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预应力混凝土梁施工控制要点!

一、原材料检验

所有原材料按规范要求的检验批次送试验室进行检验,对于现场的混凝土检验仪器,要在每次使用前进行全面检查。所有混凝土材料必须合格。砂、石做筛分试验,符合级配要求;水泥做强度、安定性试验。混凝土配合比通过设计和试拌确定。试验人员按要求现场成型混凝土抗压强度试件(150 mm×150 mm×150mm)和弹性模量试件(150 mm×150 mm×300mm)。在现场要求留有一组混凝土标准试件(150 mm×150 mm×150mm)进行同条件养护,为拆模和预应力张拉提供强度资料。

二、混凝土浇注前注意事项

(一)模板:采用定型加工组合钢模板,在模板外侧安装附着式振动器,以加强砼的振捣。待所有钢筋、波纹管、预埋件就位后,进行模板的支设,并用对拉螺栓调整、加固。模板加固时挂线调整,确保模板顺直。

(二)钢筋及钢绞线:在现场钢筋加工场加工制作,在底模上就地绑扎,先在台座上用石笔或墨线划出钢筋及波纹管定位骨架位置。然后绑扎底板筋及骨架筋,待波纹管固定就位后再绑扎其它钢筋。钢筋笼底部及侧面设置砼垫块,以确保钢筋的保护层厚度。钢绞线的下料长度应通过计算确定,计算时考虑孔道长度、穿心式千斤顶和锚夹具长度。钢绞线的切断采用切断机或砂轮锯。钢绞线切割时,先在距切口30~50mm处用铁丝绑扎。钢绞线编束时,每隔1~1.5m绑扎一道铁丝,丝扣向里,绑扎好的钢丝束编号挂牌堆放。

(三)波纹管:在骨架筋绑扎成型后,开始固定波纹管。波纹管按图纸所示坐标位置,用U型钢筋卡固定牢固,防止砼浇注时波纹管上浮。模板就位前,检查波纹管是否完好,以防水泥浆进入管内。波纹管与锚垫板、螺旋钢筋的衔接应处理好。

三、混凝土浇注过程控制

浇注混凝土前,将模板内杂物和钢筋上的油污清洗干净,涂优质脱模剂,经现场技术员和现场监理检查合格后,才能进行混凝土浇注。

在浇注混凝土过程中,要设专人跟踪检查模板,及时处理漏浆。混凝土浇注完毕,其顶板应表面平整,不露筋,并用麻袋覆盖混凝土表面,洒水养护,保证混凝土质量。

混凝土按斜向分层灌筑,先底板、腹板、最后灌注上翼缘板混凝土,一次浇注完成。浇注砼应对称进行、用插入式震动器振捣密实,同时辅以附着式震动器振捣。砼浇注、振捣要随时注意内模及波纹管不移位。采用插入式振动棒进行振捣,振捣延续时间以混凝土表面泛浆气泡消失为度,确保混凝土振捣质量,达到内密外实的良好效果。板顶面砼应平整,并按规范要求拉毛或刷毛。砼浇注完成后,立即用φ10钢筋检查波纹管有无堵塞现象,发现问题及时处理。

四、混凝土的养护及拆模

从砼浇注开始就应立即进行覆盖养护,以防止砼收缩而引起的裂缝或由于失水过快而引起收缩裂缝。对已成型的砼外露表面采用塑料薄膜覆盖。气温较高时,应注意对构件进行洒水养护。养护时间最少保持7天,或达到设计强度为止。温度低于5℃时不得进行洒水养护。

砼强度达到规范要求时,将内模拆除。拆除的内模应立即清理干净,以备重复使用。混凝土强度达到设计强度等级的85%即可拆除梁体外侧模板。拆模时用撬棍或钩子轻轻撬动模板,使模板与混凝土脱离,防止撬坏混凝土。拆下的模板经清理、调整、涂脱模剂后倒用。

