预应力砼结构（精选十篇）
预应力砼结构 篇1
1 施工工艺流程
预应力材料、设备的准备→搭设主梁钢管支撑→支梁底模、起模拱和校正梁底标高→在底模上划预应力孔道轴线→铺设主梁非预应力钢筋→焊接预应力波纹管定位支架→穿入波纹管、安装排气孔或泄水孔接头、固定波纹管→安装锚具、端模、固定锚垫板→预应力孔道矢高验收→穿入钢绞线→预应力筋、非预应力筋验收→浇筑砼,砼养护→拆梁侧模→拆梁端模,清理张拉端→预应力张拉→拆除梁底模和支撑→切除端部预应力筋→孔道灌浆→端头支模、浇筑砼封裹。
2 模板与支撑系统
预应力主梁支撑系统采用钢管组合扣件排架支撑系统,由于梁支撑高度较高,排架的稳定和刚度是至关重要的。支撑的布置应保证结构自重和施工荷载,并有一定安全储备。因此通过验算,排架支撑在地基上,设置四通水平系杆和三道剪力撑,步距控制在1.5m之内,满堂脚手架再与柱子连接,以增强整体刚度和稳定性,同时立杆均设置成双杆扣件支撑,间距40~60cm,以减少施工荷载下支撑沉降量。有粘结预应力主梁模的支撑和次梁、板模的支撑在构造上应分开,以便在张拉时松开此梁支撑给预应力主梁一定荷载,以减少预应力筋张拉阶段不必要的反拱值。按常规,普通混凝土梁跨度达26m时的起拱值为L/1000~3L/1000(L为跨度),由于预应力筋张拉时的反拱,将主梁模板的起拱值取31mm,为跨度L 的1.2‰,所有梁底横杆均应设置双扣件,确保水平标高。梁模板除张拉端头采用专制木模外,其余均采用定型小钢模拼装,板模采用12mm厚竹胶合板。侧模用穿墙拉结螺杆拉结固定,并加斜撑固定。
3 预应力孔道的安装
3.1 预应力筋的布置设计
预应力筋的布置是预应力工程施工质量控制的一个重要环节。一般预应力筋都是曲线布置,施工时严格按照设计曲线进行布筋翻样,准确计算出了曲线最高点、最低点及反弯点,然后按间距1.0m设计曲线控制点,特别将曲线最高点、最低点、反弯点作为重要控制点严格控制。
3.2 孔道的安装与要求
本工程预应力孔道采用钢带厚度为0.35mm的金属波纹管,波纹管安装前,先按灌浆方式和预应力筋曲线的最高点、最低点在波纹管上设置排气孔。排气孔位置采用专用接头连接,并安装PVC排气管,伸出梁顶面50mm,绑扎牢固。波纹管间连接用大一号(φ70)波纹套管连接,端头分别旋进套管,搭接长度为200mm,并用防水胶带纸反复包裹接缝处。
3.3 梁柱结点的处理
梁柱结点处由于钢筋较密,应以预应力筋布置优先。柱筋绑扎时,先根据预应力筋的位置,套上柱子箍筋,等布置完金属波纹管和预应力筋后,再绑扎柱箍,与波纹管和预应力筋有矛盾的采取开口箍的形式绑扎,然后对箍筋搭接处进行单面焊接,长度10d。由于梁柱结点为刚性连接,梁端钢筋按常规施工锚固筋较多,锚具不易放置、固定,施工时将梁下部钢筋向下锚固,减少了梁端部钢筋数量,准确地安装了锚具。
3.4 波纹管安装与质量控制
波纹管的支撑和定位筋采用Φ14钢筋,长度为梁宽减20mm,间距为1.0m,按翻样图的高度点焊在箍筋上,为了防止浇筑砼时波纹管水平方向的移位,波纹管就位后,检查矢高,符合设计要求后,在上面扣1道φ12U形筋,并将其与定位筋点焊在一起,焊接时未伤及波纹管。施工后,控制点标高偏差均控制在±3mm之内,水平偏差控制在5mm之内,解决了有粘结预应力筋的矢高和平面位置的准确性要求。金属波纹管安装就位后,进行了2h 盛水试验,以免浇筑混凝土时因漏浆导致孔道堵塞而影响张拉和灌浆。
4 穿预应力钢绞线、安装锚具
4.1 预应力钢绞线安装
在对钢筋工程中的非预应力筋、预应力孔道、端部节点,及排气管验收合格后,即可穿入预应力钢绞线,钢绞线的端头用胶布缠绕十层作护套,钢绞线逐根人力穿入的方法,即方便又减轻了管壁撞击力,防止了穿入时孔道的损坏。钢绞线穿入后,保留并保护护套,又包扎两层防水胶带纸,防止张拉端损坏及锈蚀。
4.2 锚具安装
根据梁端部的预应力体系,锚垫板必须与梁断面平行,且垂直于孔道中心线,保证预应力筋的合力位置。固定端锚具安装时,套入钢绞线挤压簧的长度必须大于挤压套的长度,固定端的外露钢绞线最短长度控制在3~5mm,一般宜5~8mm。施工时梁断面配置专用木模板,将锚垫板固定在模板上。为保证张拉的顺利进行,预应力筋在靠近张拉端处设置300mm的平直段。
5 砼浇筑和养护
混凝土浇筑前,封堵排气管口,用黄油密封灌浆孔端头、波纹管口等。并再次检查管道位置,数量、接头密封情况、排气引出管是否牢固,位置是否准确,如发现问题及时采取纠正。
混凝土浇筑采用现场拌制泵送技术,在以后浇带划分的施工段内整体连续性浇筑,不留施工缝,防止了施工冷缝产生。浇筑时,用人工将混凝土翻入梁内,避免砼直接落到波纹管上,并禁止振捣棒直接碰撞波纹管,以免造成预应力筋移位或管壁破裂而漏浆。浇筑砼时,留置三组试块,一组标准养护试块,两组同条件养护试块。
由于砼的水化热,导致构件内外温差较大,以及混凝土表面失水过快易出现裂缝,因此浇筑的砼用塑料薄膜和双层棉毯覆盖,浇水养护14d。
6 预应力筋的张拉
6.1 张拉顺序
本工程中预应力筋张拉时采用一端张拉,张拉顺序以后浇带为界,分两段张拉,每段先张拉中间梁,然后先左后右,依此张拉;每道梁是先张拉下部,从左到右,依此张拉,然后再张拉上部预应力筋,到每根梁都张拉完毕。
6.2 张拉控制应力设计
本工程设计张拉控制应力σcon取钢绞线标准强度的70%,即:σcon=0.7Fptk=0.7×1860MPa=1302MPa。为了部分由于应力松弛、摩擦、分批张拉等因素产生的预应力损失,σcon可提高到0.75 Fptk,即:预应力筋可超张拉,σ’con=0.75Fptk=0.75×1860MPa=1395MPa。为便于控制张拉应力,将预应力筋可超张拉至1.05σcon(1367 MPa)。
6.3 张拉程序
0→初应力(10%σcon测伸长值)→30%σcon(测伸长值)→1.05σcon(测伸长值)→持荷2min→端部锚固
6.4 实施张拉的要求
1)预应力筋张拉时,采用双控,以控制张拉力为主,同时用张拉伸长值作为校核依据,实测伸长值与设计计算伸长值的偏差应在-3%~+3%。
2)有粘结预应力张拉筋张拉采用一端整束张拉,张拉分三阶段完成,首先加初应力(10%σcon),再加荷到30%σcon,最后超张拉1.05σcon,持荷2min后,再对端部进行锚固。张拉时,必须缓慢、均匀进行加荷和卸荷。
7 灌浆及端部封堵
7.1 灌浆
灌浆前孔道应湿润、洁净。灌浆时,水泥浆用高压泵从一端开始加压灌浆。
保持连续缓慢均匀地进行,至另一端出浆孔冒出浓浆,每个孔道灌浆一次完成,不得中断。先灌下层孔道,后灌上层孔道,确保孔道内水泥浆饱满、密实。灌浆完成后,继续维持0.6~0.8MPa的压力,2min 后再关闭灌浆孔。
7.2 端部封堵
孔道灌浆完毕,预应力筋端头留出30mm,其余用切割机割除,然后对锚具和预应力筋刷环氧树脂进行防腐处理后,在主梁张拉端部绑钢筋网片,支模板,用比梁混凝土强度等级高一级即C45的混凝土浇筑200mm厚,将锚具及预应筋完全封裹,以防锈蚀。
8 结束语
工程交工至今,在主体结构表面未发现裂缝,工程质量合格。有粘结预应力混凝土结构施工,工艺比较复杂,操作要求高,目前甘肃省内有粘结预应力技术在大跨度钢筋混凝土结构中使用较少,对其施工技术还需要进一步研究探讨。
摘要：在民用建筑中,有粘结预应力在跨度达26m的现浇钢筋混凝土结构上使用比较少,兰州地区尚未使用过。施工的模板支撑、钢筋绑扎、波纹管、预应力筋及锚具安装、混凝土浇筑、预应力筋张拉、灌浆和封锚等工序都成为关键的施工技术。
预应力砼箱梁预制的质量控制 篇2
【摘要】本文主要针对250省道宿迁至邳州公路(宿迁段)C合同段阎河大桥预应力砼组合箱梁的预制施工中，在底模制作、钢筋绑扎、混凝土浇筑、预应力张拉等方面所采取的质量控制措施，对桥梁施工中好的做法及出现的质量缺陷，提出一些防治、处理措施及建议，
