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摘 要:预应力张拉就是在构件中提前加拉力,使得被施加预应力张拉构件承受拉应力,进而使得其产生一定的形变。桥梁工程预应力施工质量的控制关系到桥梁的运营安全和使用寿命,保证各环节施工的精确度和克服质量通病是控制预应力施工好坏的关键因素。本文介绍了桥梁工程预应力张拉施工技术,深入探讨了预应力施工质量控制措施,以期为广大同行提供一些借鉴和参考。
关键词:桥梁工程;预应力;张拉技术;质量控制
0 前言
预应力混凝土结构能充分利用材料的高强度性能,有效防止混凝土裂缝,减轻结构自重,增大桥梁跨径,在公路桥梁上得到普遍的应用。预应力施工方法分为先张法和后张法。先张法就是先进行预应力张拉,再浇筑混凝土,应用于大跨度厂房施工较多。后张法就是先浇筑混凝土,等到混凝土达到一定强度后,再张拉预应力,在桥梁工程中应用较普遍。预应力施工作为桥梁工程施工过程的重点控制工序,必须从设计、施工等环节进行严格的控制,确保桥梁今后的运营安全和合理的使用寿命。
1 预应力张拉施工技术
1.1 基本规定
预应力筋的张拉控制应力必须符合设计规定。预应力筋采用应力控制方法张拉时,应以伸长值进行校核。实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求;设计无规定时,实际伸长值与理论伸长值之差应控制在6%以内。
预应力张拉时,应先调整到初应力,该初应力宜为张拉控制应力的10%~15%,伸长值应从初应力时开始量测。预应力筋的锚固应在张拉控制应力处于稳定状态下进行,锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量,不得大于设计或规范规定。
1.2 先张法预应力施工
先张法预应力施工张拉台座应具有足够的强度和刚度,其抗倾覆安全系数不得小于1.5,抗滑移安全系数不得小于1.3。张拉横梁应有足够的刚度,受力后的最大挠度不得大于2mm。锚板受力中心应与预应力筋合力中心一致。预应力筋连同隔离套管应在钢筋骨架完成后一并穿入就位。就位后,严禁使用电弧焊对梁体钢筋及模板進行切割或焊接,隔离套管内端应堵严。
预应力张拉程序应符合设计要求,张拉过程中,预应力筋的断丝、断筋数量不得超过规范规定。放张预应力筋时混凝土强度必须符合设计要求,设计未规定时,不得低于强度设计值的75%。放张顺序应符合设计要求,设计未规定时,应分阶段、对称、交错地放张。放张前,应将限制位移的模板拆除。
1.3 后张法预应力施工
后张法预应力管道应采用定位钢筋牢固地定位于设计位置。金属管道接头应采用套管连接,连接套管宜采用大一个直径型号的同类管道,且应与金属管道封裹严密。管道应留压浆孔与溢浆孔;曲线孔道的波峰部位应留排气孔;在最低部位宜留排水孔。管道安装就位后应立即通孔检查,发现堵塞应及时疏通。管道经检查合格后应及时将其端面封堵,防止杂物进入,需在其附近进行焊接作业时,必须对管道采取保护措施。
先穿束后浇混凝土时,浇筑混凝土之前,必须检查管道并确认完好;浇筑混凝土时应定时抽动、转动预应力筋。先浇混凝土后穿束时,浇筑后应立即疏通管道,确保其畅通。混凝土采用蒸汽养护时,养护期内不得装人预应力筋。
预应力筋张拉前应根据设计要求对孔道的摩阻损失进行实测,以便确定张拉控制应力值,并确定预应力筋的理论伸长值。预应力筋张拉顺序宜采取分批、分阶段对称张拉,宜先中间,后上、下或两侧,张拉控制应力达到稳定后方可锚固。锚具应用封端混凝土保护,当需较长时间外露时,应采取防锈蚀措施。锚固完毕经检验合格后,方可切割端头多余的预应力筋。
1.4 孔道压浆
