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【摘 要】 本文通过分析后张法预应力箱梁的施工工艺,总结施工各环节中需要注意的问题,为保证工程的施工质量的打下了坚实的基础。
【关键词】 后张法;预应力;箱梁;质量控制
1、前言
在现代桥梁工程施工中,预应力混凝土结构的应用是十分广泛的。合理设计、正确施工的预应力混凝土结构不仅能够提升桥梁构件的有效刚度与抗裂度,还能对卸载后恢复能力予以改善,最主要的是能够增加桥染结构的耐久性。对钢筋进行张拉是建设预应力混凝土桥梁重要环节。目前,对桥梁混凝土结构进行张拉的方法主要有先张法和后张法两种,而应用最为广泛的是后张法,下面就对桥梁预应力结构混凝土桥梁后张法施工工艺展开探讨。
2、准备工作
①预制场的布置。由于预制、堆放、安装的箱梁数量大,因此合理地选择、布置预制场地,是保证施工顺利进行,确保工期的关键。结合现场的具体情况,本预制厂的箱梁预制场地修建在桥梁尾部,且场地宽阔,便于桥梁暂时存放及安装。②场地处理及底模要求。预制梁底必须平坦,保证均匀压实,预制梁底座应予以加固且排水畅通。全桥432片梁共有18个底模,平均每个底模至少使用24次,使用过程中容易出现两侧交代损坏、脱落,底板漏浆等现象。所以在日常生产中,要及时进行补修。
3、预应力施工工艺
3.1波纹管
(1)在工程施工前,技术人员进行预应力管道坐标计算并绘制大样图,并组织工人进行技术交底培训;管道坐标大样图尽量按照纵向每米标记,标出对应的梁高方向的坐标值。同样为了后续钢绞束“伸长量”的计算需要,曲线部分的转角、曲线长等参数也一并在图上标注;管道定位钢筋采用“井”字形固定,焊接牢固;大样图需将下料长度计算出,下料长度计算要考虑管道长度、锚夹具厚度、千斤顶长度及外露量需求,并根据压浆需要设置排气孔。
(2)若预应力管道与钢筋发生冲突,应挪动普通钢筋或切断,并在其它位置得以恢复。
(3)若工期紧张,应采用浇筑完混凝土后再穿预应力钢绞线束的施工方法,此时波纹管中须穿有内衬管,以保证波纹管成孔的质量。
(4)浇筑混凝土前需要进行如下工作:首先检查波纹管坐标位置是否正确,其次波紋管是否因绑扎钢筋、穿钢绞线造成孔管破损或变形,最后检查接头处是否用胶带密封好,同时检查排气孔管是否通畅。在与锚垫板接头处,一定要用胶带或其它东西堵塞好以防水泥浆渗进波纹管或锚孔内。
(5)在浇筑混凝土时,要避免振捣棒直接接触波纹管。为防止造成波纹管变形与漏浆、预埋件变位等事故,在施工前应对每个振捣手进行现场交底,使其熟悉各处波纹管的位置。
3.2钢绞线
钢绞线采用低松弛预应力钢绞线,实际放样的管道长度再加上预留工作长度即为钢绞线的下料长度,对双端张拉的钢绞束加1.4m的预留工作长度,下料时采用砂轮切割机进行切割。钢绞线下料编成束后,要统一编号、挂牌,按类堆放整齐,标明用于哪一束预应力束。钢绞线编束时应先将钢绞线理顺,并尽量使各根钢绞线松紧一致。用20号铁丝绑扎牢固,间距1~1.5m,防止互相缠绕。将钢束端头做成圆锥状,用氧焊焊牢,切忌使用电焊焊接。表面要用砂轮修平滑,端头用黑胶布包裹好,以免在穿束时损伤波纹管,堵塞孔道。若编好束的钢绞线不能及时使用,则需用彩条布覆盖等有效措施,防止雨水侵蚀。如果单根穿入孔道,则不编束,但应在每根筋上贴上标签,标明长度及代号以利分类存放和穿束。