【关键词】预应力砼;箱梁;预制;缺陷防治お
1.工程概况
阎河大桥采用13跨35m组合箱梁，共分三联，为4×35+5×35+4×35，共计104片。箱梁中心高度为1.824～1.776m，边梁顶板宽为2.85m、中梁顶板宽为2.40m;底板宽均为1.0m，预应力钢束采用摘j15.24mm低松驰高强度预应力钢绞线。锚具采用OVM系列锚具，梁体为C50级砼。
2.箱梁预制场地硬化及底模制作
底模高出地面50cm，地面以下用石灰土加固处理。底模设计为20cm厚C40钢筋混凝土，并设一层16mm纵横间距为20cm的钢筋网，底模两侧用槽钢固定，便于控制箱梁底板的几何尺寸。底模面层铺设8mm钢板，以保证箱梁底部外观质量，
梁端留20cm宽的槽口，浇筑时插上钢板，起吊后抽出，便于穿钢丝绳起吊。
为防止张拉预应力后及存梁期内引起大的拱度，保持梁顶平整，经计算，需在35m底模跨中下设2.0cm预拱度，在30m底模跨中下设1.7cm预拱度，在21m底模跨中下设1.2m预拱度，在16m底模跨中下设0.9cm预拱度，预拱度按抛物线设置。
缺陷防治措施：
2.1底台面层钢板接缝严密、平整、无凹陷、严格除锈、擦油均匀、无积油现象。
2.2底座尺寸准确，底座两侧槽钢由放橡胶软管，以便底座与侧模之间挤压严密，防止漏浆。
2.3底座长时间不用，应磨光涂油履盖保护，防止锈蚀和灰尘污染。
2.4所布置的箱梁底座严格按设计要求进行布置。
2.5底模预拱度设置准确，防止箱梁安装后梁底出现高差。
3.模板制作及架立
模板有足够强度、刚度和稳定性，能可靠的承担施工过程中各种荷载，且保证箱梁几何尺寸符合设计要求。箱梁外侧模采用5mm定型薄钢模板，模板骨架1m设一道，用角钢制成斜撑和横撑，用角钢连接各个骨架，芯模采用3mm定型薄钢模板，骨架50cm用角铁设置一道，芯模顶板为2～4m设置活动推拉下料口，芯模腹板用铰链链接，可拆成多个小片。
缺陷防治措施：
预应力砼结构 篇3
【关键词】预应力砼；施工；建筑
1.预应力砼技术对建筑结构的影响
1.1预应力混凝土在高层建筑中的应用有很大发展
预应力砼结构以其自重小、承载力高、抗裂性和耐久性好、刚度大、造价低等特点被广泛地应用于土木工程之中，尤其在高耸、大跨度以及承受动力荷载的结构中使用最多。同时，预应力砼结构工艺复杂，质量要求高，尤其是无粘结预应力混凝土平板和预应力砼扁梁用于高层建筑的楼盖，受到建设单位、设计和施工单位的普遍欢迎。预应力混凝土除用于楼盖外，有时还用来解决大跨度、大空间部位柱网转换时的转换梁、转换桁架，以及复杂柱网情况下的转换板。此外8～l8m跨度的预应力混凝土空心板，外墙用的装饰保温复合预应力混凝土墙板在高层建筑中的应用前景也很广阔。目前，高层建筑的外墙材料大都是红砖、小型砌块、实心混凝土或玻璃幕墙等，墙体材料的改革势在必行。
1.2先张法预制预应力混凝土构件具有工厂化规模生产的各种优点，并被光放应用
先张法预制预应力混凝土构件与现场浇注的后张法预应力混凝土相比，省去了留管灌浆工序或无粘结束的注油挤塑工序，省去了管道费用、涂包费用和锚具费用。在道路及运输吊装条件较好，运距不太大（200公里以内）的情况下，预制构件常常有良好的技术经济指标。现代化预制厂的主要生产过程均由计算机控制，高素质的技术工人和高效率施工机械与管理模式保证了产品的高质量，现代预制工业已摆脱了构件品种、规格单一，建筑与结构功能脱节的旧模式。很多工业发达国家的预制构件已能将建筑装饰的复杂、多样性以及保温、隔热、水电管线等多方面的功能，与预制混凝土构件结合起来，满足用户各种要求，又不失工业化规模生产的高效率。因此，在预应力砼结构中，主要靠预应力钢筋起作用，要保证预应力结构发挥设计赋予的各项功能，首先必须保证施加的预应力值达到设计要求，否则，预应力砼结构不仅不能发挥其正常功能，甚至可能出现重大的质量安全事故。
1.3预应力混凝土在多层大跨结构中的发展方向
随着我国经济的迅速发展，我国建筑行业在21世纪中，普遍使用了预应力混凝土是在结构受力之前，对结构构件受拉区的钢筋在弹性范围内进行拉伸，利用钢筋的弹性回缩，对受压区的混凝土预先施加预压应力，以提高结构构件的抗裂性、刚度和耐久性等性能的技术。预应力混凝土正以其跨度大、自重轻、节约材料、节省层高、改善功能等突出优点，迎合了近代建筑结构的发展趋向。各类公共建筑如文化娱乐建筑、体育建筑、医疗建筑、商业建筑、办公建筑、航站建筑等，预应力混凝土结构常常是最佳的选择，在大开间、大跨度与重荷载的结构中，采用预应力混凝土结构，可以减少材料用量，扩大使用功能，综合经济效益好。因此，预应力混凝土在现代结构中具有广阔的发展前景。
2.预应力砼技术在建筑结构中的应用
2.1预应力筋是预应力分项工程中最重要的原材料之一
预应力筋进场时，要求厂家提供产品合格证外，还应提供反映预应力筋主要性能的出厂检验报告，两者也可合并提供，但主要项目、内容应基本齐全。材料进场后应根据进场的批次和产品的抽样检验方案确定检验批，进行外观检查并抽样进行复验，确认合格后方能使用。进场后应抽样进行外观检查，并进行组装件试验，确认合格后方能使用。避免了现浇结构现场湿作业工程量大，受制于现场施工及气候条件，耗用大量模板、支撑等缺点。在材料消耗上，预制也有显著优点，以8-12m跨度的预应力长跨空心板为例，与无粘结预应力砼现浇平板相比，一般可节约混凝土35%-48%，节约钢材60%-76%，经济效益十分显著。
2.2强化混凝土浇筑质量
预应力砼技术施工时需配备一支技术熟练的专业队伍，更需要一些专门的设备和工具。因此，对施工企业的等级和素质要求都较高。预应力筋穿束完毕后，检查和调整敷设的各种管线的位置、规格和数量，检查和修补破损的波纹管，进行隐蔽验收，合格后方可浇筑混凝。混凝土浇筑时要注意预留同条件养护混凝土试件，以便张拉时以其强度检测值作为预应力筋后张拉的依据。在浇完混凝土后要及时清理干净锚垫板的面上的混凝土，以确保锚具能顺利地安装。用台座法制作的预应力混凝土构件，一般采用自然养护，为了缩短混凝土的养护时间，加速台座的周转率，提高生产量，也可以采用蒸汽养护或加早强剂。因此，为了确保预应力砼结构的预应力值达到设计要求，必须在生产工艺、质量及安全诸方面严格把关和控制，才能生产出优质的预应力砼结构。
2.3完善预应力砼施工工艺，提高产品质量
尽管我国已能大批量生产高强钢材、锚具和各类预应力混凝土用专用机具，但就其质量的稳定性、耐用性及配套性以及预应力工艺水平而言，与国际先进水平尚有不少差距。因此，我们应广泛地吸收国外的先进经验，尽快完善和提高设计人员、施工人员理论，壮大其队伍，且大力发展大型的专业预应力工程公司，促进其产业化生产，增大集团竞争能力，适应市场的国际化趋向。在施工中，我们应注意预应力和钢筋分项工序的交叉影响，防止因工序交叉造成不必要的冲突，影响施工质量及进度。施工前解决此类问题是保证质量、加快进度的前提。同时，在预应力张拉时，混凝土抗压强度达到100%即可根据土建施工进度安排张拉，单端筋，一端张拉。双端筋，先张拉一端，再补拉另一端。每束预应力筋张拉完后，立即测量校对伸长值。如发现异常，应暂停张拉，待查明原因，采取措施后，再继续张拉。
3.结束语
预应力砼结构 篇4
关键词：钢箱梁,预埋件,悬臂梁,组合结构,施工技术
1 工程概况
巴拉贡北互通式立交位于内蒙古自治区鄂尔多斯市沿黄一级公里独贵塔拉至巴拉贡的吉乡-巴拉贡段内, 其主要功能是为京藏高速公路和沿黄一级公路之间互通而设置的枢纽型立交。互通主线桥和A匝道一号桥主跨跨越京藏高速, 采用边跨 (42 m) +悬臂 (17.5 m) +钢箱梁 (35 m) +悬臂 (17.5 m) +边跨 (42 m) 的钢箱梁-预应力混凝土悬臂梁组合结构形式, 如图1所示[1]。该互通立交大桥主跨的施工是在混凝土悬臂梁端预埋钢梁接头, 然后钢箱梁主梁与预埋件焊接连接, 形成纵向组合的结构形式, 这在国内工程中鲜有实例。