预应力筋张拉后,应及时进行孔道压浆,多跨连续有连接器的预应力筋孔道,应张拉完一段灌注一段。孔道压浆宜采用水泥浆。水泥浆的强度应符合设计要求,设计无要求时不得低于30MPa。压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况,如有不实,应及时处理。压浆作业,每一工作班应留取不少于3组砂浆试块,标养28d,以其抗压强度作为水泥浆质量的评窟依据。
埋设在结构内的锚具,压浆后应及时浇筑封锚混凝土。封锚混凝土的强度等级应符合设计要求,不宜低于结构混凝土强度等级的80%,,且不低于30MPa。孔道内的水泥浆强度达到设计规定后方可吊移预制构件;设计未要求时,应不低于砂浆设计强度的75%。
2 预应力施工质量控制措施
2.1 人员控制
预应力施工应按设计要求,编制专项施工方案和作业指导书,并按相关规定审批。承担预应力施工的单位应具有相应的施工资质,张拉施工应由工程项目技术负责人主持,张拉作业人员应经培训考核合格后方可上岗。
2.2 设备控制
预应力张拉设备主要有张拉所用的千斤顶和张拉所用的电动油泵配合使用,通过工作把锚固件中的钢绞线或钢筋力量增加来赋予预应力数值。张拉设备应配套校准,配套使用,其校准期限不得超过半年,且不得超过200次张拉作业。
2.3 材料质量控制
预应力筋按照《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224规定,按进场的批次抽样进行力学性能等检验,并检查产品合格证、出厂检验报告和进场试验报告。外观要求预应力筋展开后平顺,不得有弯折,表面不应有裂纹、小刺、机械损伤、氧化铁皮和油污等。
预应力用锚具、夹具和连接器按照相关规范规定,按进场的批次抽样复验其硬度、静载锚固试验等,并检查产品合格证、出厂检验报告和进场试验报告。锚具应无锈蚀、机械损伤和裂纹等,尺寸满足允许偏差要求。金属波纹管外观检查应无锈蚀、空洞和不规则皱褶,咬口开裂脱扣等现象。塑料波纹管内壁应光滑,壁厚均匀,且不应有气泡、裂口、分解变色线及明显杂质。
2.4 施工过程质量控制
(1)下料与安装
预应力筋下料长度应经计算,并考虑模具尺寸及张拉千斤顶所需长度;严禁使用电弧焊切割。锚垫板和螺旋筋安装位置应准确,保证预应力筋与锚垫板面垂直。锚板受力中心应与预应力筋合力中心一致。波纹管安装应严格按照设计要求确定位置,曲线平滑、平顺;架立筋应绑扎牢固,波纹管接头应严密不得漏浆。管道应留压浆孔和溢浆孔。预应力筋及波纹管安装应避免电焊火花等造成损伤。预应力筋穿束宜用卷扬机整束牵引,应依据具体情况采用先穿法或后穿法。但必须保证预应力筋平顺,没有扭绞现象。
(2)张拉与锚固
预应力张拉前根据设计要求对孔道的摩阻损失进行实测,以便确定张拉控制应力,并确定预应力筋的理论伸长值。张拉施工质量控制应做到“六不张拉”,即;没有预应力筋出厂材料合格证、预应力筋规格不符合设计要求、配套件不符合设计要求、张拉前交底不清、准备工作不充分安全设施未做好、混凝土强度达不到设计要求,不张拉。
张拉控制应力达到稳定后方可锚周,锚固后预应力筋的外露长度不宜小于30mm.对锚具应采用封端混凝土保护,当需较长时间外露时,应采取防锈蚀措施。锚固完毕经检验合格后,方可切割端头多余的预应力筋,严禁使用电弧焊切割。
(3)压浆与封锚
张拉后,应及时进行孔道压浆,宜采用真空辅助法压浆;压浆时排气孔、排水孔应有水泥浓浆溢出,并从检查孔抽查压浆的密实情况。
压浆后应及时浇筑封锚混凝土,封锚混凝土的强度应符合设计要求。
3 结语
预应力张拉施工是一项多行业、多工种密切配合、协同作业并受各种因素影响较大的技术。在预应力施工中,必须严格按照相关规范、质量标准、操作规程进行精心施工,同时在实践中总结积累经验教训,以进一步提高张拉水平,同时加强施工质量控制,确保工程质量。
参考文献:
[1]杨宗放,《现代预应力混凝土施工》.中国建筑工业出版社,2002.
