工 程 技 术
2011 NO.21SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯现浇箱梁预应力张拉施工技术
黄海勇
(中交四航局第一工程有限公司 广州 510500)
摘 要:本文介绍福建厦漳跨海大桥V标疏港公路桥现浇箱梁预应力张拉的施工工艺、技术和经验。关键词:现浇箱梁 预应力张拉 施工技术中图分类号:U44文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)07(c)-0063-02
1 工程概况
1.1疏港公路桥概况
福建厦漳跨海大桥V标段,位于福建省漳州市龙海市境内。海平互通立交是工程的重要组成部分,主要包括主线、A、B、C三个匝道以及疏港公路。疏港公路桥上部结构为5×25m+(30m+40m+30m)+5×25m现浇预应力砼连续箱梁,第一联及第三联梁高1.6m,第二联梁高1.6～2.5,顶板宽9m,底板宽4.5m,采用斜腹板构造箱梁翼缘板宽度两侧各宽2m。
1.2疏港公路桥施工次序
疏港公路桥第二联100m采用整联整体现浇,一次落架的施工方法。第一、三联分A节段55m,B节段70m,分两次施工。1.3疏港公路桥预应力体系的简况
第二联采用两端张拉,顶板预应力束采用9根ΦS15.2钢绞线,腹板应力束采用15根ΦS15.2钢绞线。第一、三联分A、B节段张拉,均为单端张拉,顶、底板预应力束采用9根ΦS15.2钢绞线,腹板应力束采用17根ΦS15.2钢绞线。A节段达到张拉条件时,不拆支架张拉F1-1、F1-2、F1-3、T1、B1并灌浆,用连接器接B节段的钢绞线,B节段达到张拉条件时,不拆支架张拉F2-1、F2-2、F2-3、T2、B2并灌浆。
.com.cn. All Rights Reserved.2 技术要求
2.1材料要求
2.1.1预应力钢绞线
采用高强度低松驰7丝捻制的预应力钢绞线,公称直径15.20mm,公称面积139mm2,标准强度fpk=1860MPa,弹性模量Ep=1.95×105MPa,1000h后应力松驰率不大于2.5%,其技术性能必须符合国家标准(GB/T 5224－2003)《预应力筋用钢绞线》的规定。
钢绞线运抵工地后应放置在室内并防止锈蚀。钢绞线的下料不得使用电焊或氧弧切割,只许采用圆盘锯切割,且应使钢绞线的切割面为一平面,以便在张拉时检查断丝。抽检每批钢绞线的强度、弹性模量、截面积、延伸量和硬度,同时应就实测的弹性模量和截面积对计算引伸量作修正。引伸量的修正公式为:
'EA''EA
式中:E'、A'为实测钢绞线弹性模量及面积;
E、A为计算采用的钢绞线弹性模量及面积;E=1.95×105MPa;A=139mm2;
Δ为计算得到的引伸量值;Δ'为修正后的引伸量值。
2.1.2预应力锚具
采用成品锚具及其配套设备,并应符合国家标准(GB/T 14370-2000)《预应力筋用锚具、夹具和连接器》、交通行业标准(JT329.2-97)《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、连接器试验方法及检验规格》等技术要求。
(1)应抽样检查夹片硬度。
(2)应逐个检查垫板喇叭管内有无毛刺,对有毛刺者应予退货,不准使用。
(3)所有锚具均应采用整体式锚头,不允许采用分离式锚头。
2.1.3预应力管道质量
(1)预应力管道采塑胶波纹管摩擦系数小而且不易变形。
(2)所有管道与管道间的连接及管道与喇叭管的连接确保其密封性。
(3)管道设“#”字形定位钢筋并点焊在主筋上,不许用铁丝定位,确保管道在浇筑砼时不上浮、不变位。管道位置的容许偏差平面不大于1厘米,竖向不大于0.5cm。
(4)管道轴线必须与垫板垂直。
(5)截取2m～3m长的波纹管进行漏水检查。