2 工艺原理
钢箱梁主梁加工的同时, 在预应力混凝土悬臂梁两端预埋钢箱梁接头, 浇筑预应力混凝土悬臂梁混凝土达到规定强度后, 张拉预应力钢铰线, 将钢箱梁预埋件接头锚固在预应力混凝土悬臂梁两端。钢箱梁主梁纵横向分为若干个制造节段在工厂加工完成, 经检测合格后运至工地现场。工地现场设置拼装胎架, 对需要合并的节段焊接成吊装单元。采用架桥机完成钢箱梁吊装单元的移梁对位, 然后与预埋件临时固定后落梁。
依次将各吊装单元就位后与预埋件临时固定, 拆除混凝土现浇段支架, 将各吊装单元之间纵向焊缝焊接成整体。悬臂端加载预压, 待悬臂端达到计算标高后钢梁整体与钢箱梁预埋件焊接固定。最后在顶板上焊接剪力钉, 浇筑钢箱梁桥面铺装混凝土[2]。
3 施工工艺流程
3.1 预埋钢箱梁接头
钢箱梁预埋件接头1.5 m长, 重30 t, 与预应力混凝土箱梁同宽。预应力现浇箱梁底模铺设好后绑扎箱梁普通钢筋, 并架设、定位预应力钢束用波纹管。根据图纸设计测量放线, 精确定位钢箱梁预埋件位置。浇筑预应力现浇箱梁混凝土及结合段混凝土, 浇筑过程中应确保管道定位准确并采取有效措施减少水化热, 避免发生温度、收缩裂缝。
3.2 预应力混凝土梁张拉压浆
当混凝土强度达到设计强度的95%且其龄期不小于10 d时方可张拉纵梁和横梁预应力钢束。纵向预应力钢束穿过预埋件, 张拉完后一端锚固在预埋件接头处。考虑到纵向张拉力较大, 普通的铸铁锚垫板与钢板接触时容易产生脆性破坏, 故锚垫板采用热轧钢板加工而成。为避免预埋件接头处钢板应力集中产生过大变形, 在预埋件锚固位置加焊楔形钢板, 以加强预埋件接触处承压能力。
全部预应力钢筋张拉完成后24 h内进行孔道压浆, 孔道压浆顺序是先下后上一次压完, 孔道压浆后, 应立即将梁端水泥浆冲洗干净, 立模浇注封端混凝土。
3.3 钢箱梁单元制造加工及预拼装
钢箱梁节段在专业的钢结构工厂制造加工。钢箱梁的分段根据钢箱梁的结构特点和运输及安装条件进行适当调整, 横向分段方案应报业主并经设计单位确认后方可实施。本桥单幅桥纵桥向将钢箱梁箱室分成3段, 翼缘板分为4段, 横向分成4段, 共14个单元件, 分段位置应错开200 mm以上, 单元划分如图2所示。
钢箱梁单元工厂加工的基本程序为:材料采购→材料复验→钢材矫正→喷丸除锈→钢板拼接→零件下料→板单元组焊→板单元矫正→节段 (块) 组焊→节段 (块) 矫正。加工完的钢箱梁单元必须在工厂内拼装场地进行预拼装, 当发现梁段尺寸有误或预拱度不符时, 可在工厂进行尺寸修正, 避免在施工现场调整的不便。预拼装完成后, 梁段表面采用风动工具打磨除锈, 使钢箱梁内外表面分别达到规定的除锈等级标准。清洁表面后, 在环境温度5~38℃, 相对湿度85%以下时, 钢板喷涂防锈漆[3]。
3.4 焊接拼装吊装单元
钢箱梁单元在工厂制造完成经检测合格后, 运至施工现场。在施工现场搭设胎架, 对需要合并的制造单元进行焊接拼装。半幅桥梁纵向3个节段、横向2个节段, 共6个节段拼装焊接成吊装单元。胎架基础应有足够的承载力, 以保证在整个拼装焊接过程中临时支撑不发生沉降。同时胎架的搭设必须综合考虑设计预拱度及焊接变形的影响。
3.5 钢箱梁单元对位与预埋件临时固定
架桥机经过检验和试运行, 同时报监理工程师同意使用后, 方可进行吊装单元 (单片钢箱梁) 吊装。吊装时, 架桥机吊梁行车对准钢箱梁吊钩下绳起吊梁, 然后纵移梁片, 待梁片后端送到吊梁行车下方时再下绳起吊梁片后端, 梁片全悬吊状态下与钢箱梁预埋接头进行对位。检查接头对位情况, 确保钢箱梁预埋件接头的顶板、腹板和底板与吊装单元接头对齐, 采用槽钢与预埋件进行临时固定, 如图3所示。
3.6 吊装单元纵缝焊接成整体与预埋件焊接
依次将各钢箱梁吊装单元与预埋接头对位进行临时固定, 然后进行单元之间的纵缝焊接, 使钢箱横桥向成一整体。拆除现浇支架, 观察悬臂端沉降。若悬臂端沉降达不到计算标高位置, 必须在悬臂端加载预压。预压重量通过计算确定, 采用重车进行 (通过向重车中加水来调节重车重量) , 预压后待沉降稳定且达到计算标高后, 与预埋件焊接合龙。先焊接其中一端, 另一端先采用临时焊接固定, 再进行整体焊接, 以消除焊接产生的收缩应力。焊接作业必须采取防风、升温及预热措施, 确保焊接质量。
3.7 桥面铺装
在钢箱梁桥面板上焊接剪力钉, 并在剪力钉上绑扎焊接钢筋网, 浇筑一层20 cm厚的C55钢纤维混凝土。混凝土的浇筑过程中采用平板振捣器振捣, 同时还应考虑混凝土振捣后有一定的沉降量, 故摊铺时要留一定虚铺高度, 以使捣实后的面层标高与设计标高相符。
4 质量控制关键点
4.1 焊接质量控制
为保证本工程焊接质量, 根据设计文件的要求, 对拟采用的焊接工艺进行试验评定。所有试件焊接后均经焊缝外观检查和内部超声波探伤。焊缝外观成型应良好, 无气孔、夹碴、咬边、尺寸不足等缺陷。内部超声波探伤对接焊缝质量标准为Ⅰ类, T型接头质量标准为Ⅱ类。对接焊缝超声波探伤合格后, 进行射线探伤, 质量标准达GB3323规定的二级。
4.2 钢箱梁预埋件的安装和定位控制[4]
根据图纸设计测量放线, 精确定位钢箱梁预埋件位置。将预埋件初步定位, 用电焊点焊于梁非主受力钢筋。再次复核预埋件位置, 确定无误后将预埋件加固, 焊接牢固, 加固过程中应保证预埋件的垂直度、平整度偏差均不大于3 mm, 水平标高偏差不大于10 mm, 预埋件位置与设计位置偏差不大于20 mm。
4.3 钢砼结合段混凝土质量控制
为避免钢砼结合段混凝土的开裂, 对混凝土的工作、力学、耐久以及抗裂性能进行对比试验后确定, 加大结合段混凝土配合比设计中水泥量, 主要从砂率、添加剂等方面进行优化。浇筑过程中, 根据情况在满足砼泵送要求的前提下尽可能降低坍落度, 但严格控制在16 cm以内;在混凝土中适当掺入粉煤灰和外加剂;采用两级配石子;在砼中掺入掺量为0.9 kg/m3的抗裂纤维, 以提高砼的抗裂性能。
4.4 钢箱梁整体与预埋件焊接质量控制
钢箱梁主梁整体与预埋件接头焊接之前, 需精确计算出体系转换前与转换后预应力混凝土悬臂端的垂直方向位移变化, 保证消除体系转换过程中产生的应力。
钢箱梁整体与预埋件的临时固定, 可视为钢箱梁与预应力悬臂端铰接固定, 计算出悬臂端垂直方向的位移为3 cm。监测预应力混凝土两悬臂端的沉降, 待悬臂端沉降达3 cm后将钢箱梁整体与预埋件焊接。与预埋件焊接固定时先焊接其中一端, 另一端先采用临时焊接固定, 再进行整体焊接, 以消除焊接产生的收缩应力。
钢箱梁整体与预埋件焊接精度控制关键是调整梁段与预埋件接口处的钢板对接平整度。钢箱梁板对接拼板平整后, 其错边量≤2 mm。对于错边量大的板边, 先用火焰校平, 再用马板点固。
4.5 桥面铺装质量控制
加强混凝土拌合物卸料时的坍落度检测, 在摊铺过程中如发现钢纤维有结团现象, 须及时人工撕开抖散, 并注意摊铺时不出现离析现象。在规定的连续施工区段内的钢纤维混凝土必须连续浇筑, 不能中断, 若中断钢纤维沿接缝的表面将起不到增强作用, 易产生裂缝。
5 结语
国内外关于钢混组合结构通常是采用剪力连接件把钢箱梁和混凝土板连接成整体的叠合结构, 已有类似成熟的施工工艺[3,4]。而在混凝土悬臂梁端预埋钢梁接头, 钢箱梁主梁与预埋件焊接连接, 形成纵向组合结构形式, 然后在钢箱梁上浇筑混凝土桥面形成叠合结构形式的钢箱梁-预应力砼悬臂梁组合结构却不多见。本文总结了钢箱梁-预应力砼悬臂梁组合结构的施工方法, 保证钢箱梁主梁与预埋件焊接体系转换为连续结构的安全性, 避免在接头位置出现较大的应力集中, 可提高体系转换的可靠性, 可为今后类似的钢混组合结构施工提供借鉴。
参考文献
[1]上海市城市建设设计研究院.内蒙古鄂尔多斯市沿黄一级公路独贵塔拉至巴拉贡段两阶段施工图设计[R].
