闡述超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉施工

薛勇升

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，普通的建造技術(shù)已經(jīng)難以滿足建筑橋梁的功能和施工需求，應(yīng)運(yùn)而生的超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力的張拉技術(shù)，解決了許多工程上的難題。鑒于此，結(jié)合這種結(jié)構(gòu)，作者簡(jiǎn)單介紹了一下此類技術(shù)的工藝流程，并提出了一些施工上的技術(shù)手段，不僅為了普及超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力張拉施工的知識(shí)，也為施工人員提供解決問題的參考意見。

關(guān)鍵字：超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力；張拉；鋼絞線

中圖分類號(hào)：TU757文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言

張拉法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)橋梁日前在橋梁施工中非常重要，占據(jù)著舉足輕重的地位，預(yù)應(yīng)力鋼絞線施工是橋梁施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉施工目前一般采用控制應(yīng)力和伸長(zhǎng)值，雙管齊下的控制方法。規(guī)范中雖然給出了計(jì)算伸長(zhǎng)值的公式，并給出了初應(yīng)力的參考范圍為10％一15％ cm，但在實(shí)際施工中對(duì)超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的實(shí)際操作，因?yàn)榭椎篱L(zhǎng)度較長(zhǎng)，鋼絞線自重較大等因素，往往導(dǎo)致測(cè)量出的伸長(zhǎng)值比計(jì)算值偏大，誤差較大。另外由于對(duì)公式中各變量參數(shù)的理解不同，及施工中伸長(zhǎng)值的量測(cè)方法差異較大，常常導(dǎo)致不同的人計(jì)算的伸長(zhǎng)值與量測(cè)的伸長(zhǎng)值均存在一定程度的差異。

本文就咸陽(yáng)機(jī)場(chǎng)T3A航站樓高架橋上超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉的施工，相關(guān)實(shí)踐就箱粱預(yù)應(yīng)力鋼紋線施工中的預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量的控制進(jìn)行論述，以及對(duì)波紋管質(zhì)量、孔道灌漿等施工環(huán)節(jié)質(zhì)量控制進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，以供箱梁預(yù)應(yīng)力施工參考。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線即高含碳鋼盤條，表面經(jīng)處理后再冷拔成鋼絲，按鋼絞線結(jié)構(gòu)將適宜數(shù)量的鋼絲絞合成束，再經(jīng)過(guò)消除應(yīng)力的穩(wěn)定化處理過(guò)程而成。一般由2、3、7或19根高強(qiáng)度鋼絲構(gòu)成絞合鋼纜，并經(jīng)消除應(yīng)力處理（穩(wěn)定化處理）。適合預(yù)應(yīng)力混凝土或類似用途預(yù)應(yīng)力鋼絞線的主要特點(diǎn)是高強(qiáng)和松張性能好，此外展開時(shí)較挺較直。常見抗拉強(qiáng)度等級(jí)為1860 兆帕，還有1720 、1770 、1960、2000 、2100兆帕等。此類鋼材的屈服強(qiáng)度也較高，在多數(shù)后張預(yù)應(yīng)力及先張預(yù)應(yīng)力工程中，光面鋼絞線是最廣泛、采用最多的預(yù)應(yīng)力鋼材。模拔鋼絞線主要用于提升工程，也用于核電之類的工程。鍍鋅鋼絞線適用橋梁的拉力構(gòu)件及室外預(yù)應(yīng)力工程。涂環(huán)氧樹脂的鋼絞線與鍍鋅的用途類似。

施工工藝流程

2.1預(yù)應(yīng)力施工流程

錨具及鋼絞線檢驗(yàn)→鋪裝箱梁底?！壴淞悍穷A(yù)應(yīng)力鋼筋→按設(shè)計(jì)坐標(biāo)及高程焊接波紋管定位支架→安裝波紋管及排氣管→安裝錨墊板及螺旋筋→鋼絞線下料編束→預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束→預(yù)應(yīng)力工程隱蔽驗(yàn)收→澆筑混凝土并養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)強(qiáng)度→拆除模板→張拉設(shè)備及儀表配套校驗(yàn)→清除鋼絞線上及承壓板內(nèi)外混凝土及雜物→安裝錨板及夾片→安裝千斤頂→預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固→張拉質(zhì)量檢驗(yàn)→預(yù)應(yīng)力孔道壓漿→切除多余長(zhǎng)度鋼絞線→支模澆筑封錨混凝土并養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)強(qiáng)度→轉(zhuǎn)入下道工序施工。