五、混凝土预应力筋的张拉

(一)预应力张拉施工的前期准备工作

在进行预应力张拉施工前,必须将千斤顶、油表、夹具、预应力筋等送往具有检验资质的部门检验、标定并予以校正。只有在张拉设备、夹具、预应力筋及普通钢筋的各项技术性能、指标符合国家现行标准规定和设计要求后才允许进行预应力张拉施工。若遇到诸如:张拉时预应力钢绞线连续破断、千斤顶严重漏油、油表指针不能退回零点、千斤顶更换油压部件或使用修复后的测力仪表以及长时间不使用或使用超过6个月等问题时,必须对各张拉用具重新校验。张拉机具应与锚具配套,使用前对张拉机具进行检查和校验。校验时,千斤顶与压力表配套校验,以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线,张拉时进行调整。

采用的预应力钢铰线应符合标准,标准强度Rby=1860MPa,张拉控制应力为0.75Rby,使用前按规定分批抽样进行检验,钢铰线的表面不得有润滑剂和油渍,并不得有锈蚀成可见的麻坑。预应力锚具和夹具的类型符合设计规定,并抽样进行外观尺寸、硬度及静载试验。检查结果如有一套不合格,则另取双倍数量进行检查,如仍有一套不合格,则逐套检查,合格者方可使用。预应力钢铰线、锚具和夹片储存在清洁、干燥的地方,加以遮盖,并定期检查有无损坏和腐蚀。

钢铰线的下料严格按设计长度及根数进行下料编束,采用砂轮切割机进行切割,严禁采用氧割。编束后,编号堆码,妥善保管,防止在储存、运输和安装过程中损坏、变形或锈蚀。

(二)构件检查

检查锚端混凝土是否密实,如有疏散、空洞大于规范要求,应通过设计进行处理。检查孔口锚下垫板垂直度。拆除端头模板,检查钢绞线孔是否畅通,如果漏浆及堵塞情况,应采取措施清除干净,同时将浇混凝土时漏入垫板喇叭口内的混凝土及杂物清理干净。张拉前箱梁梁体的强度控制主要采用同条件养护抗压试件进行控制,在抗压结果有可疑时再次送样抗压或以回弹仪现场检测判定。同条件抗压试件应在梁体顶板浇筑时与标准强度试件一同制作,放在梁体附近同条件养护。

张拉前对梁的外观尺寸、锚垫板位置及孔道内杂物等进行清理检查。混凝土强度达到90%设计强度后,将钢铰线运至梁位处,进行穿束、装顶及张拉工作。

(三)预应力系统安装:

1、波纹管和锚垫板安装

(1)、波纹管安装

预应力用波纹管采用铁制波纹管,波纹管严格按设计图纸位置和要求安装,并要以定位筋将波纹管固定牢固,在直线段约为0.3米一道'U'字形架立筋固定,曲线段加密,以免在混凝土浇筑过程中,波纹管产生移位,影响钢绞线对箱梁混凝土的压力,如果管道和钢筋发生冲突,应以管道位置不变为主。

(2)、锚垫板安装

在固定端和张拉端分别安装对应型号和规格的锚垫板和螺旋筋,并将锚垫板喇叭口底端和波纹管连接牢固,锚垫板要牢固地安装在模板上。要使垫板与孔道严格对中,并与孔道端部垂直,不得错位。锚下螺旋筋及加强钢筋要严格按图纸设置,喇叭口与波纹管道要连接平顺,密封。对锚垫板上地的压浆孔要妥善封堵,防止浇注混凝土时漏浆堵孔。安装锚垫板时,对于两端张拉的锚具,需注意压浆端进浆孔向下,出气孔向上,对于一端张拉的P锚、H锚应把张拉端作为进浆孔,且向下以保证压浆的密实。

2、钢绞线安装

a.钢绞线下料

钢绞线必须在平整、无水、清洁的场地下料,钢绞线下料长度要通过计算确定,计算应考虑孔道曲线长,锚夹具长度,千斤顶长度及外露工作长度等因素,预应力筋地切割宜用砂轮锯切割,下料过程中钢绞线切口端先用铁丝扎紧,采用砂轮切割机切割。

b.编束

编束时必须使钢绞线相互平行,不得交叉,从中间向两端每隔1m用铁丝绑紧,并给钢绞束编号。束成后,要统一编号、挂牌,按类堆放整齐,以备使用。

c.穿束

穿束前应检查管道是否畅通,如果出现堵塞孔道现象,必须采取措施疏通方可进行。钢绞线端头必须做成锥型并包裹,可利用人工或卷扬机进行牵引,并在浇砼之前穿束。穿束时在管道内穿入一根引索,利用引索将钢丝引出,将钢丝另一端与钢绞线拖头连在一起,用卷扬机将钢绞线拉出。