[2]黄卫, 刘振清.大跨径钢桥面铺装设计理论与方法研究[J].土木工程学报.2005, 138 (11) :51-59.
[3]TB/T 1527—2004铁路钢桥保护涂装[S].
高效预应力高强砼空心板的施工控制 篇5
高效预应力高强砼空心板的施工控制
本文阐述了在焦巩黄河公路大桥工程及连接线工程中高效预应力高强混凝土空心板在桥梁施工方法和控制措施,并通过实验分析这种施工方案的可行性.
作 者：王涛 谢江涛 作者单位：焦作市公路管理局,河南,焦作,454000 刊 名：中国科技博览 英文刊名：ZHONGGUO BAOZHUANG KEJI BOLAN 年，卷(期)：2009 “”(5) 分类号：U445.47 关键词：高强砼空心板 施工控制预应力砼结构 篇6
【关键词】预应力砼管桩；施工；质量；控制；方法
一、前言
传统预应力砼管桩施工中，主要采用的施工方法為锤击法。随着建筑工程项目施工技术的进一步发展，静压法在预应力砼管桩施工中的应用逐渐广泛；静压预应力砼管桩具有使用性能高、施工成本低、承载能力强等多个优点，预应力砼管桩施工人员在采用静压法施工的时候，应当对预应力砼管桩施工质量进行严格的控制，只有这样才能够保证预应力砼管桩的性能能够得到充分的发挥。
二、前期施工质量的控制
1、重视施工前期的审核
施工单位在开展预应力砼管桩施工之前，应当严格执行审核制度，确保预应力砼管桩施工中的各个要素到位。审核工作主要包括：①对预应力砼管桩施工中各个部门的工作人员进行清点；②考核施工人员的实践技能，通过考核的施工人员才能够上岗操作；③核对预应力砼管桩施工方案，保证施工方案符合施工现场的实际状况，确保施工方案合理之后，由建筑工程项目负责人组织预应力砼管桩施工。
2、重视施工前期的检查
预应力砼管桩在运至施工现场之后，施工单位应当安排专人对桩身弯曲度、桩身长度、壁厚以及管桩外径进行严格的检查，并且对指标参数进行严格仔细的核对，对于质量不符合相关规定的砼管桩。同时，施工人员还要根据施工设计图纸，检查预应力砼管桩的表面状况，例如：预应力砼管桩表面有无出现断裂、裂缝等一系列不良状况。
3、重视施工前期的协调
预应力砼管桩施工前期中的协调工作，主要就是对施工机械设备进行协调，特别是在压桩机的选择方面。施工单位应当根据施工图纸、砼管桩型号的一系列情况，对压桩机进行合理的选择。在操作压桩机可能会发生故障，所以必须预先对紧急处理方案进行制定，防止由于压桩机施工中断对预应力砼管桩施工质量造成影响。
4、重视施工前期的定位
施工单位应当重视预应力砼管桩分布定位的准确性，桩位与放线是否符合相关规定中的标准，直接影响着建筑物的整体质量。工程检测人员应当将施工现场中的测量数据综合起来，然后对预应力砼管桩基线的位置进行确定，并且按照施工设计图纸的要求对定位线进行布置。管桩定位完成之后，监理人员对其进行审核，保证无误之后才能够正式的进行施工。
三、施工过程中的质量控制
1、控制压桩的质量
压桩过程中质量控制的重点，主要在于确保桩的垂直度，每次对一段桩压进，都要对桩身垂直度进行测量，只有这样才能够确保管桩垂直度符合相关规定中的标准。施工人员在压桩过程中，应当实时对桩位的状态进行观察，避免桩位发生偏移现象；通常情况下，压桩深度达到1m之后，应当暂停施工，在确定桩身垂直度符合标准之后，才能够进行压桩施工。
2、控制接桩的质量
接桩施工在开始之前，应当检查砼管桩桩头与地面间隔距离的长短，一般情况下，两桩间距在1-1.2m之间的时候，就可以进行焊接接桩施工，如图1所示。焊接之前，应当对钢板上的杂物进行清理，保证连接位置之后再对其进行焊接施工。技术人员应当对焊接层数进行严格的控制，保障上管桩与下管桩处于同一条中心线上，这是接桩施工的重中之重，一旦上下管桩出现偏移状况，应当及时的对其进行纠正处理。
3、控制终压的质量
在对终压方案进行制定的过程中，应当充分考虑桩土、桩长以及桩型等多个方面，还要根据实际情况选择相应的终压措施。对于终压技术指标的确定，一般情况下要重视两个方面的要求：一方面是根据施工图纸上的相关规定对终压参数进行确定，另一个方面是根据施工现场中的实际状况，对下压深度进行合理的分析，使用测量仪器进行终压形成的桩顶标高进行严密的观测。
4、特殊处理
预应力砼管桩施工过程中，难免会遇到一些比较特殊的情况，施工人员在面对特殊情况的时候，应当对其进行及时、有效的处理。例如：在遇到雨水天气的时候，施工人员应当在施工现场中对集水井进行布置或者对排水沟进行开挖，及时的将雨水排出施工现场，如果预应力砼管桩垂直度出现偏移状况，那么应当立即停止预应力砼管桩施工，使用施工机械设备将预应力砼管桩架住之后，对其进行适当的调整，确保垂直度符合相关规定标准之后，才能继续进行施工。
四、结语
预应力砼管桩施工是建筑工程项目建设中的一种新技术，施工人员在进行预应力砼管桩施工之前，应当全面了解与掌握建筑工程施工现场的实际情况；在施工过程中严格按照相关规定中的要求进行施工，制定合理的应急处理方案，才能够有效的控制预应力砼管桩施工的质量。
参考文献：
[1]王城杰，王玉格，赵国良.预应力砼管桩静压施工的质量控制[J].黑龙江科技信息，2013（03）.
[2]赵建中.静压预应力砼管桩施工质量控制[J].江西建材，2013（28）.