2.2鋼絞線下料

在此步驟之前必須仔細(xì)核查圖紙, 計(jì)算核查下料長(zhǎng)度，按計(jì)算值用無(wú)齒鋸下料, 下料誤差需要控制在-2~+5cm。鋼絞線長(zhǎng)出錨墊板90cm ,并用彩條布或其他材料纏繞保護(hù), 以免澆筑混凝土?xí)r受污損。

2.3 鋼絞線穿束

由于每段鋼絞線下料時(shí)尺寸較長(zhǎng),采用人工配合穿束機(jī)YCS(3.65)穿成束。為避免鋼絞線在穿束時(shí)波紋管壁被損壞,可預(yù)先將錐形護(hù)帽套在鋼絞線束頭部上，然后再穿入波紋管內(nèi)。

2.4 波紋管定位安裝

圖紙中給定孔道中心線時(shí),應(yīng)考慮波紋管直徑,以波紋管底為基準(zhǔn),管道的定位鋼筋應(yīng)每隔50 cm安設(shè)。波紋管接長(zhǎng)時(shí)用同型大一號(hào)的波紋管,接頭管旋入并使之居中,然后用密封膠封堵管的兩端。波紋管伸出錨墊板長(zhǎng)度值應(yīng)大于20cm,并同時(shí)采用膠帶封裹。預(yù)應(yīng)力鋼絞線束最高點(diǎn)處應(yīng)設(shè)預(yù)埋波紋管排氣孔。鋼絞線穿束完成后,檢查波紋管是否完好,對(duì)不影響工程及使用的輕微破損用膠帶纏繞修補(bǔ)即可。

2.5 混凝土灌筑

采用自動(dòng)配料強(qiáng)制式攪拌混凝土輸送泵泵送到位。澆筑混凝土?xí)r嚴(yán)禁振搗棒觸及到波紋管,避免波紋管受到震動(dòng)破裂導(dǎo)致漏漿和堵塞孔道。

2.6 預(yù)應(yīng)力束張拉

張拉前必須標(biāo)定千斤頂,并配合壓力表使用,根據(jù)標(biāo)定的結(jié)果值計(jì)算需要油泵的壓力。按照制定方案的順序和程序組織預(yù)應(yīng)力鋼絞線束的張拉過(guò)程。梁部?jī)蓚?cè)同時(shí)進(jìn)行張拉,壓力同步緩慢提升,逐級(jí)進(jìn)行,在10%壓力位置點(diǎn)和錨固應(yīng)力位置點(diǎn)測(cè)量鋼絞線在此過(guò)程的伸長(zhǎng)量;張拉力以應(yīng)力作為因變量進(jìn)行控制,對(duì)伸長(zhǎng)量進(jìn)行矯正。采用105%超張拉持荷2分鐘,以減小由于鋼絞線松弛和管壁摩擦力對(duì)最終實(shí)際應(yīng)力的影響。事先檢查鋼絞線伸長(zhǎng)量測(cè)量值與理論值的誤差是否在規(guī)范允許的范圍之內(nèi),然后再進(jìn)行應(yīng)力錨固,若不符合要求則需查找原因并進(jìn)行處理以達(dá)到規(guī)范要求。應(yīng)力錨固后檢查鋼絞線是否滑絲,達(dá)到要求后再進(jìn)行下一步的壓漿施工。

2.7預(yù)應(yīng)力孔道壓漿

壓漿用水泥采用 42.5R普通硅酸鹽水泥,外加劑對(duì)鋼絞線無(wú)腐蝕作用,水泥漿的配合比需要經(jīng)實(shí)驗(yàn)室試配才能最終確定?？蓳饺脒m量的減水劑和微膨脹劑,以滿足壓漿工藝要求,水灰比應(yīng)在0.4左右,3h泌水率小于等于2%,水泥漿稠度 15~18s。水泥漿須用機(jī)械攪拌,專用壓漿機(jī)制漿。壓漿前24 h需要用水泥砂漿進(jìn)行封錨。壓漿順序?yàn)閼?yīng)先壓注下層孔道,在壓注上層孔道。壓漿由一端向另一端進(jìn)行,當(dāng)出漿孔(排氣孔)出漿濃度與進(jìn)漿濃度平衡時(shí),封閉出漿孔(排氣孔)并保持灌漿壓力達(dá)到0.5~0.7MPa。使其充分泌水后再關(guān)閉進(jìn)漿管節(jié)門。每一班次留取3組水泥漿試件。

