现浇梁预应力张拉、压浆施工工艺.doc
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1、现浇梁预应力张拉、压浆施工工艺摘 要 随着现代桥梁技术不断提高和发展,大跨度高预应力混凝土梁得到越来越深广的应用,预应力钢绞线的张拉施工作为后张预应力桥梁施工中的核心技术,对控制桥梁的质量起着至关重要的作用。 本论文首先介绍了现浇梁后张法预应力施工的一般流程,论述了现浇梁后张法预应力施工的特点,主要从施工准备、拉张两个方面对后张法预应力的特点进行了研究,然后,对现浇梁后张法的压浆工艺进行了分析,说明了压降的目的、施工中存在的缺陷,压浆的施工前准备、真空压浆,指出了压浆中应该注意的问题。最后对现浇梁预应力施工中常见的问题进行了总结。 通过论文对现浇梁后张法预应力施工的研究,结果表明,后张法预应力
2、施工在现浇梁的施工中是一项比较复杂的技术,目前被广泛用于大跨径简支梁板结构,连接梁结构,T型钢构和连续钢构中。关键词: 桥梁;现浇梁;后张法施工;钢绞线;波纹管;注浆料目录1 绪 论32 后张法预应力张拉施工准备及张拉顺序42.1 施工前期准备42.2 预应力张拉施工62.2.1 预应力张拉施工安排62.2.2 张拉作业条件62.2.3 预应力筋张拉72.2.4 预应力张拉顺序72.2.5 张拉程序103 现浇梁后张法预应力压浆施工工艺123.1孔道压浆的目的及缺陷123.1.1 孔道压浆的目的123.1.2 孔道压浆的缺陷123.2压浆前准备工作123.2.1浆体配合比的选用及搅拌133.3
3、抽真空及灌浆施工133.3.1灌浆步骤133.3.2清洗133.3.3压浆施工注意事项144 预应力张拉、压浆施工中常见问题的防治154.1预应力张拉施工中常见问题的防治154.2压浆施工中常见问题的防治16结 束 语19参考文献20致 谢211 绪 论 张拉施工对我们来说不是一个陌生的工序,不管是现浇梁,预制梁,人行天桥,还是系杆拱桥,斜拉桥等,都离不开预应力施工,可以说只要是桥梁施工几乎都要和预应力打交道。 后张法梁施加预应力时,构件的混凝土强度一般不低于设计强度等级的75%,力筋张拉前必须完成梁内预留孔道、制束、制锚、穿束和张拉机具的准备工作。后张法生产预应力混凝土梁,不需要大型的张拉台
4、座,便于在桥梁地场地施工,而且有适宜于配置曲线行预应力筋的大型构件制作,因此在公路桥梁上应用广泛。本文主要介绍现浇连续箱梁预应力张拉、压浆施工工艺及施工中常见问题的防治。2 后张法预应力张拉施工准备及张拉顺序 通过张拉预应力筋,在混凝土构件中产生预应力,张拉完后灌浆,使预应力筋与混凝土可靠粘结,充分发挥材料强度,可使预应力筋很好的发挥其力学性能,使所建立的预应力有更好的保障。预应力筋可根据受力的需要设计成多种曲线形式,使其满足各种受力要求。预应力混凝土构件有着良好的抗裂性能和抗变形能力,耐久性高,可有效的降低构件断面,节约材料,节约能源,使用性能优越。 现浇梁后张法预应力张拉施工过程是:预应力
5、钢绞线加工预留孔道穿束力筋张拉孔道压浆和封锚。2.1 施工前期准备(1)制定专人负责张拉,成立专门的张拉班组,做到人员定岗预应力作业对于桥梁质量非常重要,是一项专业性比较强、质量要求较高的工序,必须配备熟练的操作人员和必要的专业机具,必须对预应力作业的各岗位进行划分,明确各个岗位的操作人员。(2)材料、机具、张拉工具的准备预应力施工材料主要有钢绞线、波纹管、各种配套锚具、水泥、外加剂等。 材料准备前要明确规格型号和设计说明中的具体要求。在购买数量上要考虑必要的损耗和试验、检验消耗。波纹管准备时要考虑接口规格和数量的配制。材料进场后要进行规格、数量、外观的验收确定。要明确材料存放搬运的要求。预应
6、力施工机具主要有千斤顶、油泵、油表、工具锚、工作夹片、限位板、压浆机、灰浆搅拌机、真空泵等。 依据锚具型号确定千斤顶类型和张拉吨位。千斤顶的选型既要配置合理,还要考虑移动操作方便,更要保证有足够的使用数量,最好不要让千斤顶满负荷工作。工具锚和限位板是在张拉中可反复使用的工具。制定的优点是携带方便,易安装,锚具是一个整体,安装可以一步到位。缺点是加工成本高,兼容性差。 预应力施工张拉工具主要有扳手、钳子、手锤、钢板尺、自行加工的些小工具以及石蜡、压浆嘴、各种吊具、设备转运器材等。(3)张拉材料试验检测首先,对钢绞线进行材料进场检验。从每批钢绞线中任取3盘,并从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一根