静压预应力砼管桩施工质量控制 篇7
1 施工质量控制
1.1 静压沉桩机理
静压沉桩是依靠压桩机械设备的自重和压重对预制桩施加垂直压力, 将桩压入或挤入土中。压桩结束后, 桩周土体内孔隙水压力逐渐消散, 土体产生径向固结, 桩侧摩阻力增大, 土体强度得到恢复。压桩一般分节压人, 逐段接长, 同一根桩各工序应连续施工, 防止中途停歇过久而压不下去, 影响桩的极限承载能力。
1.2 静压预应力砼管桩施工前的准备工作
1.2.1 工程施工图纸准备
根据工程勘察报告和桩基础施工图纸, 结合现场情况及相关标准规范, 施工前组织图纸自审, 参加图纸会审, 形成会审纪要;涉及变更的, 应要求设计单位及时变更, 使工程施工依据准确、合理。
1.2.2 施工技术资料准备
(1) 工程地质勘察资料:
施工单位应结合施工图纸要求, 认真熟悉勘察报告, 了解地下水的分布, 掌握工程地质特征, 为正确施工桩基础做好准备。
(2) 施工场地与环境条件的资料:
特别在城市中心地带或人口密集地区, 交通设施、高压线路、地下管线和构筑物的分布往往很复杂, 如果施工前情况不明, 施工就可能破坏地下水管、刮碰高压线路、损坏市政道路等, 造成经济损失和安全事故。
1.2.3 现场准备
为保证桩机施工需要的工作面, 需对场地进行三通一平工作、桩机移动及场内运输道路的修建平整、场地排水沟准备、清理高空和地下障碍物等, 做好桩位坐标的测控体系。
1.2.4 管桩质量验收
砼预应力管桩到场后, 检查管桩的检测报告、规格型号 (包括外径、壁厚、桩表面质量、桩身长度、桩身弯曲度等) 严格对到场砼预应力管桩按施工图纸及规范进行验收并做好记录, 正确堆放砼预应力管桩, 防止管桩变形。
2 静压管桩施工常见质量问题分析与处理
2.1 沉桩达不到设计要求
管桩施工的最终贯入度和最终标高作为施工过程工艺的最终质量控制。一般情况下, 常以一种控制标准为主, 以另一种控制标准为参考。
原因分析:一是地质勘察资料与实际工程地质存在偏差, 发生配桩长度不准确, 使沉桩达不到成桩设计要求的相关控制值, 如桩顶标高、终压力、贯入度等。二是由于设备故障等原因使沉桩过程突然中断时间过长, 桩周阻力增大, 难以沉桩到设计要求的持力层。
防治措施:应探明工程地质情况, 必要时应作补充地质勘察, 合理选择持力层和成桩的相关控制值。根据有关要求合理选择沉桩设备, 在沉桩过程中发生异常情况时, 应冷静分析原因, 找出对策, 不能盲目加大压桩力强行沉桩, 以防止桩身断裂。
2.2 邻桩上浮或桩头位移
在沉桩过程中, 相邻的桩可能因挤土效应而产生桩身上浮或横向位移现象。
原因分析:一是静压管桩属于挤土桩, 在沉桩过程中存在挤土效应会使地面隆起, 特别当土层是饱和性软土、桩距较密、桩数较多时, 土被挤到极限密实度而向上隆起, 后施工的桩便会对先前施工或相邻的桩产生向上拉力, 使其桩身上浮或被推向一侧。二是施工中桩位被挤压偏离或标志丢失, 造成桩位错位较大。三是选择的沉桩顺序或行车路线不合理。
防治措施:当施工中发现桩身上浮时, 最有效的方法是采用取土引孔压桩法, 即用螺旋钻机在设计桩位取土引孔后随即压入管桩, 在压缩性较差的土体中施工, 引孔的孔径应比桩径小50～100mm, 引孔深度一般应控制在桩长的30%内, 并做到随引孔随压桩, 以免地下水渗入孔内引起塌孔或地下水泡软桩端土层使桩端土承载力降低。
2.3 接桩处开裂
上下两节桩在接桩处出现开裂现象。
原因分析:一是上下两节桩不在同一条直线上, 使压桩过程中接桩处焊缝局部产生过大集中应力而开裂。二是采用焊接连接时, 连接处端板表面未清理干净, 桩端不平整。三是未严格进行分层施焊、焊缝不连续、不饱满及焊缝中夹有焊渣等杂物, 焊接结束后停歇时间较短或焊缝遇地下水出现脆裂。
防治措施:在管桩接桩前应先复核上下两节桩的桩心错位是否在允许偏差值之内, 一般宜设置接桩临时导向箍, 使上下两节桩保持顺直。焊接前应检查焊条和焊接设备适用完好, 并利用钢刷将两节桩的端板表面清刷干净。
2.4 桩身断裂
在沉桩过程中, 桩身突然发生较大倾斜而断裂。
原因分析:一是地面突然发生较大的不均匀沉降, 桩机和桩身严重倾斜, 使桩身受到不能承受的弯矩而折断;二是桩身混凝土存在质量问题, 使桩身局部强度不够, 沉桩过程中混凝土发生破碎;三是桩的运输、堆放、起吊方法不当, 也会产生裂纹或断裂。
防治措施:沉桩过程中, 如发现桩不垂直应及时纠正, 接桩时, 要保证上下两节桩的顺直, 且压桩的下沉速度不宜太快。同时要对进场的管桩进行严格的质量检查, 桩在运输、堆放、起吊过程中应严格按照设计说明中的要求和操作规程执行。当施工中出现桩身断裂, 应会同设计人员共同研究处理办法, 根据断裂部位可采取加固措施, 不能加固的应采取补桩的方法。
2.5 桩身倾斜
桩身垂直度超过允许偏差值。
原因分析:一是场地不平、有较大坡度, 桩机本身倾斜, 首节桩初压至桩身基本稳定时才能及时校正垂直度, 稳桩时桩不垂直。首节桩垂直度偏差不得超过桩长的0.5%。送桩器、桩帽及桩不在同一条直线上, 则桩在压入过程中就会逐渐产生较大倾斜。二是接桩引起桩身倾斜。预制管桩接头不宜超过3个, 接桩宜在桩尖进入硬土层后进行。接桩时上、下段桩的中心线偏差不宜大于2mm, 节点弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。三是基坑土方开挖不当, 桩身侧向受力不平衡引起大面积群桩倾斜, 特别是表层软土土层厚度大, 每次开挖的厚度超过规定, 桩身倾斜的可能性更大。
防治措施:场地应平整, 对于发现局部平整度差、土质松软时, 应在桩机行走路线上加设垫木或其它材料, 使桩机底座保持水平。对基坑土方开挖不当引起倾斜的桩, 应组织有关单位进行调查分析, 采取桩基联合承台的加固措施或补桩的方法。施工中应严禁边沉桩边开挖, 土方开挖应采取分层分段均匀对称进行。对于软土土层, 桩周土体高差不得大于1.0m, 并注意保持基坑围护结构或边坡土体的稳定。严格控制接桩的垂直度质量, 强化接桩工艺质量验收, 做好隐蔽质量记录。
2.6 挤土效应
原因分析:在城市密集区进行静压管桩施工时, 沉桩过程中的挤土效应容易对周围建 (构) 筑物、地下管线等造成影响和破坏, 其影响范围约为桩长的1.2～1.5倍。
防治措施:在可能被破坏的建 (构) 筑物一侧设置防挤沟, 一般采用深1.5～2.0m、上宽2.0m、下宽1.0m的梯形沟, 其作用是减少压桩时引起表层土体的水平位移, 降低土体内超静孔隙水压力, 使挤压压力迅速消散, 防止建 (构) 筑物隆起、地下管线位移或受土挤压而破坏等。
3 成桩质量检查
(1) 采取直观的方法对桩身质量检查。
将低压电灯泡沉入桩内腔, 若桩内腔完整干燥说明桩身质量基本完好无损坏;
(2) 低应变检测试验, 检测桩身完整性。
在管桩顶部安装一个响应传感器并用手锤施加一锤击力, 由基桩检测系统采集信号、进行处理, 进而得到桩完整性检测结果;
(3) 静载承载力试验。
成桩后选择具代表性的桩 (一般先取20%以上且不得少于10根) , 采用静荷载试验的方法, 确定成桩的单桩竖向承载力。现场检测人员配合做好最终沉降量和残余沉降量的记录工作;然后选择3根以上且多余总桩数的1%管桩做静载, 做好试验记录。
4 结束语
复杂地层中的管桩施工难度较大, 但若在施工前做好充分准备, 对各种可能出现的问题采取相应对策, 加强施工过程控制和成桩质量检测, 就能及时规避静压预应力砼管桩施工中出现的质量问题。
参考文献
[1]张东林.静压预应力混凝土管桩的施工质量控制[J].广东建材, 2007 (6) .
