一、一般规定
1、本节内容适用于桥梁预应力混凝土工程的施工。
2、预应力混凝土施工时,施工单位应编制专项施工方案。
3、预应力混凝土工程施工时,应采取必要的安全防护措施,防止发生事故。
4、为促进预应力混凝土工程施工的标准化、精细化,消除张拉的人为因素影响,提高预应力管道压浆密实度,预应力张拉应采用数控智能张拉工艺,压浆宜采用智能压浆设备,且智能张拉和压浆设备应具有数据实时自动上传功能,避免数据遭到人为修改,确保结构的安全、耐久性。
二、预应力材料
1、预应力筋
1.1预应力混凝土结构所采用的钢丝、钢绞线、螺纹钢筋等材料的性能和质量,应符合现行国家标准的规定。
1.2预应力筋在仓库内保管时,仓库应干燥、防潮、通风良好、无腐蚀性气体和介质。进场后的存放时间不宜超过6个月,不得直接堆放在地面上,应采取垫枕木并用油布覆盖等有效措施,防止雨水和各种腐蚀性气体、介质的影响。
1.3预应力筋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、接头或镦头预留量、冷拉伸长值、外露长度等因素。
1.4不得在钢绞线原材料存放场地及已穿钢绞线的梁端部附近进行电焊作业,防止焊渣溅落到钢绞线上。严禁采用有效的钢绞线作为电焊机的接地线。
1.5预应力筋的加工与切断应在专用的操作平台上进行,防止污染。预应力筋的切割应采用砂轮锯,严禁采用电弧或氧气乙炔进行切割。
2、锚具、夹具及连接器
2.1预应力筋锚具、夹具和连接器应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性,应能保证充分发挥预应力筋的强度,安全地实现预应力张拉作业。
2.2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,锚垫板宜设置压浆孔或排气孔,压浆孔的内径不宜小于20mm,以保证浆液的畅通。
2.3锚具、夹具和连接器进场时,除应按出厂合格证和质量证明书核查其类别、型号、规格及数量外,尚应按规范规定进行外观质量检验、硬度试验、静载锚固性能试验。
2.4锚具、夹具和连接器均应设专人保管并清点核对数量及配套情况。存放、搬运时均应妥善保护,避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤或散失。临时性的防护措施应不影响安装操作的效果和永久性防锈措施的实施。
2.5锚具下锚下螺旋钢筋宜购买配套产品,进场后应组织验收,其钢筋的规格、直径及螺旋钢筋的螺旋直径、间距和圈数应符合规范要求。
2.6工作锚不得作为工具锚使用,工具锚、夹具、限位板宜采用与工作锚同一厂家的配套产品。
3、预应力管道
3.1在后张有黏结预应力混凝土结构中,预应力筋的孔道宜由浇筑在混凝土中的刚性或半刚性管道构成,不同的预应力管道材料的摩阻不同,施工时应严格按照设计图纸选择管道材料。采取钢管芯棒、胶管抽芯及金属伸缩套管抽芯等方法进行预留。
3.2浇筑在混凝土中的管道不应有漏浆现象。管道应具有足够的强度和刚度,应使其在混凝土的重量作用下保持原有的形状,且能按要求传递黏结应力。
3.3预应力管道进场时,除应检查出厂合格证、质量保证书,核对其类别、型号、规格及数量外,尚应对其外观、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。