3、横向预应力安装

横向预应力钢绞线及波纹管在纵向预应力管道安装完毕后安装。采用人工穿束,把钢绞线一头用扎花锚锚固,另一头慢慢穿入扁型波纹管道内。

(四)预应力张拉前的技术准备工作

1、预应力筋张拉力的计算

预应力筋的张拉力大小直接影响预应力效果。张拉力越高建立的预应力值越大,构件的抗裂纹性也越好。但是过高的预应力使得构件出现裂纹的荷载与破坏荷载接近,破坏前则不会出现明显的征兆,这是很危险的。反之,张拉阶段预应力损失越大,建立的预应力值越低,也是不安全的。因此设计人员不仅要在图纸上标明预应力的大小,而且还要注明所考虑的预应力损失项目与取值。这样施工人员如果遇到实际施工情况所产生的预应力损失与设计值不符时,则有可能调整张拉力,以准确建立预应力值。

预应力筋设计张拉力计算举例如下:

(1)计算依据

设计图纸,锚下控制应力N1~N3为1340 Mpa ;《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000

(2)理伦计算

①计算公式:P=δ×Ag×n×1/1000×b

式中:

P—预应力盘的张拉力,KN;

δ—预应力筋的张拉控制力,Mpa;

Ag—每根预应力筋的截面积,mm2;

N—同时张拉预应力筋的根数;

b—超张拉系数,不超张拉的为1.0。

②参数先取钢绞线编号:N1,N2,N3:δ中123=1340 Mpa;n=4;Ag=140mm2;b=1.0 ③计算张拉力P

钢绞线编号:N1,N2,N3:P =1340×140×4×1/1000×1.0 =750.4 KN

实际施工时的预应力筋张拉力相应于设计所考虑的松弛损失计算方法采用以下施工程序及张拉力值:

设计时松弛损失按一次张拉程序取值:0→F锚固。

设计时松弛损失按超张拉程序取值(镦头锚等可卸载锚具):0→(持荷2分钟锚固)。

设计时松弛损失按超张拉程序取值(夹片锚等不可卸载锚具):0→锚固。

以上各种程序张拉操作,均可分级加载、分级测量伸长量。

箱梁预应力筋施工张拉力值测量应通过千斤顶油压表配套标定的油压值——张拉力关系曲线换算成相应的张拉油压表数值。油压表的精度不宜低于1.5级,张拉油压值不宜大于压力表量程的75%,否则可能损坏表头,这一张拉值可从油压表上直接读出。

2、预应力筋伸长值的计算与校验

在张拉应力控制为主的同时,严格进行伸长值校验,即实际伸长值与理论伸长值差控制在6%以内,如果实测伸长值低于或超出计算伸长值的6%时,应立即停止张拉,查找原因,待问题解决后方可继续张拉。伸长值校核应在张拉过程中同时进行。

(1)预应力筋伸长值计算公式:

ΔL=(Pp×L)/(Ap×Ep)

式中:Pp-预应力筋的平均张拉力(N)

L-预应力筋的长度(mm)

Ap-预应力筋的截面面积(mm2)

Ep-预应力筋的弹性模量(N/mm2)

Pp=P(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)

式中:Pp-预应力筋平均张拉力(N)

P-预应力筋张拉端的张拉力(N)

x-从张拉端至计算截面的孔道长度(m)

θ-从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(rad)

k-孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数

μ-预应力筋与孔道壁的摩擦系数

注:当预应力筋为直线时Pp=P

例:Ap=139mm2;Ep=1.95×105Mpa;θ=2×50=0.175rad,2×1.40=0.049rad,2×00=0rad;k=0.0015;μ=0.25;P1=970×103N;P2~P3=776×103N;L1=2092cm;L2=2093cm;L3=2080cm;X1=19.62M;X2=19.63M; X3=19.50M

代入公式得:

N1:Pp1=970×103×{1-e-(0.0015×19.62 0.25×0.175)}/(0.0015×19.62 0.25×0.175)=935×103N

ΔL1=935×103×2092/1.95×105×5×139=14.4㎝

N2:Pp2=776×103×{1-e-(0.0015×19.63 0.25×0.175)}/(0.0015×19.63 0.25×0.175)=748×103N

