一、现浇简支箱梁预应力工程概况
以梁面宽13.0m的32m曲线简支箱梁为例,梁体预应力体系锚固采用自锚式拉丝体系,预应力材料采用
1×
7-15.2-1860-GB/T5224-2003高应变低松弛钢绞线,张拉设备采用内卡式YDC-4000B-200千斤顶,一孔梁合计27孔钢绞线,其中1×7×12共4孔,1×7×13共23孔,钢绞线总重12.4t,OVM15-13锚具46套,OVM15-12锚具8套,管道成型采用内径90mm的波纹管成孔,总计854.9m。
预应力按预张拉、初张拉和终张拉三个阶段进行,脱模时梁体强度达到设计强度的80%条件下,也可将预张拉和初张拉两阶段合并为一阶段进行。梁体带模预张拉时,内模应松开,不应对梁体压缩造成阻碍。初张拉在梁体砼强度达到设计值80%后进行,初张拉后方可拆除底模及支承。终张拉在梁体砼强度及弹性模量达到设计值后,龄期不少于10天时进行。
二、预应力张拉工作内容与工期安排 1、工作内容:
①预应力钢绞线下料、穿束、编束 ②预应力孔道埋设、波纹管定位
③混凝土等强,安装千斤顶、工作锚、工作夹片等 ④施加预应力;初张拉 终张拉 ⑤进行孔道压浆 2、工期安排:
梁体预应力张拉分预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行。预张拉在梁体混凝土强度达到约60%时张拉,初张拉在梁体混凝土强度达到约
1
80%时张拉,预计混凝土浇筑3天后可以达到强度,终张拉梁体混凝土强度必须达到100%且混凝土弹性模量达到设计要求,混凝土龄期不少于10天。在梁体混凝土强度达到设计值的80%,为保证施工工期,将预张拉、初张拉合并为一个阶段进行。
三、工序流程图 1、预应力施工顺序
预应力张拉顺序:安装波纹管定位——钢绞线下料、编束、穿束——混凝土施工等强——安装锚具、千斤顶——预应力施加——孔道压浆——内模及端模,张拉工艺流程见图1。
图1预应力施工工艺流程图 预应力材料进场验收检验 波纹管安装定位 钢绞线穿束 等强张拉 安装锚具与千斤顶 初张拉 终张拉 压浆前准备 割除钢绞线余头 孔道压浆 封锚
2、施加预应力操作顺序
初张拉操作顺序:安装工作锚、夹片→安装限位板→安装千斤顶→安装工具锚、夹片→张拉至10%,量伸长值→张拉至20%,量伸长值→
2
钢绞线下料、编束 张拉设备检验标定 张拉至100%持荷5分钟,量伸长值→卸载回程,量伸长值→拆除千斤顶,完成一次张拉作业。流程图见图2。
图2 初张拉施加预应力流程图
安装工作锚、夹片 安装限位板 安装工具锚、夹片 量伸长值l1 量伸长值l2 量伸长值l3 张拉10% 张拉20% 张拉100% 千斤顶回油、回程 l4 量测伸长值终张拉操作顺序:安装限位板→安装千斤顶→安装工具锚、夹片→张拉至10%,量伸长值→张拉至20%,量伸长值→张拉至100%持荷5分钟,量伸长值→卸载回程,量伸长值→拆除千斤顶,完成一次张拉作业。流程图见图3。
四、预应力施工要求 1、原材料
A、预应力钢绞线:钢绞线材料进场后要检查品种、级别、规格要符合设计图要求,并进行抽检,检验数量为:同牌号、同炉罐、同规格、同生产工艺、同交货状态的钢绞线每30t为一批,不足30t的也按一批计,每批抽检一次。对钢绞线展开后要平顺,不允许有弯折,表面不应有裂纹、毛刺、机械损伤、氧化铁皮和油污。
B、锚具、夹片:锚具、夹片进场按批进行外观检查,对硬度、静载
3
锚固系数性能进行抽检实验,检验数量为同一种类、同种材料和同一生产工艺且连续进场的锚具、夹片每1000套为一批,不足1000套的也按一批计。
图3 终张拉施加预应力流程图
安装限位板 安装工具锚、夹片 量伸长值l1 量伸长值l2 量伸长值l3 张拉10% 张拉20% 张拉100% 千斤顶回油、回程 l 量测伸长值4 切割多余钢绞线 C、张拉千斤顶:张拉千斤顶吨位宜大于张拉力的1.5倍,且不得小于1.2倍,在张拉前必须进行校正,校正系数不得大于1.05倍,校正有效期为一个月且不得超过200次张拉作业,拆修更换配件后必须重新进行校正,压力表采用0.4级,校正有效周期为一个月,压力表发生故障后必须重新进行校正。油泵的油箱容量为张拉千斤顶总输油量的1.5倍,选用ZB4-500型号,油泵、压力表必须与张拉千斤顶配套,每个千斤顶要有对应的压力表与油泵。
2、工艺要求
A、张拉工艺及要求按照《铁路桥涵施工规范》要求与自锚式拉丝体系张拉操作要点进行,预应力张拉过程中保持两端的伸长量基本一致。
4
B、张拉钢绞线时,应力应变双控制,预应力值以压力表读数为准,以钢绞线伸长值做校核:
①各不同张拉阶段的不同钢绞线对应张拉压力表读数另附表,每个顶对应两个压力表、一个油泵。
②各孔钢绞线理论伸长值另附表,实测伸长值计算如下: 实测伸长量值L=L2+L3-2*L1 钢绞线回缩值ΔL=L4-L3
C、张拉时要两端同步进行,并左右对称张拉,最大不平衡束不得超过1束,张拉孔顺序及控制应力见表1
表1张拉顺序及控制应力 张拉阶段 预 张 拉 初 张 拉 张拉顺序 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 终 张 拉 4 5 6 7 8 9 10 11 12
钢束编号 N1a 2N10 2N6 2N4 2N2 2N5 2N1d 2N8 2N9 2N1c 2N1b 2N11 2N3 2N7 2N5 2N1d N1a 2N6 2N10 2N4 控制应力(MPa) 锚外张拉力(KN) 744 744 744 744 930 930 930 930 1211.79 1209.00 1209.00 1211.79 1227.29 1216.80 1227.29 1209.00 1209.00 1227.29 1211.79 1227.29 1354.08 1249.92 1354.08 1354.08 1692.60 1562.40 1692.60 1692.60 2205.46 2200.38 2200.38 2205.46 2233.67 2214.58 2061.85 2200.38 2200.38 2233.67 2035.81 2233.67 5
13 14 2N8 2N2 1211.79 1236.34 2205.46 2250.14
3、制作与安装
预应力钢绞线的下料长度=工作长度+800mm,其中工作长度为两端锚具之间的钢绞线长度,800mm为预留的张拉长度。原材料制作安装要求见表2。
表2预应力筋制作与安装要求 序号 1 2 钢绞线 波纹管中心偏差 项 目 与设计长度或计算长度差 束中各根钢绞线长度差 距跨中4m范围内 其余部位 允许偏差 ±10 5 6 8 尺量跨中1处 尺量1/4、3/4跨各一处 检验方法 尺 量 五、人员、设备的配置 1、张拉设备
(1)YDC-400千斤顶4台,油泵4台(均有足够的油),0.4级压力表4个(均已配套检验标定);
(2)每个泵不少于2根5m长油管,并且每个接头(包括与泵与千斤顶)都得有铜垫圈;
(3)250T大千斤顶2台及配套油表(油泵与油表的接头有铜垫圈); (4)小铁锤两把; (5)大小扳手各2把;
(6)13孔工作锚具46个,12孔工作锚具8个,12孔限位板4个,13孔孔限位板4个,12孔工具锚4个,13孔工具锚4个,工作夹片376套,工具夹片56套;
(7)打夹片小铁管2根。 (8)蜡烛10根;
(9)钢卷尺或三角板式直尺两把;
6
(10)3吨葫芦4台;
(11)麻绳2根,每根不少于8m长; (12)接夹片的簸箕2个。 2、人员配置
表3 预应力张拉时间及人员安排表 工作项目(一个孔道) 安装工作锚、夹片 安装千斤顶 初 张 拉 施加预应力,量伸长值 回油、回程 量伸长值 卸千斤顶至下一孔 安装工作锚、夹片 安装千斤顶 终 张 拉 施加预应力 回油、回程 量伸长值 卸千斤顶至下一孔 合 计 所需时间(h) 0.8 1 0.3 0.1 0.1 1 0.8 1 0.3 0.1 0.1 1 2.3 人员配置 2 6 6 4 4 6 2 6 6 4 4 6 6 张拉操作人员上岗前必须取得相应的资格培训证书,并进行现场培训。
六、施工注意事项
1、预应力筋下料、编束、穿束
A、下料:预应力筋在下料前必须按照国家通用标准进行复试,复试合格方能进行下料切割。同时对钢绞线进行偏拉试验,其偏拉系数应不小于20%。预应力筋下料以砂轮锯切割为主,预应力筋下料前要彻底除锈。
B、编束:钢绞线编束要保证各钢绞线平行,不得缠绕,每1.0~1.5m用铁线绑扎,距端头2.0米范围每0.5•米绑扎一道。
7
C、穿束:穿束前用大于钢绞线束直径0.5~1.0厘米的通孔器疏通预应力管道,待通孔器无阻碍地顺利通过管道全程后方能穿束,同时穿束前须用压缩空气吹净管道内的水份和砂、石等杂物,穿束时先将导管穿过孔道与预应力筋束连接在一起,以导线牵拉为主,以推送为辅。
2、张拉各操作步骤施工注意事项
A、安装工作锚:将纲绞线平行地逐个穿入锚环,安装中心或内圈锚环,再安装中心或内圈锚环孔的楔片,然后安装外圈锚环孔楔片,最后用套管或小锤适当用力将楔片敲入锚环孔。