3.4预应力管道宜存在室内,在室外存放时应支垫并遮盖,不得直接堆放于地面,存放时间不宜超过6个月,存放时应远离热源及可能遭受各种腐蚀性气体、介质的地方,搬运时应采用非金属绳捆扎或采用专用框架运输。
3.5在钢筋绑扎过程中,应根据设计的位置精确定位波纹管和锚垫板位置。宜将锚垫板安装在模板上,锚垫板孔应与管道同轴线,其端面应与管道轴线垂直,不得错位。锚垫板下应设置配套的螺旋钢筋,波纹管宜用U形定位筋固定,直线段每0.8m设置一道,曲线段每0.4m设置一道。所有管道均应在每个顶点设排气孔,需要时在每个低点设置排水孔。波纹管与普通钢筋位置发生冲突时,普通钢筋应避让波纹管。
3.6金属波纹管宜采用厚度不小于0.30mm的镀锌冷轧薄钢带卷制或购买成品。金属波纹管的连接管宜采用大一级直径的同类管道,其长度宜为被连接管道内径的5~7倍,其连接处宜用密封胶带封口,确保不漏浆。
3.7塑料波纹管宜以高密度聚乙烯树脂(HDPE)或聚丙烯(PP)为主要原料经热熔挤出成型,壁厚、环刚度等应满足有关要求。接头方式应根据实际情况选用,管道的所有接头应具有可靠的密封性能,并应满足真空度的要求。
3.8后穿钢绞线的预应力结构在浇筑混凝土之前,圆形波纹管宜预穿芯棒,扁波纹管宜穿入数根小芯棒,混凝土浇筑过程中至混凝土初凝前应进行抽动,防止波纹管在浇筑时挤压变形、漏浆,芯棒应在混凝土初凝后及时抽出。
3.9焊接钢筋时,应做好波纹管的保护工作,如在管道上覆盖湿布,防止因焊渣灼穿管壁而发生漏浆、堵管。
4、压浆材料
4.1压浆材料宜采用专用压浆料或专用压浆剂配制的浆液进行压浆。
4.2膨胀剂宜采用钙矾石系或复合型膨胀剂,不得采用以铝粉为膨胀源的膨胀剂或总碱量0.75%以上的高碱膨胀剂。
4.3压浆材料中的氯离子含量不应超过胶凝材料总重量的0.06%,比表面积应大于350m2/Kg,三氧化硫的含量不应超过6.0%。
4.4压浆料、压浆剂、水泥应防雨、防潮,不得露天存放,库房地面应垫高并设置防潮,要求通风干燥。应按批号分堆存放,并按进场时间批号挂牌明示,先进场的先使用,存放期限不超限。
4.5施工生产的孔道压浆浆液,应按试验室试配→生产配合比验证→工艺验证的三阶段确认方法,验证其施工性能与质量合格后,方可正式投入使用。
三、钢绞线梳编束工作平台
为了保证预应力束均衡受力,纠正各单束穿束造成钢绞线在预应力管道中的排列不顺直而产生受力不均匀的问题,要求钢绞线穿束前应进行梳编束,采用整股穿束技术,保证预应力施工质量。
1、钢绞线梳编束工作平台制作
钢绞线梳编束工作平台由钢筋、槽钢焊接而成,在槽钢顶面焊接一对设计采用型号的锚具(如 YM15-4、YM15-5的锚具等),锚具作为钢绞线的穿引器,一对锚具相距约1.0m,钢绞线通过锚具孔后,每隔1.0m对钢绞线进行绑扎,以使绞线顺直、等长,绑扎成束顺直不扭转,以提高其刚度便于整束穿束。
2、钢绞线梳编束操作要点
2.1禁止在钢绞线不顺直的情况下绑扎成束。
2.2作为穿引器的锚具,应采用预制梁设计型号的锚具,其穿孔的孔数与钢绞线梳编束的根数相对应,保证每根钢绞线的梳编束都有对应的通孔。钢绞线梳编束穿引器如图所示。
图钢绞线梳编束穿引器
2.3钢绞线梳编束时,从工作平台一端的锚具孔逐根穿入钢绞线,待整束穿入从另一端整束穿出后,立即用扎丝绑扎牢固,绑扎扎丝间隔1m,绑扎时要保证穿出来的钢绞线等长、顺直,注意穿束时只能平动,不可转动或扭动。梳编束施工顺序如图所示:
图钢绞线从一端逐条穿入锚具
图钢绞线从另一端锚具整束穿出
图钢绞线穿出后使用扎丝绑扎
四、浇筑施工