3.3张拉
(1)准备工作
首先将锚垫板喇叭管内的混凝土清理干净,同时清除钢绞线上的锈蚀、泥浆等,安装工作锚板一安装工作夹片一安装限位板一安装千斤顶一安装工具锚板一安装工具夹片。工作锚板、限位板、夹片及工具锚板必须选择同一厂家生产的产品。安装锚班前仔细核对设计图纸中预应力束的规格,选择正确的工作锚板,同时千斤顼要和油压表配套使用;在安装前先将锚垫板内环圈上的水泥浆及其它杂物清楚干净。在锚板锥孔内装上工具锚夹片,锥孔内表面和夹片表面涂上约lmm厚的蜡质润滑剂,便于夹片在张拉完毕后的自动松开。
(2)预应力张拉
张拉需在混凝土浇筑7天、强度达到设计强度的90%后方可进行。为了消除钢绞线在孔道内的松弛程度,混凝土浇筑整束张拉前,先用小顶对其进行逐一单根张拉,张拉应力为控制应力的10%;两端同时张拉或单端张拉时,两端千斤顶或单端千斤顶升降压、画线、测伸长值、回油锚固等工作应基本一致。钢束张拉应填写施工记录。
切除钢绞线不宜在张拉完成后立即进行,需要在钢绞线上做好回缩观测点进行观察。端头多余的预应力筋,切割之后外露长度不得小于30mm。只许用砂轮机切割,严禁用电弧焊切割。当伸长量较大时,应采用两次或多次张拉,同时应注意控制千斤顶的伸长值不得超过千斤顶行程20cm。在张拉力达到一定初始值之后,再进行伸长值的量测,可以消除钢铰线束不直和初始受力不均的影响。可在钢束张拉时初始张拉力(取设计张拉力的15%)状态下标注伸长量起始记号,用量测值和理论计算值复核。一般情况下,管道布置不准,会增大孔道摩阻,造成应力损失过大。有时也有可能设计计算使用的钢绞线的弹模值与实际使用的弹模值不相同。总之伸长量不足或过大时,要及时查明原因,采取相应的措施后方可进行下一步施工。
3.4锚固
锚固需使预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可进行,锚固过程如下:松开送油油路截止阀,张拉活塞在预应力筋回缩下回程若干毫米,工作锚片锚固好预应力筋;关闭回油油路截止阀,向回程油缸送油,活塞慢慢回程到底;按顺序取下工具夹片、工具锚板、张拉千斤顶、限位板。
3.5压浆
预应力钢束在张拉48h内进行压浆以免预应力筋锈蚀或松弛。压浆前用压力水冲洗孔道.排除孔内杂物,保证管道畅通湿润。冲洗后的管道用空气压缩机排除孔内积水。水泥浆、水灰比宜为0.35~0.45之间,并掺入减水剂和膨胀剂水泥浆的泌水率最大不超过3%水泥稠度宜控制在14~18秒之间。压浆不宜在高温下进行如天气温度高于35℃时.适宜在夜间施工,以防止堵管,压浆时使用柱塞式活塞泵最大压力宜为0_5~0.7MPa,压浆应达到孑L道另一端饱满出浆,并达到排气孔排出和规定稠度相同的水泥浆为止 3.6封锚
在距工作夹片5cm处,切除多余的预应力筋,切割多余的钢绞线一般用砂轮切割机,切割后预应力筋的外露长度不应小于30mm,且不应小于1.5倍预应力筋直径,用混凝土封住锚头。
3.7注意事项
(1)在浇筑过程中,应防止混凝土进入预留孔道而造成的管道摩擦力增大甚至堵塞;尽量采用泵送混凝土,分层进行浇捣。
(2)夹片与锚环孔不得粘附泥浆或其它杂物,且不允许锈蚀(若有轻微浮锈,应彻底清除)。