(6)焊接管道定位钢筋时应采取防护措施,避免管道被电焊渣烧伤,浇筑砼前应派专人对管道进行仔细检查,尤其应注意检查管道是否被电焊烧伤,出现小孔。2.2施工设备要求
采用ZB2×2-500型电动高压油泵和YCW400B千斤顶。开工前,千斤顶和油表送有资质的计量机构做检测和标定。该种千斤顶每一行程为200mm,钢绞线预留长度一般取700mm以上。单端张拉配千斤顶、油泵、9、17孔的限位板、工具锚板各2套;两端张拉配千斤顶、油泵、9、15孔的限位板、工具锚板各4套。2.3施工技术要求
(1)预应力采用张拉力与引伸量双控,引伸量误差应在±6%范围。
(2)根据平均张拉力计算公式:Pp=P[1-e-(kx+μθ)]/kx+μθ和理论伸长量计算公式:ΔL=PpL/ApEp计算疏港公路桥箱梁预应力平均张拉力及理论伸长量计算。张
拉时将计算张拉力与千斤顶的张拉力相对
照,将实测的伸长量与理论计算的伸长量相对照,这就是所谓的“双控”,即张拉力达到设计张拉力,伸长量误差应在±6%范围。
(3)注意千斤顶内钢绞线伸长值△L’的剔除。张拉预应力筋所用之锚具采用OVM等自锚体系时,实测延伸值是通过量测千斤顶活塞行程而得,活塞行程反映了工具锚夹片位移,因而也包含了千斤顶内部钢绞线的延伸,该延伸值在计算实测值时应予剔除,即△L=△L1+△L２-△L’。
3 预应力张拉技术
3.1预应力张拉工艺流程
准备工作→锚具孔道千斤顶三对中→初张拉→张拉→控制吨位张拉→持荷3分钟→回油卸载→锚固→切端头钢绞线→砂浆封锚具→孔道真空压浆3.2预应力张拉操作要点
3.2.1穿束
钢绞线采用卷扬机穿束,穿束前检查和清理干净孔道内杂物。
3.2.2初应力
初应力的取值,国标规定不低于10%σk,公路标准为10%～25%σk,长索或曲索时,初应力取大值。本桥的钢束较长且是曲线,初应力取15%σk。
3．2．3张拉
(1)预应力筋的张拉力计算:Ny=N×δk×Ag×1/1000
式中:Ny为预应力筋的张拉力;N为同时张拉的预应力筋的根数;δk为预应力筋的张拉控制应力;Ag为单根钢绞线的截面积。
本桥梁预应力张拉需用最大张拉力为:Ny=17×1376.4×139×1/1000=325.24t
经计算可知,4台400t千斤顶进行同步张拉,能够满足现场张拉的需要。
(2)张拉准备工作。
①根据校验张拉力与压力表度数之间的关系曲线或回归方程计算出控制张拉力吨位与压力表读数关系。
②根据钢绞线实测的面积和弹性模量,按照施工图中钢束的曲线要素,逐级计算钢绞线的理论伸长量。
③检查梁体砼强度,须达到设计强度要求和龄期方可施加预应力。
④检查油泵储油量,必要时加注,油
图1
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了变化,说明有个别钢绞线出现了滑丝现象,必须采取措施进行及时处理。
④预应力筋张拉的实际伸长值△L,按照下式计算:
△L=△L1+△L2
△L1为从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值;
△L2为初应力以下的推算伸长值,可采用相邻级的伸长值。
⑤进行实测引伸量与计算引伸量的比较
'
6%6%,方可满足应使
'
设计要求,否则应查明原因,并予以解决。
式中:Δ'为修正后的引伸量值
⑥计算伸长值△L计算:△L=PpL/(ApEp)式中:Pp为张拉力(N);L为预应力筋的长度(mm);
Ap为预应力筋的截面面积(mm2);Ep为预应力筋的弹性模量(N/mm2)。
(4)封锚。
张拉完成后,无异常情况则退出千斤顶,切割钢绞线并做好压浆准备工作。3.3预应力施工质量控制和注意事项
3.3.1预应力质量的控制
(1)砼强度达到设计强度等级和龄期要求,方可进行预应力张拉。