预应力砼连续箱梁施工裂缝浅析 篇8
1 箱梁裂缝的种类及成因
1.1 收缩裂缝
1.1.1 沉陷裂缝
当外界湿度减小时, 梁体水份就会蒸发, 引起凝胶失水, 失去水膜的胶粒由于水分引力作用, 使胶粒间距变小, 产生收缩, 由此引起的裂缝就是沉陷裂缝。其一般在浇筑后几个小时就发生。砼浇筑后若不及时养护, 几小时内在梁体顶板产生的裂缝就是沉陷裂缝。
1.1.2 干缩裂缝
当砼内毛细水减少时, 会引起毛细管内压力增大, 使管壁受到压力, 其压力随温度减小而增大, 表现为体积的“干缩”。由于箱梁内部与外表温度不同, 从而使内部与外表面干缩的速度也不一样, 表面干缩比内部快, 所以在外表面产生拉应力引起干缩裂缝。同时由于新的砼干缩比老的砼快, 从而在接缝处新砼受老砼的约束, 导致新面变化, 在接缝的表面产生干缩裂缝 (即施工缝) 。
砼的干缩大小与水泥的品种、水泥的用量和单位用水量有关。在施工中水泥标号越高、水泥颗粒越细, 水泥用量越多、单位用水量越大时, 砼的收缩也越大。此外, 砂石在砼中形成骨架, 对受伤有一定的抑制作用。砂石愈干净、捣固愈密实, 砼的收缩量也就愈小。
1.2 温度裂缝
连续箱梁在施工时受到来自与主墩临时混凝土固结支座的约束, 也受到来自钢筋及预应力不均匀作用的外部约束, 同时受到来自箱梁内部顶板、腹板、底板的截面厚薄不一的内部约束, 在有外部及内部约束的情况下, 砼在升温及降温过程中将产生温度应力。
同时, 连续梁在悬臂分块浇筑过程中, 早已硬化的“老”砼块体可对新接浇块体的温度变形起到约束作用, 并有可能在新块体中引发裂缝, 这种由于新老痛温差所引发的温度裂缝, 机制简明预防这种裂缝最有效可行的办法就是降低砼浇筑温度以减小温差。
1.3 预应力裂缝
预应力裂缝主要容易出现在端块锚下应力区以及梁底沿纵向预应力筋的纵向裂缝。张拉时砼的强度未达到, 锚中局部应力由泊松效应产生横向环状拉应力, 拉应力可以导致开裂;底板中部纵向预应力的泊松效应及施工过程中预应力管道周围砼的收缩不均匀, 容易造成底板横桥向拉应力过大, 导致底板纵向裂缝。
2 防止箱梁裂缝工艺技术措施
2.1 砼的质量控制
2.1.1 原材料质量的进场把关
2.1.1. 1 水泥的选择。
水泥的品质影响水泥凝胶的组分、结构和数量, 所以也影响水泥的毛细孔、凝胶孔德形状、尺寸和数量, 并进而影响到砼的干缩性。水泥的干缩性可随下列因素而降低:a较低的C3A/SO3比;b较低的Na2O和K2O含量;c较高的C4AF含量。
2.1.1. 2 骨料的选择。
砂石一般不与水泥浆起化学反应, 它们在砼中主要起到骨架作用, 因而可以降低水化热, 大大减少砼由于水泥浆硬化而产生的收缩, 并起到抑制裂缝发展的作用。
由于骨料在砼中起着重要作用, 故砼中骨料应具有良好的颗粒级配, 以尽量减小空隙率;砂石表面应干净, 以保证与水泥浆更多地结合;应尽可能减少含有的杂质, 以保证砼的耐久性。石子的粒径较大时, 砼所需的水泥用量和用水量都减少, 降低砼的水化热, 同时砼的干缩也较小。但石子太大, 砼的搅拌和其他操作在施工中都将发生困难, 而且易产生离析。针对以上情况, 在施工中选用两个级配, 一种为5-16mm碎石, 另一种为10-25mm粒径石子。
使用砂子过粗易使新拌砼产生泌水现象, 影响砼的和易性;使用的砂子较细时, 又会使砼粘聚性略大、保水性好、易于振捣, 但干缩较大、表面容易产生干缩裂缝。结合施工经验, 粗砂细度模数为2.6-2.9。
2.1.1. 3 外加剂的选择。
箱梁钢筋较密, 再加上有波纹管, 因此要求砼的流动性大, 和易性好, 故使用减水剂、密实剂。减水剂可改善砼的和易性, 减少水的用量, 减慢水化初期水化热产生的速度, 有利于改善砼的温度应力, 减少开裂现象;密实剂可使各层砼连接较好, 避免施工缝的出现。
2.1.1. 4 配合比的选择。
配置砼就是在满足砼和易性、强度、耐久性及尽可能经济等四项基本要求下, 比较合理地确定水泥、水、砂子、石子四者的用量比例关系及外加剂的比例。在确保砼的浇筑均匀、振捣密实的前提下, 采用较少的拌合水量, 较小的水灰比, 较好的骨料级配以及较小些的坍落度, 较低的拌合温度, 都是有助于降低砼的干缩性的。
2.2 箱梁施工工艺技术控制
2.2.1 养生控制
砼浇筑完成后即进行养生, 能促进硬化作用得以充分发挥, 防止干缩裂缝的出现。在施工中通常采用直接往砼表面浇水的方法, 使砼表面保持绝对湿润, 防止砼时干时湿, 致使顶板开裂。
2.2.2 混凝土浇筑质量控制
连续箱梁的浇筑采用从顶板下料, 先浇筑底板, 再浇筑腹板, 最后浇筑顶板的浇筑顺序浇筑, 并分别采用不同的坍落度控制。底板和顶板控制在14-16cm之间, 腹板控制在16-18cm之间。
砼的振捣以附着式为主, 插入式振动棒为辅, 且重视附着式振动器的设置。附着式振动器必须两边对称振动, 控制振动时间。底板和顶板采用插入式振动棒捣固, 要布点均匀, 逐步振捣, 尤其是注意锚头位置和新老混凝土接缝位置的振捣, 不可过振或漏振, 保证砼的质量, 抑制裂缝的产生。梁体顶板在浇筑后要二次收浆, 抹面拉毛, 防止沉陷裂缝的出现。
2.3 预应力张拉控制
预应力施工是一道关键工序, 是保证整个梁体质量的重要环节, 也将直接影响箱梁以后的承载力。施加预应力要求精度高, 故在施工中易受各方面的不良影响, 如锚头砼质量, 锚下钢筋及弹簧筋的布置, 张拉机具及施工人员的技术水平等。在施工中采取以下措施: (1) 标定千斤顶、油表, 使其处于良好的工作状态; (2) 检查锚具、钢绞线的质量, 杜绝不合格产品; (3) 控制张拉时砼的强度和弹性模量; (4) 使工作锚与锚垫板贴近, 并且夹片安装均匀、打紧; (5) 加载卸载时要平稳、缓慢, 不可过快产生冲击力; (6) 张拉顺序须严格按照设计张拉顺序施工。
3 结束语
由上述可知, 任何一种裂缝的产生, 都离不开某一种因素的影响, 正所谓凡事必有起因。因此, 作为一名经验丰富的工作管理者, 当我们在制订这些裂缝防控措施时, 切不可盲目地进行照搬照套, 而是必须从科学的角度出发, 在原因的定性查找上多下功夫, 多做工作, 只有确定了真正的裂缝成因后, 我们才能做到“对症下药”, 做到“药到病除”, 以避免了一些无用功的决策错误, 从而为箱梁的有效管理提出一套切实可行的控制办法。
摘要：本文以预应力砼箱梁施工裂缝这一专题展开论述, 从实践及管理的角度出发, 详细地阐述了梁体裂缝的存在种类, 以及各种裂缝的环境诱发成因, 并结合目前工程实际运用, 对预防类似裂缝问题提出了个人的想法和建议, 以供业内同行日后在进行类似工程的施工控制时能起到一定的借鉴价值。
关键词：预应力箱梁,箱体裂缝,裂缝类型
参考文献
[1]JTJ041-2000, 公路工程桥涵施工技术规范[S].