(3)锚具安装到位后,应及时张拉,以防止因锈蚀而产生滑丝、断丝。
(4)限位板应根据千斤顶的外径选择,工作锚板夹片与工具锚夹片不能混用(工作锚具不能重复使用)。
(5)工具锚夹片对表面和锥孔内表面用前应涂有润滑剂以便退锚灵活。
(6)张拉用的千斤顶与压力表应按规范要求配套标定、配套使用。
(7)在张拉过程中,应注意是否有异常现象如响声、油压表指针抖动等,张拉完成后检查钢绞线上夹片留下的咬痕,以便及时发现滑丝问题。如出现滑丝,可用单根张拉千斤顶进行补张拉;张拉前应检查张拉系统安全可靠,张拉时应有安全措旌,张拉千斤项后严禁站人。
4、混凝土浇筑
由于箱梁存在钢筋布置密、有波纹管振捣困难等情况,因此混凝土的拌制要严格按照重力法施工。为了减少混凝土表面出现气泡和砂线等缺陷,一定要采用电子计量、强制式拌合方式,严格控制水灰比在0.33-0.4之间,塌落度在7o_90ram。箱梁混凝土的浇注顺序是从一端向另一端进行,并且采用一次成型的工艺。浇注底板混凝土耍从端头以及顶板预留工作孔下料,振捣时采用插入式振捣器振捣,振捣时一定要保证插点均匀、严密,不得漏振也不得过振。底板、腹板砼分三层下料浇注,分层厚度不大于50era。靠着侧模的外侧壁下料,开启高频振捣器振捣,使得底板、腹板下料的位置无气泡、密实;当第一层混凝土的坡脚到达底板另一端头处后,再从起始端开始第二层混凝土的浇注,填充满并振捣密实底板、腹板位置:第三层下料填平顶板位置,并振捣密实。振捣时,振捣棒移动间距不大于30em,每次插入下层砼的深度宜为5-10em。同步施工时为了避免内模偏位,两侧腹板混凝土的下料和振搗必须对称进行。
5、混凝土养护工程
5.1混凝土的养生为防止刚刚浇筑好的混凝土表面出现裂纹病害,采取喷雾养生的方法。喷雾养生要配合着混凝土施工,直至梁体浇筑完成。
5.2砼浇筑完成后及时敷设土工布并洒水养生,同时对预留孔道加以密封保护,防止金属波纹管生锈、堵管。拆除模板的时间一般跟当时的温度、湿度等有关,当全梁混凝土的实际强度达到设计强度的40%一50%后即可拆模。为了防止菱角磕碰而发生掉角、脱边等现象,拆模过程中一定要对顶板以及棱角处谨慎操作,防止混凝土遭到破坏。同时,模板拆除后要及时对箱体进行喷雾处理并且用塑料膜包裹养生。
5.3拆除模板的注意事项①根据与结构同条件养护试件的试验,证明混凝土已达到要求的抗冻强度及拆模强度后,模板方可拆除。②当混凝土与外界气温相差大于20oI=时,拆除模板后的混凝土表面应加以覆盖,使其缓慢冷却。由于后张法预应力箱梁不但在经济和技术上有着诸多的优势,同时还有着很好的社会环境效益,因此后张法预应力施工在桥梁的施工中得到了广泛的应用。采用后张法进行预应力箱梁施工时最主要的就是防止由于梁底开裂而引起的梁体裂缝,为了避免这一情况,施工中必须注意梁底的强度。为了保证箱梁的整体质量,必须做到以下几方面:①严格控制预应力管道和锚具的安装;②保证混凝土的和易性和浇注质量;③选择适当合理的张拉工艺并且操作准确。只有在设计、施工各个环节中都高度注意上述问题,后张法预应力箱梁才能更好的服务于工程,发挥出独有的特色。
6、结束语