施工質(zhì)量控制

3.1 影響因素確定

對(duì)已建的類似現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土橋的張拉工序進(jìn)行了認(rèn)真分析將收集到所有不合格信息進(jìn)行總結(jié)、歸納、整理，通過(guò)應(yīng)用分類統(tǒng)計(jì)的方法，歸納出造成張拉質(zhì)量問題的原因有如下幾個(gè)：張拉伸長(zhǎng)率、管道坐標(biāo)、斷絲滑絲數(shù)、管道間距、張拉應(yīng)力值及其它原因。其中伸長(zhǎng)率和管道定位在提高連續(xù)鋼構(gòu)箱梁超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線束張拉合格率中需要解決的首要問題。

3.2制定對(duì)策

3.2.1 由于箱梁設(shè)計(jì)要求采用一次澆筑成型，之前的澆筑均采用從腹板下澆筑混凝土，通過(guò)振搗腹板混凝土來(lái)完成底板澆筑，這種做法能很好的控制底板厚度及混凝土用量，但是不可避免的需要對(duì)腹板重復(fù)振搗，造成應(yīng)力集中，該處的波紋管易于破損漏漿。

3.2.2 嚴(yán)格把住波紋管原材料進(jìn)場(chǎng)關(guān)，保證波紋管厚度，強(qiáng)度及咬邊的搭接長(zhǎng)度。

3.2.3 對(duì)振搗工人進(jìn)行細(xì)致入微的培訓(xùn)。

3.2.4 箱梁澆筑時(shí)，用5t手拉葫蘆每3小時(shí)對(duì)鋼鉸線逐束抽動(dòng)一次，直至澆筑完畢后12小時(shí)，再對(duì)確有進(jìn)漿的管道用高壓水進(jìn)行沖洗。

3.2.5 制定鋼鉸線采購(gòu)、試驗(yàn)、存放、發(fā)放管理制度。仔細(xì)篩選一家鋼鉸線廠作為本工程的供應(yīng)單位，同時(shí)嚴(yán)細(xì)施工計(jì)劃，使鋼鉸線按計(jì)劃逐批進(jìn)場(chǎng)，保證每批鋼鉸線只用到同一聯(lián)，同時(shí)對(duì)每批鋼不同爐號(hào)的鋼鉸線，分別檢驗(yàn)彈性模量伸長(zhǎng)值并與計(jì)算參數(shù)相比較，保證在編束時(shí)同一束鋼鉸線有相同的彈性模量。

3.2.6 測(cè)算超長(zhǎng)束張拉預(yù)應(yīng)力損失及管道摩阻系數(shù)。為了準(zhǔn)確地測(cè)試預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁預(yù)應(yīng)力超長(zhǎng)張拉施工過(guò)程中各預(yù)應(yīng)力鋼束由于曲線配束導(dǎo)致金屬波紋管道對(duì)張拉力的摩擦損失值，并推算出各預(yù)應(yīng)力束的摩阻系數(shù)，采取現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方法為張拉施工提供可靠的試驗(yàn)依據(jù)。

應(yīng)用實(shí)例

西安咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)二期擴(kuò)建T3A高架橋丁程t線橋橋梁傘長(zhǎng)674．694米，連接橋全長(zhǎng)207．329米。主橋橋?qū)?5米。引橋與下橋垂直橋?qū)捰?1．5米變化至35米。高架橋上部結(jié)構(gòu)均采用現(xiàn)澆滿堂支架預(yù)應(yīng)力混凝土或鋼筋混凝土箱粱。橋梁最大跨徑為26．5米，最小跨徑為18米，箱粱梁高均為1．5米，采用弧形懸臂。預(yù)應(yīng)力孔道使用中直徑70mm和直徑90mm兩種金屬波紋管預(yù)留管道，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用的鋼絞線，最大張拉長(zhǎng)度97．10m，最小張拉長(zhǎng)度也有33．56m。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到95％以上時(shí)對(duì)鋼絞線進(jìn)行張拉、壓漿。最后澆注封錨混凝土。

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