1、浇筑混凝土时,宜根据结构的不同型式选用插入式、附着式或平板式等振动器进行振捣。对箱梁腹板与底板及顶板连接处的承托、预应力筋锚固区以及其它钢筋密集部位,应采取有效措施加强振捣。
2、浇筑混凝土时,对先张构件应避免振动器碰撞预应力筋。对后张结构应避免振动器碰撞预应力筋的管道、预埋件等。并应经常检查模板、管道、锚固端垫板及支座预埋件等,保证其位置及尺寸符合设计要求。
3、浇筑混凝土时,应随混凝土浇筑进行分阶段制作试件,不应一次全部做完。用于判断现场预应力混凝土结构或构件强度和弹性模量的试件,应置于现场与结构或构件同环境、同条件养护。
4、为提高平整度,控制横坡,现浇梁梁面宜采用滚轴提浆整平机辅以座驾磨光机施工。
五、施加预应力
1、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、配套使用,以确定张拉力与压力表之间的关系曲线,标定应在经国家授权的法定计量检定机构进行,在使用时间超过6个月、张拉次数超过300次、千斤顶和压力表在施工过程中出现异常情况或千斤顶检修更换配件后均应进行重新标定。
2、施加预应力的准备工作应符合下列要求:
2.1现场应有具备相应知识和能正确操作的施工人员。锚具应安装正确并配备与钢绞线、锚具、千斤顶相匹配的限位板。
2.2预应力钢绞线在千斤顶穿心孔内应顺直,钢绞线应穿束前应进行编号,推荐采用钢绞线穿束机进行穿束,锚具锥孔内不得有污物。
2.3张拉前应检查张拉设备性能是否正常,千斤顶、锚具、夹具、限位板等是否对准良好。
2.4工作锚夹片与工具锚夹片不得混用,工作锚不得重复使用,工具锚的夹片应保持清洁,同时和锚具的锥形孔之间应保持良好的润滑状态。
2.5更换过油管的千斤顶,在张拉操作前应在行程的1/8-7/8往返运行3次以上,以排除顶内空气直至无爬行、跳动方可进行张拉。
2.6构件或结构混凝土已达到设计要求的强度和弹性模量(或龄期)。
2.7施工现场已具备经批准的张拉顺序、张拉程序和施工作业指导书,施工现场做好能够保证操作人员和设备安全的防护措施。
3、张拉施工应符合下列要求:
3.1施工前应根据张拉工艺要求、实际使用材料参数,对预应力筋的张拉力与伸长量进行相应的修正,以保证预应力施加正确。
2、预应力筋采用应力控制方法张拉时,应以伸长值进行校核,实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求,设计未规定时,实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在±6%以内,否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施予以调整后,方可继续张拉。预应力张拉宜采用智能张拉设备,预制梁场内预应力张拉应采用智能张拉设备。
3、预应力张拉持荷时间应满足设计及规范要求,设计无要求时一般应为5min。
4、预应力筋的锚固,应在张拉控制应力处于稳定状态下进行。锚固节段张拉端预应力筋的内缩量,应不大于设计规定。
5、压力表应选用防振型,表面最大读数应为张拉力的1.5至2.0倍,标定精度应不低于1.0级。
6、管道安装完成后应对端口进行临时封堵,直至张拉前防止水或其他杂物进入,同时应检查管道是否通畅。
7、张拉应按设计规定的张拉顺序进行,当设计未规定时,宜采用分批、分节段的方式对称地进行。