(2)预应力的张拉班组须固定,且应在有经验的预应力张拉工长的指导下进行,不允许临时工承担此项工作。
(3)预应力钢束应对称张拉。预应力采用张拉力与引伸量双控,引伸量误差应在±6%范围,每一截面的断丝率不得大于该截面总钢丝数的1%,且不允许整根钢绞线拉断。断丝是指钢丝在张拉时或锚固时破断。每一钢束的滑丝、断丝数量不得多于一根,否则换束重新张拉。
(4)根据每批钢绞线的实际直径随时调整千斤顶限位板的限位尺寸,最标准的限位板尺寸应使钢绞线只有夹片的牙痕而无刮伤,如钢绞线出现严重刮伤则限位板限位尺寸过小,如出现滑丝或无明显夹片牙痕则有可能是限位板限位尺寸大。
(5)千斤顶在下列情况下应重新标定:①已使用三个月;②严重漏油;③主要部件损伤;④延伸量出现系统性的偏大或偏小;⑤张拉次数超过施工规范规定的次数。
(6)千斤顶和油泵须配套标定和配套使用;(7)严禁钢绞线作电焊机导线用,且钢绞线的放置远离电焊地区。
(8)预应力钢绞线管道应在张拉24小时内压浆。
(9)张拉时统一指挥,张拉速度尽可能保持一致。张拉过程中观察砼有无开裂、凹陷、或出现响动、异常现象,发现异常立即停止并查明原因待处理后再张拉。
.com.cn. All Rights Reserved.泵、千斤顶、压力表根据校验配套情况对号入座。
⑤检查波纹管成孔及钢绞线束,确认钢绞线束的张拉顺序,确定张拉操作人员,并进行安全技术交底。
⑥在张拉端设置安全防夹片弹出挡板,以及醒目的安全警戒线,严禁与张拉无关的人员进入张拉施工区域。
⑦检查待张拉梁体的制作质量和砼强度报告,是否达到设计要求。
⑧检查锚垫板下砼是否密实,对梁端和垫板周围进行清理,以使锚板与垫板保持最佳吻合状态。
⑨搭设张拉操作台,要求操作台安全牢固,并便于千斤顶吊装和转移。
⑩张拉前安装器具的顺序:安装工作锚板→夹片→顶压器→千斤顶→工具锚→张拉→顶压锚固。安装夹片时应轻轻敲打,使夹片端部平齐,三块平片间隙不得夹有钢丝,保持相同的隙缝;工具锚夹片表面均匀地抹上石腊,以便张拉后自动退锚,根据实际使用情况确定工作夹片的使用次数,一般为5～8次。
(3)张拉操作。
预应力钢束张拉顺序根据施工图设计要求为先由上而下张拉腹板束,再由两侧向中间张拉顶、底板束。施加预应力采用“双控法”、“双对称”(同排横向对称、同束纵向对称),每次张拉须有完整的原始张拉记录。
①量测引伸量的要求和方法。
张拉前应将所有钢绞线尾端切割成一个平面或采用与钢绞线颜色反差较大的颜料标出一个平面,在任何步骤下量测引伸量均应量测该平面距锚垫板之间的距离,而不可量测千斤顶油缸的变位量,以免使滑丝现象被忽略。
②预应力束张拉的操作（如图1）。③检查千斤顶有无滑丝。
查看δ3-δ2是否大于8mm,如大于8mm,则表明出现滑丝,应查明原因并采取措施解决后方可继续张拉。再检查钢绞线尾端标记是否仍为一个平面,如平面出现
4 结语
预应力关系到桥梁的结构受力安全。预加应力不足,会导致预应力砼结构出现裂缝。箱梁钢筋砼和预应力张拉的规范施工是预应力施工质量的保证。
箱梁施工过程中,不规范施工波纹管道和钢筋可能给张拉留下麻烦。当按照规范的间距0.5m布置钩筋,波纹管在浇筑时产生偏差很小,不易发生崩裂破坏。施工时设置预应力孔道定位筋、上下层钢筋网的拉结筋。预应力孔道定位筋应和钢筋骨架可靠连接,预应力孔道定位偏差应在规范限值之内。锚下部位砼须振捣密实。张拉施工须做好各理论数据的计算、张拉前准备工作和检查工作,施加预应力采用“双控法”、“双对称”操作方法,每次张拉须有完整的原始张拉记录。
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参考文献
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