浅谈后张法现浇箱梁预应力施工控制

1 工程概述

青祝河大桥位于江阴市新长山大道K 1 3+8 4 6 m处, 全桥桥跨布置为4×2 0+ (40+65+40) +4×20=305m, 其中主桥 (跨航道) 为40+65+40=145m三跨后张法预应力混凝土现浇变截面箱梁, 其余部分均为20m先张法预应力混凝土空心板梁。锚具采用OHM15-9、12、17型锚具, 其设计张拉吨位分别为1757k N、2343k N、3320k N, 两端对称张拉。本文以主桥纵向预应力张拉施工为例浅谈后张法预应力施工控制。

2 施工简介

2.1 波纹管

(1) 纵向预应力波纹管采用塑料材质, 符合交通部《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》 (JT/T529-2004) 要求的高密度聚乙烯脂 (HDPE) 为主要原材料的螺旋形预应力塑料波纹管。

(2) 纵向波纹管应严格保证弯曲坐标及弯曲角度, 加工井字架作为波纹管的定位架, 纵向间距为0.8m, 曲线段为0.4m, 横向位置按设计图纸上的坐标定位, 波纹管中穿有内衬管, 以保证波纹管成孔质量, 和穿钢绞线时摩擦对波纹管的损坏。

(3) 凡是与预应力束发生冲突的普通钢筋, 均可适当移动以避让预应力束, 钢筋施焊时应注意焊渣对波纹管的烫伤, 而造成水泥浆渗进管道。

(4) 浇筑混凝土前应检查波纹管是否有孔洞或变形, 接头处是否用胶带密封好, 在与锚垫板接头处, 一定要用胶带或其它东西堵塞好以防波纹管或锚孔内。

2.2 钢绞线

(1) 钢绞线采用江阴法而胜金属制品有限公司生产的低松弛270级钢绞线, 公称直径为Φj15.24mm, 标准强度为1860Mpa。

(2) 钢绞线下料在桥面上进行, 并清除其表面上的杂物及锈蚀, 以防钢束受污染。下料长度=孔道长度+30cm, 若采用卷扬机穿束则增加50cm, 下料时用砂轮切割机切割 (严禁气割) 。

(3) 将钢绞线理顺, 用扎丝绑扎好, 以防在穿束过程中钢绞线打绞, 张拉时受力不均, 导致有的钢绞线达不到张拉控制应力而导致可能被拉断。

(4) 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, 以防钢束在波纹管接头处引起波纹管翻卷, 堵塞孔道。

(5) 本桥预应力束孔道是曲线状, 用人工穿束比较困难, 该工序将卷扬机的钢丝绳系在引绳上, 用人工先将引绳拉过孔道, 然后将钢丝绳头用卡环与钢束头接在一起, 开启卷扬机将钢束徐徐拉进孔内, 在钢束头进孔道时, 用人工协助使其顺利入孔。桥面开仓时不可损坏邻近的波纹管, 封仓前应先把割断的桥面钢筋焊好。

2.3 张拉

2.3.3 张拉

(1) 本工程设计要求当浇筑混凝土强度到达设计强度的90%, 同时龄期必须为七天以上方可进行张拉, 张拉的顺序为先对称张拉顶板束 (T1) , 接着张拉腹板通长预应力束, 最后张拉剩余顶板及底板预应力束, 采用张拉力和伸长值双控, 伸长值容许误差控制在±6%以内, 同一断面的断丝率不得大于1%, 更不容许整根钢绞线拉断。

(2) 张拉过程如下:, 0→初应力15%σk→张应力50%σk→张应力100%σk, 持荷3min后回油。

(3) 本工程顶板束、底板束伸长量较大均采用两次张拉, 腹板通长束采用多次张拉, 此时应注意控制千斤顶的伸长值不超过千斤顶的行程20cm。

(4) 为了消除钢铰线束不直和初始受力不均的影响, 一般应在张拉力达到一定初始值之后, 再进行伸长值的量测。可在钢束张拉时张拉力 (取设计张拉力的50%) 状态下标注伸长量起始记号, 用量测值和理论计算值复核。

(5) 张拉后若伸长量超过理伦±6%, 要及时分析原因, 一般有下列因素造成:管道布置不准, 增大孔道摩阻, 应力损失过大;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;张拉用的千斤顶油表读数不准;量测读数错误;各种锚具张拉后回缩量修正数不同;总之要及时查明原因, 采取相应的措施后方可进行下一步施工。

2.3.4 锚固

(1) 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。

(2) 关闭回油油路截止阀, 向回程油缸送油, 活塞慢慢回程到底。

(3) 按顺序取下工具夹片、工具锚板、张拉千斤顶、限位板。

2.3.5 封锚

(1) 在距工作夹片5cm处, 切除多余的预应力筋, 用混凝上封住锚头。

(2) 切割多余的钢绞线一般用砂轮切割机, 采用氧气-乙炔加热切割, 用湿麻布袋包住钢绞线使锚具夹片不受热, 以确保夹片不因受热退火而滑丝。

2.4 压浆

(1) 一般在张拉后24小时内往张拉孔道内压浆, 如情况特不能及时压浆, 应采取保护措施保证锚固装置及钢绞线不被锈蚀, 以防滑丝。

(2) 压浆是后张法预应力施工中的最后也是关键的一步, 压浆前对压浆机进行认真检查、标定, 用压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, 正式拌浆, 开始压浆。压浆顺序应先压注下层孔道, 缓慢、均匀进行, 不得中断, 应将所有最高点的排气依次一一放开和关闭, 压浆到另外一端饱满出浆, 保证管道中充满饱和灰浆, 关闭出浆口后应保持其后对管0.5MPa以上一个稳压期并持荷2min。

(3) 本桥梁对需封锚的锚具, 压浆后应先将周围砼凿毛, 然后设置钢筋网浇注砼。严格控制封锚后的梁体长度, 要求设点观测。

3 事故分析

3.1 滑丝

(1) 塞片、锚具的硬度不够。

(2) 钢绞线上有油污、锚垫板喇叭口内有混凝土和其它杂物。

(3) 锚固效率系数小于规范要求值。

(4) 初应力小, 可能钢束中钢绞线受力不均, 引起钢绞线收缩变形。

(5) 切割锚头钢绞线采用采用氧气-乙炔加热切割, 使锚具夹片受热, 夹片不因受热退火而滑丝。

3.2 断丝

(1) 钢绞线可能有负公差及受力性能不符合设计要求, 钢绞线本身质量有问题。

(2) 钢束在孔道内部弯曲, 张拉时部分受力大于钢绞线的破坏力。

4 结语

在本工程预应力张拉施工控制中, 我们本着符合设计规范要求为前提, 以理论数据为指导, 控制好施工中每个工序和每个环节, 张拉时认真对钢绞线伸长值的量测和记录, 认真比较实际伸长量和理论伸长量之间的误差是否符合设计规范要求, 对有超过误差范围的束, 在过程当中查明原因, 及时处理到位。通过本工程后张法预应力施工中出现的很多现象分析造成误差的原因, 不断摸索和总结经验教训, 使我在理论上结合实际施工控制有了更深刻的理解认识。

摘要：本文争对现浇箱梁后张法预应力施工技术进行了总结, 并对施工中常遇到的问题做了浅析。

关键词：后张法,波纹管,钢绞线