8、张拉前应在钢绞线上做记号,防止滑丝。张拉过程中发现异常,如断丝或滑丝、回缩偏大、伸长量超过±6%和异响等,应及时停止张拉,查找原因,排除问题。
9、预应力筋张拉端的设置应符合设计要求,当设计未要求时,应符合下列规定:
9.1对钢束长度小于20m的直线预应力筋可在一端张拉。对曲线预应力筋或钢束长度大于或等于20m的直线预应力筋,应采用两端张拉。
9.2预应力筋采用两端时,宜两端、左右同时对称张拉。
六、先张法的施工
1、先张法的台座应进行专门设计,应具有足够的强度、刚度和稳定性,其抗倾覆安全系数应不小于1.5,抗滑移系数应不小于1.3。
2、张拉台座宜做成混凝土框架式,台座宜由传力墩、台面、反力横梁组成。
3、锚固横梁宜采用型钢或钢板焊接制作,且应具有足够的强度、刚度和稳定性,受力后挠度应不大于2mm。
4、先张法预应力筋宜整体张拉,整体张拉前应先调整单根初应力,使之相互之间应力一致。
5、预应力张拉完成后,宜在4h内浇筑混凝土。预应力筋放张时构件混凝土的强度和弹性模量(或龄期)应符合设计规定。设计未规定时,混凝土的强度应不低于设计强度等级值的80%,弹性模量应不低于混凝土28d弹性模量的80%。
6、放张前应将侧模、翼缘模板和内模板拆除。
7、放张顺序应符合设计规定,设计未规定时,应按照分阶段、均匀、对称、相互交错的原则进行放张。多根整批预应力筋的放张,当采用砂箱放张时,放砂速度应均匀一致。采用千斤顶放张时宜分数次完成。
8、长线台座上预应力筋的切断应由放张端开始,依次向另一端进行,应采用机械切割方式进行切断。
七、后张法的施工
1、钢绞线可在混凝土浇筑之前或之后穿入孔道。但当混凝土采用蒸汽养护时,严禁在养护结束前穿入预应力筋,孔道在预应力筋穿束前应采用专用的封头进行临时封堵,防止水或其他杂物进入。
2、施工中应采取塑料布等对露出构件预应力管道外的预应力筋进行覆盖、包裹,且应避免雨水或养生用水进入预应力管道,防止钢绞线锈蚀或污染。
3、预应力筋应采用梳编束技术,先编束,宜每隔1.0m~1.5m绑扎一道,对每根预应力筋的首尾部应进行编号(每根预应力筋两端的编号应相同)。然后整束穿入管道,
4、保证预应力筋的顺直、不扭转、相互平行。对钢绞线也可逐根穿入孔道内,但应保证其在孔道内不相互缠绕。
5、张拉时,结构或构件混凝土的强度、弹性模量应符合设计规定,设计未规定时,强度应不低于设计强度等级值的80%,弹性模量应不低于混凝土28d弹性模量的80%。
6、张拉后切割钢绞线时应采用砂轮锯,严禁使用电弧或氧气乙炔进行切割,同时不得损伤锚具,预应力筋切割后的外露长度不应小于30mm,且不应小于1.5倍预应力筋直径。锚具长期外露时,应采取防止锈蚀的措施。
八、预应力智能张拉施工技术
桥梁结构耐久性直接影响到桥梁安全、结构使用寿命的关键因素,桥梁上部结构提前损坏如出现早期下挠、裂缝等病害和桥梁安全事故发生是桥梁工程行业十分关注的问题。通过大量对预应力桥梁调查和检测数据表明,预应力桥梁质量隐患主要来源于预应力张拉与压浆施工质量的有效控制,采用预应力张拉与压浆智能化技术,可以提升桥梁预应力施工质量。
1、预应力智能张拉施工技术,采用计算机控制的智能张拉自动控制系统,实现以张拉力为控制指标,伸长量为校对指标,自动化施工提升张拉精度。
2、预应力智能张拉工艺原理
2.1桥梁预应力智能张拉系统由智能张拉设备和计算机控制系统组成,包括预应力智能数控泵站、智能千斤顶、笔记本电脑、高压油管等组成。智能张拉设备由系统主机、油泵、千斤顶三大部分组成。预应力智能张拉系统如图所示。