ΔL2=748×103×2093/1.95×105×4×139=14.4㎝

N3:Pp3=776×103×{1-e-(0.0015×19.50 0.25×0.049)}/(0.0015×19.50 0.25×0.049)=760×103N

ΔL3=760×103×2080/(1.95×105×4×139)=14.6㎝

(2)实际伸长量的计算

钢绞线预应力张拉施工设计控制张拉力,是指预应力张拉完成后钢绞线在锚夹具前的拉力。因此,在钢绞线预应力张拉理论伸长量计算时,应以钢绞线两头锚固点之间的距离作为钢绞线的计算长度,但在预应力张拉时钢绞线的控制张拉力是在千斤顶工具锚处控制的,故为控制和计算方便,一般以钢绞线两头锚固点之间的距离,再加上钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度,作为钢绞线预应力张拉理论伸长量的计算长度。在钢绞线预应力张拉时,钢绞线的外露部分,大部分被锚具和千斤顶所包裹,钢绞线的张拉伸长量无法在钢绞线上直接测量,故只能用测量张拉千斤顶的活塞行程,计算钢绞线的张拉伸长值,但同时还应减掉钢绞线张拉全过程的锚塞回缩量。(参阅《公路桥涵施工技术规范》)现场一般直接使用钢板尺量测千斤顶缸体伸出值,再通过推算累计得到总伸长值ΔL。

计算公式:ΔL=ΔL1+ΔL2-C1-C2

式中:ΔL1—为从初始拉力(桥梁施工规范规定一般为设计控制张拉力的10%~25%)至张拉设计控制拉力间的千斤顶活塞的张拉行程;

ΔL2—从初应力至2倍初应力缸体伸长值,并作为0至初应力的推算值;

C1—千斤顶内50~60cm钢绞线的伸长值,一般为4~5mm,也可计算得出;

C2—力筋回缩和锚具变形值,对于夹片式锚具按规范取6mm。(工作锚锚塞回缩量)

(3)实测伸长值

在初始张拉力15%σK状态下作出标记,钢绞线张拉15%σK作为初应力,初应力伸长值采用理论推算伸长值, 15%σK~100%σK的伸长值作为实测伸长值。

(4)偏差处理

箱梁预应力的张拉采用双控,即以张拉控制为主,以钢绞线的实际伸长量进行校核,实测伸长值与理论伸长值的误差不得超过规范要求,否则应停止张拉,分析原因,在查明原因并加以调整后,方可继续张拉。

张拉完成以后,实际测量的伸长值与理论伸长值之差不应超过±6%,否则采取如下步骤予以调整:a对千斤顶以及与之配对使用的压力表进行重新校准 ;b对钢绞线作弹性模量检验(注意:在每批次钢绞线到场后,所用部位的理论伸长量,需经过该批次新的弹性模量值计算的理论伸长量);c放松预应力钢铰线重新进行张拉;d预应力钢铰线用润滑剂以减少摩擦损失。

预应力采用引伸量和张拉力双控,引伸量误差在±6%范围内,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。在预应力张拉施工中,钢绞线伸长量的量测和记录尤为重要。

3、各部位量测方法及注意事项

(1)钢绞线预应力张拉锚塞回缩量的量测:钢绞线预应力张拉锚塞回缩量在两个部位出现:即产生在张拉千斤顶使用的'工具锚',和参与钢绞线预应力工作,将钢绞线锚固在混凝土中的'工作锚'部位。有的文献和产品说明书介绍了锚具的变形造成预应力钢筋的回缩值的参数,只可作为对锚具验收和施工控制的参考依据,具体计算还应以实测为准。

(2)工具锚锚环回缩量的量测:在钢绞线开始张拉,当千斤顶张拉力,达到钢绞线张拉至初始拉力(设计控制拉力的10~25%),已把松弛的预应力钢绞线拉紧,此时应将千斤顶充分固定,精确量取从千斤顶工具锚锚环外露端面至钢绞线外露端头的长度b1,当千斤顶张拉力,达到钢绞线预应力张拉设计控制拉力时,再量取从千斤顶工具锚锚环外露端面至钢绞线外露端头的长度b2,工具锚锚塞回缩量b= b1- b2。当预应力钢绞线由很多单根组成时应每根量测,取其平均值进行计算,最少不得少于三根。此回缩的出现仅对张拉伸长值的计算有影响,对张拉力量测没有影响。

