杨南方,《水利水电工程施工规范》,中国水利水电出版社,2008.2
  [2]王峥,《预应力设计手册》,中国建筑工业出版社,2006.8
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