图预应力智能张拉系统
2.2系统通过传感器测量、采集每台千斤顶的工作压力和钢绞线伸长量、回缩量,并将数据实时传输给系统主机进行运算分析,由系统主机调整和控制油泵电机工作参数,实现高精度张拉的目的。系统还可以根据预设的程序,由主机发出指令,同步控制每台千斤顶的运行,自动完成整个张拉过程。
2.3系统采用局域网wifi连接计算机与智能数控泵站,利用计算机自带的无线网卡,使用方便快捷,性能可靠。
2.4系统采用无线采集控制,远程监控,便于操作,模块化设计,具有较高的可靠性及可维护性。
3、工艺流程
3.1预应力智能张拉工艺流程主要有智能设备安装、智能张拉等组成,其工艺流程如图所示:
图智能张拉流程图
3.2张拉设备安装
在张拉作业之前,施工技术人员应对张拉设备进行检查,检查合格后再进行安装。根据设备的使用说明书及要求,具体安装顺序如下:
3.2.1安装限位板。
3.2.2安装专用千斤顶。
3.2.3安装工具锚,工具锚应与张拉锚的孔位对齐。
3.2.4连接千斤顶油管、油表、油泵及电源。
3.2.5开动油泵试运行,排出可能残留在千斤顶缸体内的空气。
3.3智能张拉
①启动智能张拉平台系统。启动后核对待张拉钢绞束编号,根据预先设定好的张拉控制应力和理论伸长值及张拉顺序、持荷时间等信息,调入相关参数,开始张拉。
②系统发出信号,按张拉顺序进行对称均衡张拉。为减少预应力损失,预应力张拉应采用分级张拉,通常宜分为5级。
③张拉过程中系统将对每一级加载进行测量和记录,通过位移传感器测量每一级活塞伸长值,并随时检查伸长值与计算值的偏差。
④张拉时,通过系统控制好千斤顶加载速度,确保高压油管供油平稳。
⑤张拉过程中,系统将自动校核测量数据,当实际伸长值与理论伸长值相差大于±6%时,系统将自动报警,停止张拉。待查明原因,排除问题后,再进行下一步的工作。
⑥每一级张拉结束后,系统会自动根据预设参数进行持荷(3~5min),并保存张拉数据,以方便数据的导出与打印。
3.4智能张拉操作要点
①智能张拉设备系统应按规定定期进行标定。
②张拉顺序控制。张拉顺序应按设计要求并遵循对梁体均匀对称加压的原则,以确保结构及构件受力均匀,张拉过程中不产生扭转、侧弯,防止混凝土产生超应力变形。
③钢绞线应严格执行束编工艺,保证每根钢绞线平顺受力。
④限位板应将标有对应使用规格数字的面对准工作锚安装,安装后保证工作锚在锚垫板止口内。
⑤应保证孔道、限位板、千斤顶、工具锚板孔道对中,以便张拉顺利进行并不致增加孔道摩擦损失。
⑥张拉控制力达到稳定后方可锚固,夹片相互间错位不宜大于2mm,露出锚具外高度不应大于4mm。工具锚锥孔、工具夹片应经常涂润滑剂。
⑦张拉过程中应注意油顶油表读数和系统显示油表读数,这两个读数应确保一致,张拉控制应以油泵油表读数为准。
九、预应力管道智能压浆施工技术
1、工艺流程
原材料、压浆设备检验 →切丝→临时封锚→安装并检查压浆管道→在智能压浆系统内输入参数→上料→压浆台车开始搅拌→系统自动检测水胶比、流动度、泌水率、浆液温度→管道压浆→压浆完成系统自动生成压浆记录。
2、循环智能压浆系统的基本原理
2.1循环智能压浆系统由主控电脑、智能压浆台车、循环管路组成。系统通过无线指令控制智能压浆台车进行压浆,使浆液在循环管道内满管路持续循环,排尽管道内空气。
2.2系统利用计算机智能技术,在管道进、出浆口设置精密传感器,在压浆过程中进行压力、流量、水胶比等各个参数监测,并实时反馈给系统主机进行分析判断,测控系统根据主机指令进行压力的调整,保证预应力管道在施工技术规范要求的浆液质量、压力大小、稳压时间、浆液温度、环境温度各个指标,自动记录,并打印报表。