(3)工作锚锚塞回缩量的量测:目前钢绞线预应力张拉施工以使用YCW型液压千斤顶为主,该千斤顶与工作锚接触处,设有一块限制工作锚夹片在张拉过程位移的限位板,钢绞线在张拉时工作锚夹片跟随钢绞线的拉伸,向后移动至限位板凹槽的底部,对钢绞线失去约束,当千斤顶将钢绞线张拉至设计控制张拉力,在回油放松钢绞线的瞬时,钢绞线弹性收缩,工作锚夹片跟随收缩向锚环孔内位移,随即将钢绞线锚固,这就是工作锚锚塞回缩的全过程。工作锚锚塞回缩位移后,将引起钢绞线张拉力的减小,减小量及补偿方法见后述。张拉完毕卸掉千斤顶后,在工作锚处测量工作锚夹片在锚环处的外露长度C2,当预应力钢绞线由很多单根组成时应每根量测,取其平均值,一般至少测量三处,千斤顶限位板凹槽深度已知为C1,则工作锚锚塞回缩量C= C1- C2。工作锚锚塞回缩量除与锚具硬度等有关外,还与钢绞线直径有关,工作锚回缩量大小与钢绞线直径大小成反比。预应力梁锚孔处工具锚的回缩应为:锚垫板凹槽深度-锚固后工作锚锚塞的外露长度。

(4)钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度:在钢绞线预应力张拉施工中,目前常用的千斤顶的工作锚位置分前夹式和后夹式,张拉时钢绞线在千斤顶中的工作长度,前夹式较短,如YDC型前夹式千斤顶约为98mm,对张拉伸长量影响较小,可忽略不计,但如YCW型后夹式千斤顶则可长达470mm多,故钢绞线在千斤顶中的工作长度对张拉伸长量的影响就不容忽视。

(5)钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度的确定:钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度,一般是指在张拉千斤顶装入钢绞线后,从工具锚锚环中心至预应力混凝土工作锚锚环中心的距离,注意丈量时应将千斤顶安装好,装入钢绞线,基本打紧锚塞,启动油泵,开始加油,在千斤顶活塞启动,即油压表指针闪动的瞬间即刻关闭加油阀,此时丈量工具锚锚环中心至预应力混凝土工作锚锚环中心的距离,即可确定为钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度。有人直接丈量千斤顶的身长,作为钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度,笔者认为是错误的,因为一般千斤顶开启加油阀后活塞都是在活塞伸出千斤顶体外一段距离后才开始受力,且千斤顶在一般状态下活塞都是伸出千斤顶体外有一段距离的。

(6)钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度在预应力钢绞线张拉伸长值计算中的应用:一般在预应力张拉时,原始记录中的伸长值,都是按千斤顶活塞的行程距离记录的,按此计算的钢绞线实测伸长值,是预应力混凝土中工作锚之前的钢绞线伸长值加钢绞线在张拉千斤顶中工作长度的伸长值之和,不是钢绞线纯在混凝土中工作长度的张拉伸长值,故在计算钢绞线张拉伸长值及张拉伸长率误差时应注意以下几个问题: ⑴、计算预应力钢绞线理论伸长值时,若预应力钢绞线的计算长度已包括钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度,就可直接用此计算的预应力钢绞线理论伸长值与按原始记录中数据计算的实测伸长值比较,来计算预应力钢绞线张拉伸长率误差。这是施工中常用的方法。 ⑵、计算预应力钢绞线理论伸长值时,若预应力钢绞线的计算长度不包括钢绞线在张拉千斤顶中工作长度,在按原始记录中数据计算出实测伸长值后,还应减钢绞线在张拉千斤顶中工作长度的伸长值,然后才能按此伸长值与预应力钢绞线理论伸长值比较,去计算预应力钢绞线张拉伸长率误差。 ⑶、⑴与⑵是一次性张拉(既千斤顶一次安装分级张拉至设计控制张拉力锚固,分段读数、记录)计算方法的注意事项,但在有些情况下因为千斤顶活塞行程不足,或设计有要求,为保持同一个水平线的几个预应力孔的钢绞线的受力平衡,一束(根)钢绞线要分多次实施张拉。分多次实施张拉,就是每张拉一级(1~2个行程),即锁定钢绞线的锚环锚塞(亦称临时锚固),张拉千斤顶油压表回零、卸下或原位重新安装开始张拉,即为一次。这种张拉法计算实测伸长值时,是用原始记录中各次千斤顶活塞行程的距离,先计算出各次张拉伸长量,然后将各次张拉伸长量累加(初始拉力的伸长值是按规范规定推算而得)而得实测伸长值。但计算各次张拉伸长量时,都包括了一个与该张拉级的张拉力相应的,钢绞线在张拉千斤顶中工作长度的的伸长值(该值计算见计算实例),所以在按⑴法计算时,应在按各次张拉伸长量累加(初始拉力的伸长值是按规范规定推算而得)而得的实测伸长值中,减掉不包括最后一级的其余所有各级在张拉千斤顶中工作长度的伸长值;在按⑵法计算时,应在按各次张拉伸长量累加(初始拉力的伸长值是按规范规定推算而得)而得的实测伸长值中,减掉所有各级的在张拉千斤顶中工作长度的伸长值。