[2]向中富、邹一松、杨寿忠,《桥梁施工工程师手册》.人民交通出版社,2011.
[3]王新岭,后张连续梁中预应力质量控制的关键工序[J].山西建筑,2009,35(14:):195-196.
关键词:桥梁工程;预应力;张拉技术;质量控制
0 前言
预应力混凝土结构能充分利用材料的高强度性能,有效防止混凝土裂缝,减轻结构自重,增大桥梁跨径,在公路桥梁上得到普遍的应用。预应力施工方法分为先张法和后张法。先张法就是先进行预应力张拉,再浇筑混凝土,应用于大跨度厂房施工较多。后张法就是先浇筑混凝土,等到混凝土达到一定强度后,再张拉预应力,在桥梁工程中应用较普遍。预应力施工作为桥梁工程施工过程的重点控制工序,必须从设计、施工等环节进行严格的控制,确保桥梁今后的运营安全和合理的使用寿命。
1 预应力张拉施工技术
1.1 基本规定
预应力筋的张拉控制应力必须符合设计规定。预应力筋采用应力控制方法张拉时,应以伸长值进行校核。实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求;设计无规定时,实际伸长值与理论伸长值之差应控制在6%以内。
预应力张拉时,应先调整到初应力,该初应力宜为张拉控制应力的10%~15%,伸长值应从初应力时开始量测。预应力筋的锚固应在张拉控制应力处于稳定状态下进行,锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量,不得大于设计或规范规定。
1.2 先张法预应力施工
先张法预应力施工张拉台座应具有足够的强度和刚度,其抗倾覆安全系数不得小于1.5,抗滑移安全系数不得小于1.3。张拉横梁应有足够的刚度,受力后的最大挠度不得大于2mm。锚板受力中心应与预应力筋合力中心一致。预应力筋连同隔离套管应在钢筋骨架完成后一并穿入就位。就位后,严禁使用电弧焊对梁体钢筋及模板進行切割或焊接,隔离套管内端应堵严。
预应力张拉程序应符合设计要求,张拉过程中,预应力筋的断丝、断筋数量不得超过规范规定。放张预应力筋时混凝土强度必须符合设计要求,设计未规定时,不得低于强度设计值的75%。放张顺序应符合设计要求,设计未规定时,应分阶段、对称、交错地放张。放张前,应将限制位移的模板拆除。
1.3 后张法预应力施工
后张法预应力管道应采用定位钢筋牢固地定位于设计位置。金属管道接头应采用套管连接,连接套管宜采用大一个直径型号的同类管道,且应与金属管道封裹严密。管道应留压浆孔与溢浆孔;曲线孔道的波峰部位应留排气孔;在最低部位宜留排水孔。管道安装就位后应立即通孔检查,发现堵塞应及时疏通。管道经检查合格后应及时将其端面封堵,防止杂物进入,需在其附近进行焊接作业时,必须对管道采取保护措施。
先穿束后浇混凝土时,浇筑混凝土之前,必须检查管道并确认完好;浇筑混凝土时应定时抽动、转动预应力筋。先浇混凝土后穿束时,浇筑后应立即疏通管道,确保其畅通。混凝土采用蒸汽养护时,养护期内不得装人预应力筋。
预应力筋张拉前应根据设计要求对孔道的摩阻损失进行实测,以便确定张拉控制应力值,并确定预应力筋的理论伸长值。预应力筋张拉顺序宜采取分批、分阶段对称张拉,宜先中间,后上、下或两侧,张拉控制应力达到稳定后方可锚固。锚具应用封端混凝土保护,当需较长时间外露时,应采取防锈蚀措施。锚固完毕经检验合格后,方可切割端头多余的预应力筋。
1.4 孔道压浆
预应力筋张拉后,应及时进行孔道压浆,多跨连续有连接器的预应力筋孔道,应张拉完一段灌注一段。孔道压浆宜采用水泥浆。水泥浆的强度应符合设计要求,设计无要求时不得低于30MPa。压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况,如有不实,应及时处理。压浆作业,每一工作班应留取不少于3组砂浆试块,标养28d,以其抗压强度作为水泥浆质量的评窟依据。