以上浅谈了一下预应力箱梁混凝土的施工始末,如何控制、预防、提高砼成型质量仍需我们大家的共同努力与积极探索。相信,只要我们以科学的、实事求是的态度看问题、解决问题,我们的施工水平与施工质量会不断的向前发展。
【关键词】 后张法;预应力;箱梁;质量控制
1、前言
在现代桥梁工程施工中,预应力混凝土结构的应用是十分广泛的。合理设计、正确施工的预应力混凝土结构不仅能够提升桥梁构件的有效刚度与抗裂度,还能对卸载后恢复能力予以改善,最主要的是能够增加桥染结构的耐久性。对钢筋进行张拉是建设预应力混凝土桥梁重要环节。目前,对桥梁混凝土结构进行张拉的方法主要有先张法和后张法两种,而应用最为广泛的是后张法,下面就对桥梁预应力结构混凝土桥梁后张法施工工艺展开探讨。
2、准备工作
①预制场的布置。由于预制、堆放、安装的箱梁数量大,因此合理地选择、布置预制场地,是保证施工顺利进行,确保工期的关键。结合现场的具体情况,本预制厂的箱梁预制场地修建在桥梁尾部,且场地宽阔,便于桥梁暂时存放及安装。②场地处理及底模要求。预制梁底必须平坦,保证均匀压实,预制梁底座应予以加固且排水畅通。全桥432片梁共有18个底模,平均每个底模至少使用24次,使用过程中容易出现两侧交代损坏、脱落,底板漏浆等现象。所以在日常生产中,要及时进行补修。
3、预应力施工工艺
3.1波纹管
(1)在工程施工前,技术人员进行预应力管道坐标计算并绘制大样图,并组织工人进行技术交底培训;管道坐标大样图尽量按照纵向每米标记,标出对应的梁高方向的坐标值。同样为了后续钢绞束“伸长量”的计算需要,曲线部分的转角、曲线长等参数也一并在图上标注;管道定位钢筋采用“井”字形固定,焊接牢固;大样图需将下料长度计算出,下料长度计算要考虑管道长度、锚夹具厚度、千斤顶长度及外露量需求,并根据压浆需要设置排气孔。
(2)若预应力管道与钢筋发生冲突,应挪动普通钢筋或切断,并在其它位置得以恢复。
(3)若工期紧张,应采用浇筑完混凝土后再穿预应力钢绞线束的施工方法,此时波纹管中须穿有内衬管,以保证波纹管成孔的质量。
(4)浇筑混凝土前需要进行如下工作:首先检查波纹管坐标位置是否正确,其次波紋管是否因绑扎钢筋、穿钢绞线造成孔管破损或变形,最后检查接头处是否用胶带密封好,同时检查排气孔管是否通畅。在与锚垫板接头处,一定要用胶带或其它东西堵塞好以防水泥浆渗进波纹管或锚孔内。
(5)在浇筑混凝土时,要避免振捣棒直接接触波纹管。为防止造成波纹管变形与漏浆、预埋件变位等事故,在施工前应对每个振捣手进行现场交底,使其熟悉各处波纹管的位置。
3.2钢绞线
钢绞线采用低松弛预应力钢绞线,实际放样的管道长度再加上预留工作长度即为钢绞线的下料长度,对双端张拉的钢绞束加1.4m的预留工作长度,下料时采用砂轮切割机进行切割。钢绞线下料编成束后,要统一编号、挂牌,按类堆放整齐,标明用于哪一束预应力束。钢绞线编束时应先将钢绞线理顺,并尽量使各根钢绞线松紧一致。用20号铁丝绑扎牢固,间距1~1.5m,防止互相缠绕。将钢束端头做成圆锥状,用氧焊焊牢,切忌使用电焊焊接。表面要用砂轮修平滑,端头用黑胶布包裹好,以免在穿束时损伤波纹管,堵塞孔道。若编好束的钢绞线不能及时使用,则需用彩条布覆盖等有效措施,防止雨水侵蚀。如果单根穿入孔道,则不编束,但应在每根筋上贴上标签,标明长度及代号以利分类存放和穿束。
3.3张拉
(1)准备工作