B、安装限位板,先检查锚环是否有外伤或卷边,如有损坏,及时更换。然后安装限位板,注意钢绞线平行穿入孔。
C、安装千斤顶并与孔道中线对位,注意不要接错大、小油缸油管。 D、按第一步安装工具锚,为使工具锚卸脱方便,在锚环与楔片之间缠垫塑料布并涂少量黄油等润滑剂,对于短束还可安装2个工具锚环。
E、仔细检查千斤顶、油路等安接正确无误后,开动油泵进入初张拉,注意要有2-3人扶正千斤顶使工作锚环准确进入锚垫板的限位槽内,待油表读数达10%应力时测量大缸行程L1和工具锚楔片外露量L4。
F、进一步检查千斤顶和油路,然后两端千斤顶同时加载,每5MPa互相通报一次油压表读数,•使两端油压表读数在张拉过程中随时保持一致,直到两端达到20%张拉应力,这时测量大缸行程L2和楔片外露量L5。
G、进一步检查千斤顶和油路,然后两端千斤顶同时加载,每5MPa互相通报一次油压表读数,•使两端油压表读数在张拉过程中随时保持一致,直到两端达到100%张拉应力,这时测量大缸行程L3和楔片外露量L6。
H、检查实测伸长值与理论伸长值之差是否在规范要求的±6%范围内。
I、卸载,使千斤顶卸载至零,测量大缸行程,算出钢绞线回缩量。 J、回程,卸载完成后,大缸同时回程到底,然后用小锤轻轻敲打工具
8
锚,取下工具夹片,最后依次取下工具锚,拆除千斤顶、限位板。
K、割断多余钢绞线,以砂轮切割,钢绞线外露锚环达3-5cm即可。 3、孔道压浆注意事项
A、终拉完成后应在2天内进行管道压浆。压浆材料及施工工艺应满足《客运专线预应力混凝土现浇梁暂行技术条件》和《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》的规定。
B、压浆机械使用活塞式压浆泵,不得使用压缩空气,压浆压力约为0.7MPa比较合适,为保证管道中充满灰浆,关闭出浆口后,保持不小于0.5MPa的稳压期不少于2min。
C、压浆前管道内应清除杂物及积水,压入管道的水泥浆应饱满密实。 D、水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过40min。 E、冬季压浆时应采取保温措施,保证压浆质量。 4、常见质量事故及预防措施::
(1)、断丝,断丝数量不得超过钢绞线总数的0.5%,并不得位于梁的同一侧,每束内断丝不得超过1根。 A、造成断丝的原因: a、预应力筋力学性能不合格。
b、锚板喇叭筒、锚板、锚环及千斤顶不在同一轴线,造成偏拉,受力不均。
c、锚垫板的选用也是原因之一。目前采用的锚垫板有钢制与铸钢制两种。钢制垫板喇叭筒较细、较长,端部也比较锋利,稍有连接不顺,张拉时就可能造成对预应力筋的伤害。而铸钢制垫板喇叭筒较短粗,端部与孔道用内插式连接。本桥选用后者。 B、防止断丝的措施:
a、严格材料力学性能试验。强度相同,延伸率差异较大的两批材料不能同束使用。
b、在施工中应考虑锚垫板喇叭筒与波纹管的连接。安装千斤顶应做到安正与垫板方向垂直。
9
C、断丝处理:
双张钢束时可先用卸锚器松锚,然后移动钢束,用单孔小顶进行张拉,这样就缩短了千斤顶占用长度。
(2)、滑丝,滑丝数量不得超过钢绞线总数的0.5%,并不得位于梁的同一侧,每束内滑丝不得超过1根。 A、造成滑丝的原因:
a、锚环、夹片硬度不够或夹片齿过浅。
b、钢束、夹片清理不彻底、有油、锈或杂物张拉时存在于夹片与钢束之间或夹片与锚环之间。
c、当铺环孔坡度过小、过大时都可能发生滑丝。安装夹片顶面不齐也能造成滑丝。
d、千斤顶张拉时回油过快也可能发生滑丝现象。拆卸工具锚时巨烈震动也可能造成滑丝。 B、防止滑丝的措施:
a、张拉前对钢束锚锚固部分、锚环、夹片进行彻底清理,安装夹片时要保证外露部分相同,顶面平齐。
b、根据所采用的钢束种类选择合适的锚具。本桥采用OVM型锚具较为适宜。 C滑丝的处理:
滑丝处理一般采用单孔补张,补张不成功时可用叠加锚环法处理。
(3)、钢束张拉如发现伸长量不足或过大,要及时分析原因,一般是管道布置不准,增大孔道摩阻,应力损失大,有时也有可能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,。根据现场实际情况进行处理。
七.安全注意事项
1、张拉:顶升过程中,各工作人员不得靠近千斤顶,并不得站在梁段边沿,以免张拉器崩脱,致使工作人员紧张后退掉下梁。
在前进梁端设置操作平台,采用钢管与角钢连接在10#横梁上,张
10
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容