4、工作锚锚塞回缩量对设计控制张拉力的影响

(1)根据锚夹具夹片的回缩过程分析,工作锚对张拉伸长量及张拉力均有影响。对张拉力的减小影响值可按下式计算: ΔP= P/ΔL×C ⑵ 式中:ΔL:理论计算伸长值;P:为设计控制张拉力;C:工作锚回缩量。

(2)关于C值的取值,应分为两个阶段考虑,在钢绞线预应力张拉施工时,为保证质量必须先进行张拉工艺试验,张拉工艺试验一般取一个构件或2~3个张拉束,进行试验。张拉工艺试验完成后,方可大面积施工,在张拉工艺试验阶段,由于对该批锚具性能不了解,计算补偿张拉力时C 值只能按经验公式估算,经验公式如下: C=h×0.65×a 式中:h:限位板凹槽深度; a:与钢绞线直径有关的系数。 当Φj=15.24mm取1.0;当Φj=12.7mm取1.2; 待张拉试验完成后,根据实测的C 值,计算补偿张拉力,以供大面积施工使用。

(3)为减少工作锚回缩对预应力造成的损失及保证张拉力能满足设计要求,应按如下程序操作,予以补偿: ① 当实施两端张拉时,当两端达到设计控制张拉力时,应按一端先锚固,再将另一端补张拉力后锚固的方法操作。因为当A端锚固时由于工作锚夹片的回缩,致使B端油压下降,张拉力减少,不满足设计控制张拉力要求,故应在B 端补张拉后再锚固。同理B端补张拉锚固时,由于工作锚夹片回缩仍会造成张拉力的损失,为保证满足设计控制张拉力要求,其修正后的设计控制张拉力(即设计控制张拉力加补张拉力)PK应按下式计算,注意不能将此与超张拉混淆,此值属于对预应力张拉时,由工作锚产生的预应力损失的补偿。 PK=P+ΔP式中:P:为设计控制张拉力; ΔP:工作锚回缩对预应力损失的影响力(补偿张拉力); ②当实施一端张拉时,同理应将控制张拉力PK按上式计算。

开始张拉前应将所有的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。

(五)预应力张拉施工

1、锚具及张拉设备的安装

安装锚具及张拉设备应注意以下几点:工作锚环应对中;夹片应均匀对称打紧并外露一致;千斤顶上的工具锚的孔位与箱梁端部工作锚的孔位排列一致;张拉力的作用线与孔道中心线重合。注意限位板与锚具是否配套,注意钢铰线是否顺直一致。

2、张拉

张拉顺序严格按设计规定,使张拉的合力作用处在受压区截面以内,边缘不产生拉应力,避免构件截面出现过大的偏心受压。张拉采用两端同时张拉,张拉时两端千斤顶升降压、划线及测量伸长值等工作一致。张拉应力控制以张拉力和伸长量双向控制,以张拉力控制为主,以伸长量作校核。预应力张拉采用双控法施工,即以控制应力进行张拉,以伸长值校核,两端钢绞线的实际伸长值与理论伸长值对比,误差应在±6%以内,否则要查明原因后再进行张拉。