2.3无线传输将数据实时反馈至相关部门,实现预应力管道压浆的远程监控。
2.4可采用双孔同时压浆,提高工效、提高工程施工进度。
2.5主机判断管道充盈的依据为进出浆口压力差在一定的时间内是否保持恒定。
3、施工准备
3.1压浆前应检查预应力束的锚固情况,如有不良现象,立即采取措施处理,方可压浆。检查各种压浆设备,并试运转情况良好,输浆管是否畅通,正常状况方可使用。
3.2压浆之前,按照封端要求切除钢绞线(注意钢绞线的外露30~40mm),将锚头部位全部缝隙堵塞严密。堵塞部位是锚具与支承垫板接触面的缝隙和锚垫板与夹片间的钢绞线之间的间隙。堵塞材料采用强度等级为42.5的低碱普通硅酸盐水泥,适当加水拌匀。堵缝要认真细致。
3.3压浆作业必须在环境温度高于+5℃的条件下进行。否则采取保温措施或采用冬季施工方法,入冬以前用高压风将全部存梁的管道内的水吹干净,以免冻裂梁体。
3.4清理锚垫板上的压浆孔,清除孔道内的杂物及积水,同时检查压浆孔是否通畅,压浆工具是否完好、齐全,压浆设备要用清水进行试压,确认压浆各部分的可靠性,所有设备、工具正常后,才能进行压浆作业。
3.5连接压浆嘴与高压胶管,保证主控电脑、智能压浆台车、循环管路正常连接,并检查其功能。
4、智能压浆操作要点
4.1在浆液满足要求、且配置充足后,由智能系统通过无线指令控制智能压浆台车开始往管道内压浆。
4.2压浆次序应自下而上,由下一管道进浆循环至上一管道出浆,使浆液在循环管道内满管路持续循环,排尽管道内空气。系统利用计算机智能技术,在压浆过程中进行压力、流量、水胶比三参数控制。保证浆液质量、压力大小、稳压时间等重要指标符合规范要求,确保压浆饱满和密实。压浆须连续进行,一次压完,以免孔道漏浆将临近孔道堵塞。压浆过程中经常检查压浆管道是否堵塞和漏浆。压浆压力宜为0.5MPa~0.7MPa。对超长孔道,最大压力不宜超过1.0MPa。对竖向孔道,压浆的压力宜为0.3~0.4MPa。压浆充盈度应达到孔道另一端饱满且排气孔排出与规定流动度相同的水泥浆为止,关闭出浆口后,宜保持不小于0.5MPa的稳压期,该稳压期的保持时间宜为3~5min。
4.3压浆完成后由系统自动生成压浆记录表。
4.4压浆完成后,应及时对锚固端按设计要求进行封闭保护或防腐处理,需要封锚的锚具,应在压浆完成后对梁端混凝土凿毛并将其周围清洗干净,设置钢筋网浇筑封锚混凝土。
4.5必须待随梁体压浆液现场取样的试件强度达到设计强度的100%后,方可进行梁体起吊或移梁作业。
十、孔道压浆施工质量要求
1、预应力筋张拉完毕48h内应完成孔道压浆。
2、采用单孔压浆时,宜采用带排气阀(管)的压浆嘴进行压浆施工,压浆嘴与排气阀(管)应按设计要求埋设安装。当设计未作要求时,压浆嘴宜安装在需压浆结构物的进口端下部或预应力管道较低的部位。排气阀(管)宜安装在待压浆结构物的上部或预应力管道较高的部位。压浆嘴与排气阀(管)应与预应力管道同步安装埋设。
3、压浆前应采用压力水冲洗预留孔道内的杂物,并应观测预留孔道有无串孔现象,再采用空压机吹除孔道内的积水。
4、压浆顺序:下层孔道宜先压注。曲线孔道和竖向孔道应从最低点的压浆孔压入,并由最高点的排气孔排气和泌水。
