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[摘 要]对后张预应力要点进行总结,并对施工中常遇到的问题做了分析。
[关键词]后张法 波纹管 钢绞线 伸长值及常见问题
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)20-0384-01
预应力钢筋混凝土是普通钢筋混凝土的一个发展阶段。由于其构件刚度大,不易产生或少产生裂缝,节省材料,利于装配式施工等优点,在公路桥梁施工中得到广泛使用。在普通钢筋混凝土受弯构件的横截面上,由于混凝土与钢筋抗拉强度的巨大差异,在受拉区的钢筋远未达到允许应力时,混凝土就因为极大的超过了抗拉强度而产生裂缝,因此构建受力方向长生挠度,受力区缩小,裂缝扩大致使钢筋外露,氧化锈蚀,极大地降低了构件的承載能力和使用年限。而预应力钢筋混凝土构件,则是对其受拉区预先施加压应力,使构件在工作状态下,改变混凝土与钢筋抗拉强度上的差异,混凝土抗压强度极大地大于抗拉的矛盾,得到了和谐的统一,合理使用混凝土和钢筋的力学性能,对这两种材料的长处得到了充分的利用和发挥。因而节约了建设材料;混凝土受拉区不产生裂缝或延迟了裂缝产生,可建造不容许裂缝的构造物;减少构件的自重,利于在大跨度桥梁和装配式结构中采用,由于构件已具有与荷载变形方向相反的预先变形,故在荷载作用下刚度大,挠度小,后张法是在浇筑混凝土时预留孔道,待混凝土达到规定强度后穿入预应力筋并张拉,锚固后封锚,然后对孔道压浆及封锚,如此,使混凝土形成的预压应力。后张法对直线和弧线的预应力都适合,更接近梁的内力状态,后张法应用较为普遍。现将后张法预应力施工要点及常见问题介绍如下:
一、检查要点
1.设置预留孔道:预留孔道是在浇筑混凝土前,按设计规定安装预应力筋的位置,预留出孔道,以备设置预应力筋。预留孔道的方法一般采用在浇筑混凝土前安装设置聚乙烯管或PE管。安装后尽快适时进行浇筑混凝土等后续工序。
1.1 布置波纹管时首先用钢筋加工井字架作为波纹管的定位筋,纵向间距为1m,横向位置按设计图纸的坐标定位。
1.2 在波纹管接头处一定要将波纹管接口接好,接头处用胶带密封好,以防在穿束时引起波纹管翻卷、破损,导致波纹管堵塞。在与锚垫板接头和注浆孔处,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。
1.3 设置排气孔和排水孔。
1.4 浇筑混凝土时应尽量避免振捣棒直接接触波纹管,以防波纹管破损导致漏浆堵孔。
2、预应力筋
预应力筋的种类较多,有预应力混凝土用钢丝、钢绞线、热处理钢筋、冷拉钢筋等,各种预应力筋的共同特点是强度高于普通钢筋。正常的情况下作为施工选用材料的品种要符合设计及其相关标准的规定。
主要介绍钢绞线:
钢绞线一般采用低松弛270级钢绞线,公称直径为Φ15.24mm,标准强度为1860Mpa.