关于预应力砼箱梁工艺控制的探讨 篇9
1 施工方案确定
1.1 施工方案选择:
根据设计文件、施工现场及施工设备条件, 选择地基处理类型、支架方式以及模板的采用。
1.2 根据力学分析, 确定地基处理深度、支
架步距、模板厚度及其支撑梁类型、型号, 进行地基承载力、模板及其支撑梁刚度和强度、支架承栽力和稳定性验算。
2 地基处理
地基处理前, 对场地进行测定, 控制处理标高和范围, 按施工规范要求进行地基处理。过程中必须力求地基处理均匀、连续, 保证地基不产生不均匀沉降;顶面要平整、设坡 (混凝土>2%, 水稳层等粗面>3%) , 两侧设置纵向排水沟, 以满足排水要求, 确保处理后的稳定。地基处理后, 进行地基承载试验 (方法是:在现场设置承压板, 按设计分级施加竖直荷载, 测定承压板压力与地基变形, 将成果绘成压力～沉降关系曲线即P-S.P-S关系线如果接近于直线, 则此阶段地基中各点的剪应力, 小于地基土的抗剪强度, 地基处于稳定状态。此阶段主要是土颗粒互相挤紧、土体压缩的结果。所以此变形阶段又称压密阶段。变形的速率随荷载的增加而增大, P-S关系线是下弯的曲线。其原因是在地基的局部区域内, 发生了剪切破坏。这样的区域称塑性变形区。随着荷载的增加, 地基中塑性变形区的范围逐渐向整体剪切破坏扩展。所以这一阶段是地基由稳定状态向不稳定状态发展的过渡性阶段。当荷载增加到某一极限值时, 地基变形突然增大, 说明进入塑性变形区, 发展、形成与地面贯通的连续滑动面。地基土向承压板的一侧或两侧挤出, 地面隆起, 地基整体失稳, 承压板也随之突然下陷。P-S关系线由直线刚进入下弯曲线时的压应力为地基容许承栽力) 。按计算地基承栽力进行加载, 各测点必需在P-S关系线的直线段, 方能满足施工要求, 否则需对地基进行另外的处理。
3 支架搭设
首先是测量放样, 确定支架的平面位置, 对所有构件进行严格检查和验收, 合格方能投入使用。严格按施工方案搭设支架, 搭设顺序应从一端向另一端或从中间向两端推进, 不得从两端向中间合拢搭设, 否则由于安装误差无法合拢。特别要注意:承载构件保证垂直、起整体联系作用的水平拉杆、剪刀撑搭设位置准确、牢固。搭设支架完毕后, 进行验收, 整个施工过程必须符合相关的安全、技术规范要求。
4 底板安装及预压
根据施工方案进行底模及其支撑梁的搭设及安装。布设地基及支架预压观测点, 一般, 地基观测点布在每跨的1/4、1/2、3/4跨处;支架观测点在墩边缘、1/4、1/2、3/4跨处;分左、中、右对称布设。
预压荷载包括钢筋混凝土及除底模外模板的重量, 模拟混凝土实际施工时受载情况, 分级分布荷载, 分级观测。加载完成后每天观测1次, 除观测点测量, 还需检查支架、模板及地面受压后的变化情况, 做好记录, 进行资料整理, 计算平均沉降值和各点沉降值。一般预压时间为7天或支架日沉降量不大于2.0毫米, 进行卸载。卸载后, 进行观测点测量, 整理数据, 根据地基及支架的沉降观测数据进行分析、计算, 得出支架和地基弹性沉降变形量, 非弹性沉降变形量。
根据各跨平均弹性变形量, 逐跨计算底模抛高值 (抛高值:Y=U*fX (L-X) /L2, f:梁跨中失高抛高, X:距墩中距离, L:跨径, U:根据实际平均弹性变形量调整修正系数) , 根据计算底板抛高值进行卸载后底模调整。
5 钢筋、侧模、内模安装及混凝土施工
其施工要点和一般钢筋混凝土结构相同, 施工顺序:底板、腹板的钢筋骨架→立腹板内外侧模及翼板底模, 浇筑第一次砼, →立顶模绑扎箱梁顶板及翼板钢筋→预埋件、预留筋, 浇注第二次砼。必需注意; (1) 因钢筋骨架比较长, 要做好其固定和支撑, 保持骨架顺直; (2) 混凝土量大, 必要确保施工连续和有较好工作性;严格控制混凝土施工顺序 (采用“分层分段由跨中向两边两端推进”的浇筑方式。在横断面上分两次灌注:第一次灌注底板与腹板, 第二次灌注顶板、翼板砼, 分界线设在顶板底翼角处;在纵断面上每一联一次连续灌注完成, 两次浇灌间隔时间不小于5天, 且第一次浇灌砼强度须大于设计强度的85%) .3、有预应力的, 一般采用先穿束;严格控制波纹管安装位置, 定位钢筋可靠、牢固, 保证波纹管在砼振捣过程中不会发生移动;多跨连续预应力箱梁顺桥方向波纹管应设压浆排气管, 一般设在每跨竖向顶部, 引出砼面, 压浆排气管设置应牢固, 且不引起波纹管漏浆;编束时, 应逐根理顺, 绑扎牢固, 防止互相缠绕;穿束后, 钢束应能在管道内自由地滑动, 否则应继续查明原因, 进行纠正;4、加强支架、模板检查和观测点测量, 发现异常情况, 立即撤离现场所有施工人员, 停止砼浇灌, 检查支架, 分析原因, 采取合理措施进行处理。
6 预应力筋张拉和拆模
多跨连续预应力箱梁张拉前, 应注意:
(1) 控制数据计算中:顺桥方向的θ取值为:张拉端到计算截面曲线孔道切线角的总和;根据千斤顶行程合理安排张拉次数;调高初张应力为15%σk;一般采用两端张拉, 顺序由设计图纸提供, 原则上是左右对称张拉 (要准备四套设备) , 条件不允许时, 就要分级左、中、右进行循环张拉; (2) 对施工班组进行技术交底, 确保张拉次序和控制指标得到严格落实。
张拉前和实施过程中控制和一般梁板相同, 但因时间跨度长, 必须加强现场管理, 及时进行数据整理。锚固前, 双控指标出现偏差时, 应及时分析原因, 假如由张拉力不足引起, 应及时补足。顺桥方向孔道压浆采用两端多次循环方式, 确保孔道压浆饱满。预应力箱梁压浆或普通箱梁砼达到规范允许卸架强度要求 (或设计另有规定) 后, 方能进行卸架。拆架顺序一般采用:先松后拆, 先跨中后两边顺序循环操作。在以上过程中必须作好观测点测量, 发现异常, 应及时暂停施工, 采取相应措施进行处理。以确保施工的安全和质量。
7 施工注意事项或特殊问题相应处理对策
预应力砼连续箱梁施工, 预应力钢铰线 (或钢筋) 的定位张拉是预应力混凝土结构至关重要的工作之一。预应力钢铰线 (或钢筋) 的定位即是其管道的定位, 而目前管道我们常见的是波纹管。实际操作中可采用座标法定位及检查评定;以管道纵向为X轴以跨中 (或端头) 底为0点而沿管道纵向向上为Y轴, 左右方向为Z轴, 我们只要控制YX方向偏差都不超过规定要求 (如5m) 即满足要求, 这样操作既方便检查易行, 又便于资料归档。管道固定也是一个施工要点, 严格控制混凝土浇筑过程中管道变位, 特别是管道上浮。实际中我们宜采用圈形或“U”形“ () ”形双钢筋固定在主筋上但不得采用铁丝。
预应力筋张拉在于受力效果。张拉时混凝土强度不小于设计强度的95%, 除非设计另有规定, 注意混凝土试件须与构件同条件养护。张拉控制目前采用双控制, 即张拉应力和引伸量的控制。张拉力无论采用大吨位机具整束张拉还是低吨位机具一根一根张拉, 都易操作;但引伸量有时会偏离设计及规范规定, 若引伸量小于设计及偏差低限, 我们要尽可能采取减小或克服摩擦的方法使引伸量达到规定的范围内, 如:在孔道内灌以肥皂水 (但压浆前须冲洗干净) ;可以提高3%的吨位再放到100%;单向张拉可以采用103%或105%吨位张拉放张再张拉放张如此反复直到规定范围, 有条件的可以改用双向张拉;双向张拉可采用反复单向张拉以达到要求, 当然可以将以上方法配合使用。
8 结束语
综上所述, 我们可以看出, 预应力砼连续箱梁施工, 其工程质量技术控制重点, 往往离不开对细节的控制。无论是从最开始的地基处理、支架搭设, 还是混凝土浇筑、预应力后张拉等等, 都有一套详细而明确的操作规程。在各个工序、工艺控制中, 都详细规定了如何正确地进行操作以及当一项操作进行到何种程度就满足规定的要求。本人认为, 在施工过程中, 我们只有坚持了对这些大大小小要求的控制, “从严出发、从细控制”, 箱梁质量的控制问题, 将不会再困扰我们。
摘要：为确保工程施工质量, 本文针对预应力砼连续箱梁施工质量控制问题, 从施工实践的角度出发, 详细探讨了各个工序工艺的技术控制要求, 对施工过程中容易的失误, 或经常出现疏漏进行归纳, 以资借鉴。
关键词：预应力砼,箱梁质量,工艺控制
参考文献
预应力砼连续箱梁裂缝分析及防治 篇10
从理论上说, 预应力混凝土连续箱梁桥在运营阶段是不存在裂缝的。然而近年来, 大跨度预应力混凝土连续箱梁桥在施工过程中或使用阶段普遍出现了不同性质的裂缝, 常见的有弯曲裂缝、腹板斜裂缝、横隔板裂缝、顶底板纵向裂缝、底板齿板裂缝及底板混凝土保护层劈裂等。为了避免这些裂缝的产生, 本文对预应力混凝土连续箱梁裂缝的种类和产生原因作了较全面的分析总结, 并从设计方面找出了控制裂缝的方法。
2 裂缝产生的原因分析
2.1 弯曲裂缝
弯曲裂缝一般发生在剪力较小的跨中附近和支座负弯矩处, 主要是由弯曲正应力引起的, 并随着时间的推移不断向受压区发展, 裂缝数不断增加, 且裂缝区逐渐向跨中两边扩展, 如图1所示。