5、二级及以上公路工程、独立大桥,特大桥的压浆应采用智能压浆设备进行压浆,预制梁场内应采用智能压浆设备进行压浆。压浆前应先将压浆泵试开一次,运转正常并能达到所需压力时,方可正式压浆,压浆时压浆泵的压力宜保持在0.5MPa~0.7MPa。负压真空度宜在-0.06~-0.10MPa范围内。
6、孔道压浆后,应立即将梁端的浆液冲洗干净,同时应清除支承垫板、锚具及端部混凝土的污垢。压浆完成后,所有进出浆口均应予以封闭,直到浆液终凝前,所有塞子、盖子或气门均不得移动或打开。鼓励采用先进技术对孔道压浆密实度进行检测。
7、压浆完成后,应及时对锚固端按照设计要求进行封闭保护或防腐处理。需要封锚的锚具,应在压浆完成后对梁端混凝土进行凿毛并将其周围冲洗干净,设置钢筋网浇筑与构建同强度的封锚混凝土。长期外露的锚具,应采取防锈措施。
8、压浆后,推荐采用橡皮塞塞预应力管道,待浆体凝固后再行拔除。
十一、封端施工质量要求
1、封端之前应清理梁端面锚具,并凿毛梁端面,按设计要求绑扎、焊接钢筋或钢筋网片。设伸缩装置的梁端封端时,应严格按设计要求设置伸缩装置的预埋件。
2、预制梁板的封端应在梁板安装前进行,封端模板应固定准确,立模后应校核梁长,其长度应符合规定。
3、封端混凝土的配合比及强度要求应与梁体混凝土完全相同。
4、封端混凝土应认真振捣,保证锚具处的混凝土密实。混凝土浇筑完后宜静置1d~2d,带模浇水,养护不少于7d。
十二、保证预应力工程质量的措施
大跨径桥梁运营几年后发现跨中下挠和开裂的质量病害时有发生,而这些病害的产生原因比较多,其中最主要的原因之一是预应力施工质量控制不当的问题。下面就预应力施工质量措施的问题为研究对象,进一步分析预防桥梁跨中下挠和开裂的施工措施。
预应力是预应力混凝土桥梁抗裂的第一要素和基本保障。桥梁预应力的正确建立与损失控制能力是桥梁安全运营的重要保证。桥梁的抗裂能力主要是依靠梁体内实存的有效预应力,而实存有效预应力值是由建立的预应力值减预应力损失而得 ,施工中应把梁体预应力损失控制在规定的范围内。
1、控制预应力损失的措施
预应力混凝土连续梁的施工,为控制预应力的损失,必须从波纹管埋设、混凝土浇筑、预应力张拉、孔道压浆等各个施工环节进行控制,同时为控制梁体后期的挠度,现浇梁施工还应做好支架或挂篮的预压、预拱度设置等工作。
为了更好地控制预应力损失,除了按本章 3.3混凝土工程、3.4预应力混凝土工程的相关规定外,预应力施工还应注意如下几个方面:
1.1预应力钢绞线、波纹管、锚具、夹具和连接器的材质及安装要求
①预应力钢绞线应选用高强度低松弛的预应力钢绞线。
②多跨变截面连续梁桥、大桥和特大桥的波纹管宜采用预应力塑料波纹管。预应力塑料波纹管采用高密度聚乙烯(HDPE)或聚丙烯(PP)原料,以先进生产工艺生产,具有密封性好无渗水漏浆,耐腐蚀,柔韧性好,孔道摩擦系数小于金属波纹管等优点。
③波纹管应按设计规定的坐标位置进行安装,并在支撑点采用钢筋箍定位,定位筋的间距不宜大于0.8m。塑料波纹管应采用专用焊接机进行热熔焊接或采用具有密封性能的塑料结构连接器连接。
④所有波纹管道均应在每个顶点处设排气孔,以及需要时在每个低点处设排水孔
⑤锚具安装前,应进行硬度、锚固性能检测。锚具安装应与波纹管处于同一轴线位置,连接牢固。
1.2混凝土施工注意点
①混凝土的收缩与徐变将使预应力混凝土梁产生回缩与变形,造成预应力损失。混凝土的收缩与徐变是随时间而增长的应变,试验表明,混凝土结硬初期收缩较快,其变化率随时间的增长而减弱。因此,梁体施工应加强早期养护,混凝土强度等级达到设计强度的100%,养护龄期大于14天时方可进行预应力施工。