钢绞线下料前清除表面上的杂物级锈蚀,以防钢束受污染。下料长度按标准尺寸,下料时用砂轮切割机切割,严禁使用电焊或气焊。将钢绞线理顺,用扎丝扎好。
穿束前用高压水冲或用高压气泵,清理孔道,保证穿束顺通。
3.张拉过程
3.1 准备工作
①将锚垫板喇叭管内的混凝土清理干净。
②消除钢绞线上的锈蚀泥浆。
③套上工作锚板,在锚板锥孔内抹上一层薄薄的黄油,在锥孔内装上工作夹片。
④套上相应的限位板。
⑤装上张拉千斤顶,并且与油泵相连接,注意千斤顶要和油压表配套使用,并符合规范要求。
⑥装上工具锚板,在锚板锥孔内装上工具锚片夹,锥孔内表面和夹片表面涂上约1mm厚的蜡质润滑剂,以使张拉完毕后夹片能自动松开。
3.2 张拉
当浇筑混凝土强度达到设计强度及弹性模量要求时以上方可经行张拉,张拉的顺序应按设计要求去做。一般的顺序为先纵后横、先中间后两侧、先长后短。采用张拉力和伸长值双控,伸长值允许误差控制在±6%以内,同一断面的断丝率不得大于1%,更不允许整根钢绞线拉断。
张拉过程按照市政桥梁施工验收规范,持荷3min后回油。
伸长量较大时应采用两次或多次张拉,此时应注意控制千斤顶的伸长值不超过千斤顶的行程,并做好记录油表读书。
④伸长值计算:
L=[L3-(L2-L1)]/0.9或 L=L3-L1+(L2-L1)
L:实际伸长值。
L3:张应力100%δk的伸长值。
L2:中应力20%δk的伸长值。
L1:初应力10%δk的伸长值。
4.1.锚固
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,工作锚片锚固好应力筋。
关闭回油油路截止阀,向回程油缸送油,活塞慢慢回城到底。
按顺序取下工具夹片、工具锚板、张拉千斤顶、限位板。
5.1 灌浆前准备工作:
在距工作夹片3-4cm处,切除多余的预应力筋,用混凝土封住锚头。
6.1 压浆
压浆是后张拉预应力施工中的最后关键的一步,压浆前对压浆机进行认真检查、标定、用压浆机向管道内注压清水,充分冲洗,润湿管道,至全部管道冲洗完后,正式开始拌浆(注意浆的配比要按设计要求配比)开始压浆。压浆开始后需要等另一端排水,排水孔亦喷出纯浆并且稳定后,才可封闭排气孔,其后对管加压到0.6Mpa以上并持荷3min后封闭。灌浆后三天内不得切割钢绞线和碰撞锚具。
二、常见问题分析:
①可能在张拉时锚具锥孔与夹片之间有杂物。
②钢绞线上有油污、锚垫板喇叭口内有混凝土和其他杂物。
③长束张拉、伸长量大,油顶行程小,多次张拉锚固,引起钢束变形。
④夹片、锚具的硬度不够。
结束语:在预应力张拉中,钢绞线伸长值的测量和原始记录表尤为重要。在工程中同时采用两种方法对钢绞线进行测量,并对两种方法进行比较校核,最大偏差不超过4mm而且张拉伸长值的误差均在控制在范围内。但是预应力在施工过程中仍有很多现象很难准确分析,需不断摸索和总结。
[关键词]后张法 波纹管 钢绞线 伸长值及常见问题
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)20-0384-01
预应力钢筋混凝土是普通钢筋混凝土的一个发展阶段。由于其构件刚度大,不易产生或少产生裂缝,节省材料,利于装配式施工等优点,在公路桥梁施工中得到广泛使用。在普通钢筋混凝土受弯构件的横截面上,由于混凝土与钢筋抗拉强度的巨大差异,在受拉区的钢筋远未达到允许应力时,混凝土就因为极大的超过了抗拉强度而产生裂缝,因此构建受力方向长生挠度,受力区缩小,裂缝扩大致使钢筋外露,氧化锈蚀,极大地降低了构件的承載能力和使用年限。而预应力钢筋混凝土构件,则是对其受拉区预先施加压应力,使构件在工作状态下,改变混凝土与钢筋抗拉强度上的差异,混凝土抗压强度极大地大于抗拉的矛盾,得到了和谐的统一,合理使用混凝土和钢筋的力学性能,对这两种材料的长处得到了充分的利用和发挥。因而节约了建设材料;混凝土受拉区不产生裂缝或延迟了裂缝产生,可建造不容许裂缝的构造物;减少构件的自重,利于在大跨度桥梁和装配式结构中采用,由于构件已具有与荷载变形方向相反的预先变形,故在荷载作用下刚度大,挠度小,后张法是在浇筑混凝土时预留孔道,待混凝土达到规定强度后穿入预应力筋并张拉,锚固后封锚,然后对孔道压浆及封锚,如此,使混凝土形成的预压应力。后张法对直线和弧线的预应力都适合,更接近梁的内力状态,后张法应用较为普遍。现将后张法预应力施工要点及常见问题介绍如下:
一、检查要点
1.设置预留孔道:预留孔道是在浇筑混凝土前,按设计规定安装预应力筋的位置,预留出孔道,以备设置预应力筋。预留孔道的方法一般采用在浇筑混凝土前安装设置聚乙烯管或PE管。安装后尽快适时进行浇筑混凝土等后续工序。
1.1 布置波纹管时首先用钢筋加工井字架作为波纹管的定位筋,纵向间距为1m,横向位置按设计图纸的坐标定位。
1.2 在波纹管接头处一定要将波纹管接口接好,接头处用胶带密封好,以防在穿束时引起波纹管翻卷、破损,导致波纹管堵塞。在与锚垫板接头和注浆孔处,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。
1.3 设置排气孔和排水孔。
1.4 浇筑混凝土时应尽量避免振捣棒直接接触波纹管,以防波纹管破损导致漏浆堵孔。
2、预应力筋
预应力筋的种类较多,有预应力混凝土用钢丝、钢绞线、热处理钢筋、冷拉钢筋等,各种预应力筋的共同特点是强度高于普通钢筋。正常的情况下作为施工选用材料的品种要符合设计及其相关标准的规定。
主要介绍钢绞线:
钢绞线一般采用低松弛270级钢绞线,公称直径为Φ15.24mm,标准强度为1860Mpa.