7、试样进行表面质量、直径偏差和力学性能试验。试验结果如有一项不合格时,则不合格盘报废,并再从该批未试验过的钢绞线中取双倍数量的试样进行该不合格项的复验,如仍有一项不合格,则该批钢绞线为不合格。每批钢绞线的重量应不大于60t。其次,对锚具和夹具进行检验。预应力筋锚具应按设计要求采用。锚具应满足分级张拉、补张拉以及放松预应力的要求。用于后张结构时,锚具或其附件上宜设置压浆孔或排气孔,压浆孔应有足够的截面面积,以保证浆液的畅通。夹具应具有良好的自锚性能、松锚性能和重复使用性能。需敲击才能松开的夹具,必须保证其对预应力筋的锚固没有影响,且对操作人员的安全不造成危险。锚具、夹具进场时除应按出厂合格证和质量
8、证明书核查其锚固性能类别、型号、规格及数量外,还应按下列规定性进行验收:外观检查:应从每批中抽取10%的锚具且不少于10套,检查其外观和尺寸。如有一套表面有裂纹或超过产品标准及设计图纸规定尺寸的允许偏差,则应另取双倍数量的锚具重做检查,如仍有一套不符合要求,则应逐套检查,合格者方可使用。 硬度检验:应从每批中抽取5%的锚具且不少于5套,对其中有硬度要求的零件作硬度试验,对多孔夹片式锚具的夹片,每套至少抽取5片。每个零件测试3点,其硬度应在设计要求范围内,如有一个零件不合格,则应另取双倍数量的零件重做试验,如仍有一个零件不合格,则应逐个检查,合格者方可使用。最后,对波纹管进行进场检验。波纹管进场
9、时,除应按出厂合格证和质量保证书核对其类别、型号、规格及数量外,还应对其外观、尺寸、集中荷载下的径向刚度、荷载作用后的抗渗漏及抗弯曲渗漏等进行检验。(4)张拉设备标定施加预应力所用的机具设备及仪表应由专人使用和管理,并应定期维护和校验。千斤顶与压力表应配套校验,以确定张拉力与压力表之间的关系曲线,校验应在经主管部门授权的法定计量技术机构定期进行。张拉机具设备应与锚具配套使用,并应在进场时进行检查和校验。对长期不使用的张拉机具设备,应在使用前进行全面校验。使用期间的校验期限应视机具设备的情况确定,当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。(5)钢绞线的下料
10、钢绞线的下料长度应通过计算确定,计算时应考虑结构的孔道长度或台座长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、焊接接头或镦头预留量、冷拉伸长值、弹性回缩量、张拉伸长值和外露长度等因素,以节约材料为原则。钢绞线的切断宜采用断机或砂轮锯,不宜采用电弧切割。(6)预留孔道钢绞线预留孔道的尺寸与位置应正确,孔道应平顺,端部的预埋钢垫板应垂直于孔道中心线。管道应采用定位钢筋固定安装,使其能牢固地置于模板内的设计位置,并在混凝土浇筑期间不产生位移。固定各种成孔管道用的定位钢筋的间距,对于波纹管不宜大于0.8m。金属管道接头处的连接管宜采用大一个直径级别的同类管道,其长度宜为管道内径的5-7倍。连接时应不使接头处产生角度变
11、化及在混凝土浇筑期间发生管道的转动或位移,并应缠裹紧密防治水泥浆的渗入。所有管道均设压浆孔,还应在最高点设排气孔及需要时在最低点设排水孔。压浆管、排气管、和排水管应是最小内经为20mm的标准管或适宜的塑料管,与管道之间的连接应采用金属或塑料结构的扣件,长度应足以从管道引出结构物以外。检查钢绞线波纹管的曲线定位是否按设计坐标布置,管道在模板内安装完毕后,应将其端部盖好,防止水或其他杂物进入。(7)穿束钢绞线可在浇筑混凝土之前或之后穿入管道,浇筑混凝土之后穿束时混凝土强度应达到设计强度的75%以上。穿束前,可用空压机吹风等方法清除孔道内的污物和积水,以确保孔道畅通。一般可采用人工直接穿束,也可借助
12、一根钢绞线作为引线,用卷扬机牵引较长的束筋进行穿束工作,穿束时钢绞线束从一端穿入预留孔道。钢绞线束在孔道两端头伸出的长度应大致相等。目前,穿钢绞线束的新方法是用专门的穿束机,将钢绞线从盘架上拉出后从孔道的一端快速地(速度为3-5m/s)推送入孔道,当戴有护头的束前端穿出孔道另一端时,用电动切线机按规定伸出长度予以截断,再将新的端头戴上护头穿第二束,直至穿到规定的束数。2.2 预应力张拉施工2.2.1 预应力张拉施工安排第一天:搭设张拉平台围挡防风保温措施;第二天至第三天:安装锚具张拉钢绞线;第三天至第四天:封锚、封堵观察孔、排气孔;第五天至第八天: 抽真空辅助压浆。2.2.2 张拉作业条件混凝