当浇筑混凝土强度达到设计强度的90%,同时龄期必须为三天以上方可进行张拉。第一次张拉前应对千斤顶的摩阻损失值按规范要求进行测定。预应力筋的张拉应在监理工程师在场时进行,张拉顺序按设计编号进行。

张拉程序:参照《桥涵施工技术规范》JTJ041-2000和施工设计图纸。

张拉千斤顶采用YCW100型或由锚具生产厂家指定的千斤顶型号。张拉设备使用前必须进行校验,以确定张拉力与压力表读数之间的曲线关系。

预应力张拉程序按设计要求进行,对于自锚式千斤顶及低松驰钢绞线,为保证在张拉过程中的两端能同步进行,同时为便于张拉过程中实际伸长率计算。张拉时,应先调整到初应力δo,初应力宜为张拉控制应力的10%~15%。其张拉程序为:0→初应力(0.1σcon)作伸长量标记→分级张拉σcon (持荷2min) 量伸长量→σcon(锚固) → 测回缩量。

预应力筋张拉顺序应使箱梁结构受力均匀、同步、不产生扭转、侧弯,不应使混凝土产生超应力,不应使其他构件产生过大的附加内力及变形。因此无论对结构整体还是对单个箱梁构件而言,都应遵守同步、对称张拉的原则。此外安排张拉顺序还应考虑到尽量减少张拉设备的移动次数。因为移动次数越多,锚具组件受损和滑脱的概率就越大,反而会影响张拉数据的准确和锚固的可靠性。

张拉采用两端同时张拉,要步调一致。张拉时应缓慢均匀,供油不可急上急下,启动油泵向千斤顶张拉缸供油,进行张拉,调节油泵上的节流阀,控制油压值和张拉速度,分级张拉。当千斤顶的一个行程结束时,量钢绞线伸长量,油泵再次供油,继续下一个行程,量伸长量。逐级张拉至设计控制吨位。最后一个行程结束,油泵减压回油,工作锚上的夹片锚固在锚头上,至此完成一束张拉操作。当张拉工作结束后,采用手提式砂轮切割机将其锚具后外露剩余预应力筋割除,,施工过程中钢绞线的截断宜采用切断机或砂轮锯,不得使用电弧。锚具后应保留预应力筋长度不小于30mm。

预应力筋张拉用液压千斤顶的行程一般为150~200 mm。对较长的预应力束一次拉伸值可能超过千斤顶的行程,必须经过多次张拉多次锚固,才能达到最终张拉力的伸长值。分级张拉、锚固应根据计算伸长值,将张拉过程分成若干次,每次均实施一轮张拉锚固工艺,每一轮的初始油压即为上一轮的最终油压,每一轮的拉力差值应取相同值,以便控制,一直到最终设计油压值锚固。

3、锚固

打开高压泵截止阀,张拉缸油压缓慢降到零,活塞回程,锚具夹片即自动跟进锚固,锚具外多余钢绞线可用砂轮切割机切割,不准用电、气焊切割。

当张拉控制应力达到稳定,并确认伸长、滑丝等合格后,能进行锚固。锚固后用砂轮切割机切割多余长度。

(六)事故分析

1、滑丝

(1)可能在张拉时锚具锥孔与夹片之间有杂物。

(2)钢绞线有油污,锚垫板喇叭口内有混凝土和其它杂物。

(3)锚固效北系数小于规范要求值。

(4)初应力小,可能钢绞线中钢绞线受力不均匀,引起钢绞线收缩变形。

(5)切割锚头钢绞线的留的太短,或未采取降温措施。

(6)塞片、锚具的强度不够。

2、断丝

(1)钢绞线在孔道内部变曲,张拉时部分受力大于钢绞线的破坏力。

(2)钢绞线本身质量有问题。

(3)油顶重复多次使用,导致张拉力不准确,应重新标定油顶。

六、孔道压浆、封锚

(一)孔道压浆施工

张拉全部完成后,用有可塑性水泥浆对锚头局部进行封闭,再进行孔道压浆,以防止预应力钢铰线锈蚀或松弛。在钢绞线张拉后24小时内进行,水泥浆的水灰比控制在0.4~0.45,孔道压浆采用净水泥浆,水泥浆拌制严格按配合比进行,强度不低于梁体设计强度(M50),如现场实际与配合比有异,及时通知试验人员进行调试。孔道压浆标号应满足设计要求,压浆过程中应保持连续一致,以免造成压浆不密实。