②混凝土施工前应做好配合比试验。水泥应采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,其强度等级应选择大于梁体混凝土设计强度高一级的水泥,以降低混凝土的水泥用量和减小水灰比。
③选用弹性模量高,坚硬密实和吸水率低级配良好的石灰岩、花岗岩等碎石或卵石作粗骨料,外加剂选用高效减水剂。
1.3预应力张拉施工注意点
①预应力张拉设备系统应采用智能张拉设备系统。
②钢绞线宜采用梳编穿束工艺进行穿束,锚具、千斤顶安装应与孔道同心,保证轴向受力。
③预应力张拉之前,宜对不同类型的孔道进行至少一个孔道的摩阻测试,通过测试孔道的μ值与k值,用于对设计张拉控制力的修正。对长度大于60m的孔道宜适当增加摩阻测试的数量。
④预应力张拉按设计要求分为预张拉、初张拉和终张拉三阶段进行。张拉应采用两端同时对称张拉,张拉顺序应按设计要求均衡布置,设计没有要求时按如下顺序进行:
长束和短束:先张拉长束,再张拉短束。
T梁:先张拉腹板束,再张拉顶板、底板束。
曲线箱梁:先张拉曲线外侧腹板束,再张拉曲线内侧腹板束,然后张拉顶板、底板束。
单箱单室箱梁:腹板底板交替均衡布置的原则。
单箱多室箱梁:遵循先内侧后外侧,腹板底板交替均衡布置的原则。
⑤预应力张拉时,应先确定初应力σ0,初应力宜为张拉控制应力σcon的10%~25%,根据钢束长度选择初应力。
钢束长度 30m以下时,初应力宜取10%~15%。钢束长度30~60m时,初应力宜取15%~20%。
钢束长度大于 60m时,宜取25%控制应力作为初应力。钢束长度超过100m时,应通过现场试验确定。
⑥预应力张拉控制应力应符合设计规定。施工前应根据预应力筋的长度,布设情况综合考虑是否采用超张拉。当施工中需要对预应力实施超张拉或计入锚固圈锚塞回缩损失、波纹管摩阻损失、孔道偏差影响引起的损失时,可比设计规定提高5%,但在任何情况下不得超过设计规定的最大张拉控制应力。
⑦达到控制应力的持荷时间为力值稳定后的稳压时间,持荷时间不少于5min。钢束长度超过100m时,持荷时间不宜少于15min。
⑧梁体预制完成后,出坑时间一般不少于10天,存梁时间一般不宜超过2个月,上拱不超过2cm。
4、孔道压浆施工注意点
后张预应力筋的锈蚀事故多数出在灌浆质量和锚固端的封堵质量上,必须尽一切可能保证孔道中的浆体密实,消除因泌水在孔道顶端形成空隙,或产生依附在筋体上的大小孔隙。灌浆必须有合适的流动度和稠度,既能有效泵送和充填孔道,又能排出孔道中的空气和水。在浆液中掺入适量的粉煤灰和矿渣利于减少浆体泌水和离析。
①孔道压浆是使预应力筋与钢筋混凝土梁连成整体,使预应力钢绞线免于锈蚀和松弛的重要环节,压浆前孔道应进行冲洗并排干积水。
②压浆应采用循环智能压浆设备。
③张拉结束后,立即进行压浆,张拉后与压浆的间隔时间不得超过24h。压浆应采用专用压浆料或专用压浆剂配制的浆液进行压浆。
④为保证后张预应力孔道压浆的质量和耐久性,所用压浆浆液的性能必须具备如下特性:
具有高流动性。
在塑性阶段具有良好的补偿收缩能力,且硬化后产生微膨胀。适宜的凝结时间 ,不泌水,不离析。
具有一定的强度。
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桥梁工程
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