首先将锚垫板喇叭管内的混凝土清理干净,同时清除钢绞线上的锈蚀、泥浆等,安装工作锚板一安装工作夹片一安装限位板一安装千斤顶一安装工具锚板一安装工具夹片。工作锚板、限位板、夹片及工具锚板必须选择同一厂家生产的产品。安装锚班前仔细核对设计图纸中预应力束的规格,选择正确的工作锚板,同时千斤顼要和油压表配套使用;在安装前先将锚垫板内环圈上的水泥浆及其它杂物清楚干净。在锚板锥孔内装上工具锚夹片,锥孔内表面和夹片表面涂上约lmm厚的蜡质润滑剂,便于夹片在张拉完毕后的自动松开。
(2)预应力张拉
张拉需在混凝土浇筑7天、强度达到设计强度的90%后方可进行。为了消除钢绞线在孔道内的松弛程度,混凝土浇筑整束张拉前,先用小顶对其进行逐一单根张拉,张拉应力为控制应力的10%;两端同时张拉或单端张拉时,两端千斤顶或单端千斤顶升降压、画线、测伸长值、回油锚固等工作应基本一致。钢束张拉应填写施工记录。
切除钢绞线不宜在张拉完成后立即进行,需要在钢绞线上做好回缩观测点进行观察。端头多余的预应力筋,切割之后外露长度不得小于30mm。只许用砂轮机切割,严禁用电弧焊切割。当伸长量较大时,应采用两次或多次张拉,同时应注意控制千斤顶的伸长值不得超过千斤顶行程20cm。在张拉力达到一定初始值之后,再进行伸长值的量测,可以消除钢铰线束不直和初始受力不均的影响。可在钢束张拉时初始张拉力(取设计张拉力的15%)状态下标注伸长量起始记号,用量测值和理论计算值复核。一般情况下,管道布置不准,会增大孔道摩阻,造成应力损失过大。有时也有可能设计计算使用的钢绞线的弹模值与实际使用的弹模值不相同。总之伸长量不足或过大时,要及时查明原因,采取相应的措施后方可进行下一步施工。
3.4锚固
锚固需使预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可进行,锚固过程如下:松开送油油路截止阀,张拉活塞在预应力筋回缩下回程若干毫米,工作锚片锚固好预应力筋;关闭回油油路截止阀,向回程油缸送油,活塞慢慢回程到底;按顺序取下工具夹片、工具锚板、张拉千斤顶、限位板。
3.5压浆
预应力钢束在张拉48h内进行压浆以免预应力筋锈蚀或松弛。压浆前用压力水冲洗孔道.排除孔内杂物,保证管道畅通湿润。冲洗后的管道用空气压缩机排除孔内积水。水泥浆、水灰比宜为0.35~0.45之间,并掺入减水剂和膨胀剂水泥浆的泌水率最大不超过3%水泥稠度宜控制在14~18秒之间。压浆不宜在高温下进行如天气温度高于35℃时.适宜在夜间施工,以防止堵管,压浆时使用柱塞式活塞泵最大压力宜为0_5~0.7MPa,压浆应达到孑L道另一端饱满出浆,并达到排气孔排出和规定稠度相同的水泥浆为止 3.6封锚
在距工作夹片5cm处,切除多余的预应力筋,切割多余的钢绞线一般用砂轮切割机,切割后预应力筋的外露长度不应小于30mm,且不应小于1.5倍预应力筋直径,用混凝土封住锚头。
3.7注意事项
(1)在浇筑过程中,应防止混凝土进入预留孔道而造成的管道摩擦力增大甚至堵塞;尽量采用泵送混凝土,分层进行浇捣。
(2)夹片与锚环孔不得粘附泥浆或其它杂物,且不允许锈蚀(若有轻微浮锈,应彻底清除)。
(3)锚具安装到位后,应及时张拉,以防止因锈蚀而产生滑丝、断丝。