13、土强度、龄期双控指标应达到要求。梁体混凝土强度实测值应满足设计强度的95%以上;模板与支架的检查:由于施加预应力,混凝土必将产生弹性变形,同时引起轴向缩短,各方向的挠曲变形等。为此,应对箱室内模板与支撑进行全部拆除;张拉压浆场地应平整,张拉平台及安全防护措施准备完毕。张拉压力指针读数表及计算伸长值、水泥浆配比、操作程序、施工注意事项等应制作成标牌,以便操作时挂在明显位置处,容易观察掌握。2.2.3 预应力筋张拉预应力筋张拉采用同一束预应力筋两端同时张拉方法,锚固时,先在一端锚固,再在另一端补足张拉力后进行锚固。锚具、千斤顶的安装顺序如下:安装工作锚环安装夹片安装限位板安装千斤顶安装工具锚安装工
14、具锚夹片,安装时应遵守下列规定:(1)将锚垫板内的混凝土清理干净,检查锚垫板的注浆孔是否堵塞。(2)清除钢绞线上的锈蚀、泥浆。(3)检查预应力孔道中是否有漏浆粘结预应力筋的现象,如有应予以排除。(4)检查工作锚具、夹片外观质量,不得有裂纹、伤痕、锈蚀,检查合格后方能使用。(5)穿入工作锚的钢束要顺直、对号入座,不得使钢束扭结交叉,锚板应与锚垫板止口对正。 (6)在工作锚板每个锥孔内装上工作夹片,夹片安装后要齐平,必要时用专用工具轻敲,但不得重敲把夹片损坏。 (7)安装千斤顶时,不要推拉油管及接头,油管要顺畅,不得扭结成团。(8)工具锚安装前,必须将千斤顶活塞伸出23cm,确保千斤顶在异常情况下
15、安全退出。钢束穿入工具锚时,位置要与工作锚的位置一一对应,不得交叉、扭结。(9)为保证工具锚能顺利退下,在工具锚的夹片光滑面涂上退锚灵 。 2.2.4 预应力张拉顺序预应力张拉遵循对称的原则,横向先张拉中腹板束,再张拉边腹板束;竖向先从中束开始,接着次下束 ,最后上束。一联张拉共分六个步骤,具体的张拉顺序如图2-1所示。第一步:中腹板中束第二步:中腹板下束第三步:中腹板上束第四步:边腹板中束第五步:边腹板下束第六步:边腹板上束图2-1 预应力钢筋张拉顺序2.2.5 张拉程序 张拉采用引伸量与张拉力双控,实际伸长量与理论伸长量相差应控制在6%之内,以张拉力控制为主。张拉力按计算出的油压表读数控制
16、,伸长值实际量取。 按设计采用以下张拉程序:0初应力(持荷10min、15%,量千斤顶基础伸出值L0)30%(持荷10min、量千斤顶伸出值L1)105%(持荷15min、锚固、量伸出值L2卸荷)。由于连续现浇梁张拉的预应力长度长,单端计算最大伸长值可能超过千斤顶活塞长度。为了确保千斤顶运行不至于脱缸,确定在30%与70%处进行两次倒顶。(1)张拉过程步骤1)初始张拉:开动高压油泵,使千斤顶大缸进油,随时调整锚圈与千斤顶的位置,使其对准孔道轴线,达到15%时两端同时量出千斤顶活塞伸长量L0。2)初始张拉后,再循次继续加载至30%,测量油缸长度 ,两次油缸长度的差值计为L1,然后回油锚固。第二次
17、张拉时,先张拉至30%压力表读数,测量油缸长度,再继续张拉至70%压力表读数 ,测量油缸的长度, 两次油缸长度的差值计为L2,然后再回油锚固。第三次张拉时,先张拉至70%压力表读数,测量油缸的长度,再继续张拉,直至张拉到105%终应力,测量油缸的长度, 两次油缸长度的差值计为L3。实测伸长=2L1+L2+L3。3)预应力钢束张拉至总张拉力 ,稳压15min后,缓慢旋松截止阀,千斤顶慢慢降压,使钢绞线自锚固在锚具内。确定锚固正常后,千斤顶回油缸进油,回复直至千斤顶初始外露长度时停止。(2)张拉控制要点 1)张拉时设专人指挥,专人填写张拉记录,两端张拉人员用对讲机互相联系,互报压力表读数和伸长值,
18、以保持油压上升速度一致,并尽量使两端伸长量相等。若发生异常现象时,必须及时停止,找出原因,及时处理。 2)张拉中,要控制千斤顶工作行程在最大允许行程以内。 3)油泵上的安全阀应调至最大工作油压不能自动打开的状态。安全阀要保持灵敏可靠。 4)张拉完毕后,对张拉施锚两端,必须妥善保护,不得压重物;严禁撞击锚具、钢束及钢筋;管道尚未灌浆前,梁端设围护和挡板。(3)封锚 预应力钢束张拉完毕,并符合规范要求后,在距锚具40mm 处用砂轮切割器切割端头多余的钢绞线。随后及时用掺加107 胶的砂浆将锚具封锚,并用双层塑料薄膜纸密封,养护48 小时后随即进行管道压浆。(4)张拉油表读数计算 根据张拉力与压力表
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