箱梁在对称挠曲时, 仍认为服从平截面假定原则, 梁截面上某点的应力与距中性轴的距离成正比。因此箱梁的弯曲正应力为
一般梁理论中, 弯曲剪应力计算公式为
式中:b为计算剪应力处的梁宽;Sx=∫
但在箱梁截面中无法预先确定剪应力零点, 所以不能直接应用上式计算弯曲剪应力, 这是一个内部超静定问题, 必须应用补充的变形协调条件才能求解。
如图2所示, 箱梁在截面的任一点切开, 假设一未知剪力流q1, 对已切开的截面可利用计算箱梁截面上各点的剪力流q0, 由剪力流q1与q0的作用, 在截面切开处的相对剪切变形为零, 即
式中:ds为沿截面周边量取的微分长度;∫s为沿周边积分。剪应变为
而剪力流为
联立求解为
式中:
弯曲裂缝关系到超过混凝土抗拉能力的拉应力。在连续箱梁内, 在正弯矩区的梁底部和负弯矩区的梁顶部一般可发现这些裂缝, 正弯矩的弯曲裂缝将贯通底板宽度, 严重时将扩展到腹板中, 在负弯矩区, 由于发生使该区内拉应力减少的弯矩重分布, 截面顶部的弯曲裂缝较少出现。
2.2 腹板斜裂缝
斜裂缝也称主拉应力裂缝, 是预应力混凝土连续箱梁桥中出现最多的一种裂缝。往往发生在剪应力最大的支座附近, 与梁轴线成25°～50°, 并随时间的推移不断向受压区发展, 裂缝数不断增加, 且裂缝区逐渐向跨中方向扩展, 如图3所示。
箱梁是一种空间结构, 受力复杂, 但箱梁腹板的受力状态仍可简化为平面应力模式进行分析, 主要应力为腹板平面内的纵向正应力σz、竖向正应力σy和剪应力τyz, 而横向正应力σx及剪应力τxy、τxz数值极小, 可以忽略不计, 空间有限元分析的结果也验证了这点。在二向应力作用下, 主拉应力计算公式为
从式 (7) 看出, 纵向预应力和竖向预应力使主拉应力大大减小, 可全部消除主拉应力, 使第一主应力和第二主应力均为压应力, 从理论分析, 不应该出现斜裂缝。 但目前大跨度预应力混凝土连续箱梁一般采用三向预应力结构, 竖向预应力主要布置在腹板厚度的对称线上, 目的是为了提高腹板的抗剪能力, 在腹板的竖向施加预应力被认为是防止腹板开裂的主要措施之一。施加了竖向预应力的腹板的抗剪能力主要由三部分组成:混凝土和箍筋本身的抗剪能力, 纵向预应力筋弯起段的竖向分力及竖向预应力筋的竖向力。竖向预应力筋与纵向预应力筋相比有两个显著的特点:①竖向预应力筋短, 与纵向预应力筋达到相同的应力水平, 其伸长量要小的多;②竖向预应力筋锚固端沿腹板轴向排列, 而纵向预应力筋锚固端是排列在箱梁的某个界面上。《公路桥规JTG D62-2004》充分考虑了纵向预应力弹性压缩损失的计算, 但对竖向预应力弹性压缩损失的计算没有特别说明, 纵向预应力的弹性压缩损失是基于一维杆件轴向压缩计算得出的, 很明显纵向预应力弹性压缩损失的计算方法不能用于竖向预应力弹性压缩损失的计算。在确定张拉控制应力时必须计算弹性压缩损失, 但目前竖向预应力弹性压缩损失的计算大多参照纵向预应力弹性压缩损失的计算方法, 结果对竖向预应力弹性压缩损失估计不正确, 从而造成了腹板斜裂缝的产生。
2.3 顶底板纵向裂缝
由弹性地基梁比拟法, 畸变产生的翘曲正应力为
相应的剪应力为
横向弯曲力矩为
在箱壁较厚或横隔板较密时, 可近似认为符合简单梁理论 (箱梁在扭转时截面周边保持不变形) , 在设计中就不必考虑扭转变形 (畸变) 所引起的应力状态;但在箱壁较薄、横隔板较稀时, 截面就不满足周边不变形的假设, 在反对称荷载下, 截面不但扭转而且发生畸变, 从而产生畸变翘曲正应力σdw和剪应力τdw, 箱壁上也将引起横向弯曲应力σdt。箱梁顶板、底版的纵向裂缝就是由于箱梁畸变和横向弯曲产生的附加应力造成的, 由于在顶板和底版的剪应力相对较小, 所以主应力的方向大致和箱梁顶底板的横向相同, 如果不采用横向预应力钢筋, 容易产生与桥轴平行的裂缝, 如图4所示。
变高度预应力混凝土连续箱梁的底板在垂直平面处具有一定的曲率, 因此, 预应力钢筋必须按照这种曲率布置。根据预应力等效荷载的原理, 钢筋的曲率引起向下的径向荷载, 这种荷载势必会受到两腹板之间底板横向弯曲的抵抗。当没有布置横向预应力钢筋或底板截面尺寸不足时, 会导致底板产生纵向裂缝。
在大跨度预应力连续箱梁桥的结构设计中, 往往对最小应力留有约2 MPa的压应力储备, 以免由于计算简化的假定或图式与实际不符而导致结构不安全, 以及由于剪力滞和局部应力等造成不利影响。但在有些大跨径预应力连续箱梁桥的设计中, 却把最小压应力储备留得太大, 似乎压应力储备留得越大就越安全, 实际上正好相反, 这样做容易导致纵向裂缝的产生。这是因为构件在承受轴向力时, 轴向长度因弹性压缩而缩短, 在其垂直方向则由于材料的泊松比而产生拉应变, 如果正应力储备过大, 就会在其垂直方向产生较大的拉应变, 沿着预应力管道可能会出现纵向裂缝。
2.4 横隔板裂缝
根据对横隔板局部块体有限元分析可知, 在人洞附近有应力集中现象, 如果在设计时不采取适当的构造措施, 容易在人洞处产生放射性的裂缝。在支座处的横隔板, 由于支反力的作用, 类似于轴向杆件受到轴向力作用, 容易产生轴向劈裂裂缝。
2.5 齿板裂缝
齿板锚头局压区, 在其纵向长度大致相当于一倍梁高的端块内, 由锚具局部压力引起的应力是比较复杂的, 在靠近垫板处产生横向压应力, 在其他部位产生横向拉应力。当锚具吨位很大时, 这种拉应力可达到很可观的数值, 有可能导致构件开裂, 如图5所示。
2.6 底板保护层混凝土劈裂裂缝
如果混凝土质量较差或保护层厚度不足, 混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面, 使钢筋周围混凝土碱度降低, 或由于氯化物介入, 钢筋周围氯离子含量较高, 均可引起钢筋表面氧化膜破坏, 钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应, 其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2～4倍, 从而对周围混凝土产生膨胀应力, 导致保护层混凝土劈裂, 如图6所示。为了获得更大的偏心距以充分发挥预应力的作用, 设计中盲目减少预应力筋的混凝土保护层, 也容易造成底板劈裂。
变高度预应力连续箱梁的底板在垂直平面处具有一定的曲率, 预应力钢筋必须按这种曲率布置, 所以在张拉底板预应力钢筋会产生向下的径向分布荷载。如果底板的混凝土保护层过薄, 且箱梁横向未采取抵抗径向应力的措施, 就容易引起混凝土保护层劈裂。
3 防止裂缝产生的措施
1) 对预应力混凝土连续箱梁桥, 应该考虑支座开裂后的内力重分布, 正确计算跨中及支座处的弯矩, 根据弯矩合理配置纵向预应力钢筋, 防止顶底板弯曲开裂。
2) 对支座附近的腹板, 应保守考虑竖向预应力钢筋弹性压缩损失 (据有关资料报导竖向预应力钢筋损失可达50%) , 合理配置竖向预应力钢筋, 加上构造钢筋和纵向预应力钢筋在支座处的弯起段一起抵抗主拉应力, 避免腹板斜向开裂。
3) 对箱梁畸变和横向弯曲产生的附加应力, 可以通过加厚顶底板, 加密横隔板或者采用布置横向预应力钢筋来抵抗, 以免造成纵向开裂。对垂直平面处具有一定曲率的变高度预应力混凝土连续箱梁的底板, 可以通过布置横向预应力钢筋, 或加厚底板截面尺寸来抵抗纵向预应力钢筋的曲率引起的向下径向荷载, 避免顶底板纵向开裂。大跨度预应力混凝土连续箱梁桥压应力储备对不要大于2 MPa, 避免因压应力储备过大造成顶底板纵向开裂。
4) 对横隔板人洞的应力集中, 宜进行局部的有限元分析, 并在此基础上对发生裂缝的部位布置防裂构造钢筋。
5) 对齿板的锚头局压区宜进行端部锚固区段内的局部应力分析, 除了配置间接钢筋外, 应根据局部应力分析配置闭合式箍筋。
6) 对底板保护层混凝土劈裂裂缝, 设计时应参考规范要求, 保证混凝土保护层的厚度。变高度预应力混凝土连续箱梁的底板, 在垂直平面处具有一定的曲率, 如果底板的混凝土保护层过薄, 应根据径向分布荷载设置平衡箍筋, 将这部分力通过平衡箍筋传递于上层钢筋, 使全底板共同参与受力, 防止底板保护层混凝土劈裂。
4 结束语
在大跨度预应力混凝土连续箱形梁桥中, 弯曲裂缝、腹板斜裂缝、横隔板裂缝、顶底板纵向裂缝、底板齿板裂缝及底板混凝土保护层劈裂裂缝都是极为常见的。本文从受力上分析了产生裂缝的原因, 提出了相应的预防措施, 为预应力混凝土连续箱梁桥的设计提供了一定的理论基础。
摘要：预应力混凝土连续箱梁桥的开裂是施工中常见问题, 影响构件的外观、使用寿命及结构安全。对预应力混凝土连续箱梁裂缝的种类和产生原因作较全面的分析总结, 并从设计方面找出控制裂缝的方法, 结果表明该结论对连续箱梁桥的裂缝防治具有实践指导作用。
关键词：预应力混凝土,连续箱梁,裂缝,成因,防治措施
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