压浆前,将孔道冲洗干净、湿润,如有积水用无油压缩空气吹干。

压浆应缓慢、均匀进行。比较集中和邻近的孔道,先连续压浆完成,以免发生串浆现象,使邻孔的水泥浆凝固、堵塞孔道。压浆时从低点的压浆孔压入,压浆缓慢、均匀地进行。不能连续压浆时,未压浆的孔道用压力水冲洗通畅。在压浆时采用一端压浆,一端排气的方法,在两端均安装阀门控制进出浆,待各个出浆口均冒出与所压浆体同稠度的水泥浆时,封闭出浆口,继续加压,压力控制在0.5MPa~0.7MPa稳压1~2分钟,然后关闭压浆口处的阀门,取下压浆管,继续下一束的压浆。压浆顺序宜先灌注下层孔道,箱梁端部的锚固区必须灌满。每根箱梁的全部孔道宜一次压浆完成。

压浆时自梁一端压入,在梁的另一端流出,直到流出的稠度达到规定的稠度为止。为保证压浆饱满,如监理工程师批准,也可进行二次压浆,第二次压浆应从梁的另一端进行,两次压浆的间隔时间以达到先压注的水泥浆既充分泌水又未初凝为度,一般为30~45min。压浆由一端压入,当另一端冒出的稀浆变浓时,关闭出浆口继续压浆,保持1分钟,关闭压浆阀,待水泥终凝后,再拆除压浆阀。

水泥浆从调制至灌入孔道的延续时间,视气温而定,一般不超过30~40分钟,水泥浆在使用前和压注过程中经常搅动。

在拌制水泥浆时,要及时制作试块,每一工作班制取5组试件。试件与构件同等条件养护到30Mpa后可撤销养护,方可进行移运和吊装。压浆时,每一工作班留取3组立方体试件,养护28天,检验其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。

(二)封锚

待压浆结束后,采用强度高一级的细石混凝土封锚。

锚头混凝土表面应凿毛,凿净表面浮浆,露出粗骨料一个结合面,然后绑扎钢筋网片,保证其角度及垂直度正确。按图纸要求安装封锚钢筋网,牢固安装模板。混凝土浇筑时小心振捣,防止出现蜂窝、空洞。最后浇筑封锚砼,注意端部混凝土养生。

七、安全措施

施工前,施工负责人根据本工程的技术特点进行安全技术交底,让施工全体人员工明确技术要求、质量要求和操作注意事项。未经培训和交底的作业人员不得操作设备及机具。

预应力张拉时,严禁在千斤顶后站人,以防千斤顶弹射伤人,安全阀应调整至规定值后方可开始张拉作业。张拉时千斤顶升压或降压速度缓慢均匀,两端张拉要力求同步,切忌突然加压或降压。测量伸长值必须两端同时进行。张拉加力时,不得敲击或碰撞张拉设备。张拉中发生异常情况(如伸长值、异常响动等)都应暂时停机,待技术人员查明原因排除故障后,才能继续张拉。

孔道压浆时,出浆口方向严禁站人,工作人员必须佩戴防护眼镜,所有人员进入施工现场必须戴安全帽。

为了能顺利安全的完成施工任务,项目分部派专职技术人员负责张拉的整个施工过程,张拉现场应有明显标志,与该工作无关的人员严禁入内,张拉或退楔时,千斤顶后面不得站人,以防预应力筋拉断或锚具、夹片弹出伤人。孔道压浆时,工人应戴护眼镜,以免水泥浆喷伤眼睛。在张拉施工中严把质量关,安全关,加大管理力度,规范施工工序。

八、结语

本预应力混凝土梁施工控制要点中就后张法预应力混凝土箱梁张拉的施工技术做以系统的介绍,对整个施工过程进行有效的控制,较好地解决现场可能出现的实际问题,节约了成本,提高了效率,是箱梁顺利完工的前提条件。

预制构件预应力张拉是重要工序之一,所以对预应力构件张拉的质量管理、工序管理必须十分重视。应严格按照设计要求和规范要求进行施工,即可以减少并可能避免事故的发生。

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