(4)限位板应根据千斤顶的外径选择,工作锚板夹片与工具锚夹片不能混用(工作锚具不能重复使用)。
(5)工具锚夹片对表面和锥孔内表面用前应涂有润滑剂以便退锚灵活。
(6)张拉用的千斤顶与压力表应按规范要求配套标定、配套使用。
(7)在张拉过程中,应注意是否有异常现象如响声、油压表指针抖动等,张拉完成后检查钢绞线上夹片留下的咬痕,以便及时发现滑丝问题。如出现滑丝,可用单根张拉千斤顶进行补张拉;张拉前应检查张拉系统安全可靠,张拉时应有安全措旌,张拉千斤项后严禁站人。
4、混凝土浇筑
由于箱梁存在钢筋布置密、有波纹管振捣困难等情况,因此混凝土的拌制要严格按照重力法施工。为了减少混凝土表面出现气泡和砂线等缺陷,一定要采用电子计量、强制式拌合方式,严格控制水灰比在0.33-0.4之间,塌落度在7o_90ram。箱梁混凝土的浇注顺序是从一端向另一端进行,并且采用一次成型的工艺。浇注底板混凝土耍从端头以及顶板预留工作孔下料,振捣时采用插入式振捣器振捣,振捣时一定要保证插点均匀、严密,不得漏振也不得过振。底板、腹板砼分三层下料浇注,分层厚度不大于50era。靠着侧模的外侧壁下料,开启高频振捣器振捣,使得底板、腹板下料的位置无气泡、密实;当第一层混凝土的坡脚到达底板另一端头处后,再从起始端开始第二层混凝土的浇注,填充满并振捣密实底板、腹板位置:第三层下料填平顶板位置,并振捣密实。振捣时,振捣棒移动间距不大于30em,每次插入下层砼的深度宜为5-10em。同步施工时为了避免内模偏位,两侧腹板混凝土的下料和振搗必须对称进行。
5、混凝土养护工程
5.1混凝土的养生为防止刚刚浇筑好的混凝土表面出现裂纹病害,采取喷雾养生的方法。喷雾养生要配合着混凝土施工,直至梁体浇筑完成。
5.2砼浇筑完成后及时敷设土工布并洒水养生,同时对预留孔道加以密封保护,防止金属波纹管生锈、堵管。拆除模板的时间一般跟当时的温度、湿度等有关,当全梁混凝土的实际强度达到设计强度的40%一50%后即可拆模。为了防止菱角磕碰而发生掉角、脱边等现象,拆模过程中一定要对顶板以及棱角处谨慎操作,防止混凝土遭到破坏。同时,模板拆除后要及时对箱体进行喷雾处理并且用塑料膜包裹养生。
5.3拆除模板的注意事项①根据与结构同条件养护试件的试验,证明混凝土已达到要求的抗冻强度及拆模强度后,模板方可拆除。②当混凝土与外界气温相差大于20oI=时,拆除模板后的混凝土表面应加以覆盖,使其缓慢冷却。由于后张法预应力箱梁不但在经济和技术上有着诸多的优势,同时还有着很好的社会环境效益,因此后张法预应力施工在桥梁的施工中得到了广泛的应用。采用后张法进行预应力箱梁施工时最主要的就是防止由于梁底开裂而引起的梁体裂缝,为了避免这一情况,施工中必须注意梁底的强度。为了保证箱梁的整体质量,必须做到以下几方面:①严格控制预应力管道和锚具的安装;②保证混凝土的和易性和浇注质量;③选择适当合理的张拉工艺并且操作准确。只有在设计、施工各个环节中都高度注意上述问题,后张法预应力箱梁才能更好的服务于工程,发挥出独有的特色。
6、结束语
以上浅谈了一下预应力箱梁混凝土的施工始末,如何控制、预防、提高砼成型质量仍需我们大家的共同努力与积极探索。相信,只要我们以科学的、实事求是的态度看问题、解决问题,我们的施工水平与施工质量会不断的向前发展。