钢绞线下料前清除表面上的杂物级锈蚀,以防钢束受污染。下料长度按标准尺寸,下料时用砂轮切割机切割,严禁使用电焊或气焊。将钢绞线理顺,用扎丝扎好。
穿束前用高压水冲或用高压气泵,清理孔道,保证穿束顺通。
3.张拉过程
3.1 准备工作
①将锚垫板喇叭管内的混凝土清理干净。
②消除钢绞线上的锈蚀泥浆。
③套上工作锚板,在锚板锥孔内抹上一层薄薄的黄油,在锥孔内装上工作夹片。
④套上相应的限位板。
⑤装上张拉千斤顶,并且与油泵相连接,注意千斤顶要和油压表配套使用,并符合规范要求。
⑥装上工具锚板,在锚板锥孔内装上工具锚片夹,锥孔内表面和夹片表面涂上约1mm厚的蜡质润滑剂,以使张拉完毕后夹片能自动松开。
3.2 张拉
当浇筑混凝土强度达到设计强度及弹性模量要求时以上方可经行张拉,张拉的顺序应按设计要求去做。一般的顺序为先纵后横、先中间后两侧、先长后短。采用张拉力和伸长值双控,伸长值允许误差控制在±6%以内,同一断面的断丝率不得大于1%,更不允许整根钢绞线拉断。
张拉过程按照市政桥梁施工验收规范,持荷3min后回油。
伸长量较大时应采用两次或多次张拉,此时应注意控制千斤顶的伸长值不超过千斤顶的行程,并做好记录油表读书。
④伸长值计算:
L=[L3-(L2-L1)]/0.9或 L=L3-L1+(L2-L1)
L:实际伸长值。
L3:张应力100%δk的伸长值。
L2:中应力20%δk的伸长值。
L1:初应力10%δk的伸长值。
4.1.锚固
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,工作锚片锚固好应力筋。
关闭回油油路截止阀,向回程油缸送油,活塞慢慢回城到底。
按顺序取下工具夹片、工具锚板、张拉千斤顶、限位板。
5.1 灌浆前准备工作:
在距工作夹片3-4cm处,切除多余的预应力筋,用混凝土封住锚头。
6.1 压浆
压浆是后张拉预应力施工中的最后关键的一步,压浆前对压浆机进行认真检查、标定、用压浆机向管道内注压清水,充分冲洗,润湿管道,至全部管道冲洗完后,正式开始拌浆(注意浆的配比要按设计要求配比)开始压浆。压浆开始后需要等另一端排水,排水孔亦喷出纯浆并且稳定后,才可封闭排气孔,其后对管加压到0.6Mpa以上并持荷3min后封闭。灌浆后三天内不得切割钢绞线和碰撞锚具。
二、常见问题分析:
①可能在张拉时锚具锥孔与夹片之间有杂物。
②钢绞线上有油污、锚垫板喇叭口内有混凝土和其他杂物。
③长束张拉、伸长量大,油顶行程小,多次张拉锚固,引起钢束变形。
④夹片、锚具的硬度不够。
结束语:在预应力张拉中,钢绞线伸长值的测量和原始记录表尤为重要。在工程中同时采用两种方法对钢绞线进行测量,并对两种方法进行比较校核,最大偏差不超过4mm而且张拉伸长值的误差均在控制在范围内。但是预应力在施工过程中仍有很多现象很难准确分析,需不断摸索和总结。