埋设在结构内的锚具,压浆后应及时浇筑封锚混凝土。封锚混凝土的强度等级应符合设计要求,不宜低于结构混凝土强度等级的80%,,且不低于30MPa。孔道内的水泥浆强度达到设计规定后方可吊移预制构件;设计未要求时,应不低于砂浆设计强度的75%。
2 预应力施工质量控制措施
2.1 人员控制
预应力施工应按设计要求,编制专项施工方案和作业指导书,并按相关规定审批。承担预应力施工的单位应具有相应的施工资质,张拉施工应由工程项目技术负责人主持,张拉作业人员应经培训考核合格后方可上岗。
2.2 设备控制
预应力张拉设备主要有张拉所用的千斤顶和张拉所用的电动油泵配合使用,通过工作把锚固件中的钢绞线或钢筋力量增加来赋予预应力数值。张拉设备应配套校准,配套使用,其校准期限不得超过半年,且不得超过200次张拉作业。
2.3 材料质量控制
预应力筋按照《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224规定,按进场的批次抽样进行力学性能等检验,并检查产品合格证、出厂检验报告和进场试验报告。外观要求预应力筋展开后平顺,不得有弯折,表面不应有裂纹、小刺、机械损伤、氧化铁皮和油污等。
预应力用锚具、夹具和连接器按照相关规范规定,按进场的批次抽样复验其硬度、静载锚固试验等,并检查产品合格证、出厂检验报告和进场试验报告。锚具应无锈蚀、机械损伤和裂纹等,尺寸满足允许偏差要求。金属波纹管外观检查应无锈蚀、空洞和不规则皱褶,咬口开裂脱扣等现象。塑料波纹管内壁应光滑,壁厚均匀,且不应有气泡、裂口、分解变色线及明显杂质。
2.4 施工过程质量控制
(1)下料与安装
预应力筋下料长度应经计算,并考虑模具尺寸及张拉千斤顶所需长度;严禁使用电弧焊切割。锚垫板和螺旋筋安装位置应准确,保证预应力筋与锚垫板面垂直。锚板受力中心应与预应力筋合力中心一致。波纹管安装应严格按照设计要求确定位置,曲线平滑、平顺;架立筋应绑扎牢固,波纹管接头应严密不得漏浆。管道应留压浆孔和溢浆孔。预应力筋及波纹管安装应避免电焊火花等造成损伤。预应力筋穿束宜用卷扬机整束牵引,应依据具体情况采用先穿法或后穿法。但必须保证预应力筋平顺,没有扭绞现象。
(2)张拉与锚固
预应力张拉前根据设计要求对孔道的摩阻损失进行实测,以便确定张拉控制应力,并确定预应力筋的理论伸长值。张拉施工质量控制应做到“六不张拉”,即;没有预应力筋出厂材料合格证、预应力筋规格不符合设计要求、配套件不符合设计要求、张拉前交底不清、准备工作不充分安全设施未做好、混凝土强度达不到设计要求,不张拉。
张拉控制应力达到稳定后方可锚周,锚固后预应力筋的外露长度不宜小于30mm.对锚具应采用封端混凝土保护,当需较长时间外露时,应采取防锈蚀措施。锚固完毕经检验合格后,方可切割端头多余的预应力筋,严禁使用电弧焊切割。
(3)压浆与封锚
张拉后,应及时进行孔道压浆,宜采用真空辅助法压浆;压浆时排气孔、排水孔应有水泥浓浆溢出,并从检查孔抽查压浆的密实情况。
压浆后应及时浇筑封锚混凝土,封锚混凝土的强度应符合设计要求。
3 结语
预应力张拉施工是一项多行业、多工种密切配合、协同作业并受各种因素影响较大的技术。在预应力施工中,必须严格按照相关规范、质量标准、操作规程进行精心施工,同时在实践中总结积累经验教训,以进一步提高张拉水平,同时加强施工质量控制,确保工程质量。
参考文献:
[1]杨宗放,《现代预应力混凝土施工》.中国建筑工业出版社,2002.
[2]向中富、邹一松、杨寿忠,《桥梁施工工程师手册》.人民交通出版社,2011.
[3]王新岭,后张连续梁中预应力质量控制的关键工序[J].山西建筑,2009,35(14:):195-196.