某跨江大桥主桥合龙后,监控数据触目惊心:主梁标高最大偏差达 +102mm ,远超±50mm规范红线!
项目经理老李盯着屏幕,汗水浸透安全帽带——“体外预应力主动调梁”与“速凝灌浆料”双管齐下,72小时后偏差稳稳回归 ±15mm 内,支座灌浆料3小时抗压强度突破 45MPa !
桥梁合龙后线形偏差超限,是悬臂施工桥梁的“致命伤”。传统压重、顶推等方法效率低、扰动大、风险高。 体外预应力主动调梁技术 凭借其精准、高效、主动可控的优势,结合 超高早强支座灌浆料 的“神助攻”,正成为力挽狂澜的利器。本文手把手教你实战操作,让偏差无所遁形!
发现线形偏差超限后,严禁盲目处理! 这是所有工作的起点。
全面复测,锁定“病灶”:
测什么? 主梁关键截面(特别是合龙段两侧、跨中、1/4跨、3/4跨、墩顶)的 标高、轴线偏位 是核心。同时记录环境 温度、湿度、风速 ,以及合龙口 残余应力释放情况 (如有监测)。
怎么测? 优先采用高精度 电子水准仪 、 全站仪 (配合棱镜组),甚至 GPS RTK (开阔场地)。 务必选择温度稳定的清晨或阴天进行,消除温度变形干扰!
数据处理: 将实测数据与 设计成桥线形 、 施工监控理论线形 进行严格对比分析。 精确计算各控制点的偏差值及方向(上拱还是下挠,左偏还是右偏)。绘制详细的偏差分布图。
体外预应力调梁方案专项设计:
目标明确: 方案需明确 需调整的偏差量(精确到毫米)、期望达到的目标线形、允许的调整时间窗口 。
“力”的精确计算: 基于偏差量、结构刚度、预应力损失等, 精确计算所需施加的体外预应力大小、钢束数量、布置角度(水平或竖向分力为主) 。 严禁凭经验估算!
锚固与转向设计: 锚固端 必须设置在梁体刚度足够大、应力状态安全的区域(如横隔板、0#块),并 进行局部承压验算 。 转向块 位置、角度设计需保证钢束平顺,减小摩阻,其自身及与梁体的连接 必须进行强度、刚度、稳定性验算 。 设计图纸需清晰标注所有预埋件、开孔位置、尺寸及精度要求!
分级加载策略: 设计 详细的分级张拉步骤(如20%、40%、60%、80%、100%设计力)及每级加载后的稳定观测时间(通常不少于30分钟) 。明确 张拉顺序(对称?单侧?) 。
支座灌浆方案制定:
确认偏差调整后支座是否脱空或受力不均。 若需灌浆,精确测量 脱空区域范围、预估高度 。
材料选择: 核心要求:3小时抗压强度≥35MPa(满足早期顶升要求),28天强度≥60MPa,超高流动性(流淌度≥300mm),微膨胀(膨胀率0.02%~0.1%)。 严格筛选符合要求的 超早强支座灌浆料 , 索要厂家详细检测报告(尤其早强指标)并现场抽样验证!
灌浆工艺设计: 设计灌浆孔、排气孔位置(通常在支座四角),确定灌浆压力(通常低压,<0.3MPa)、灌浆顺序(从最低点开始)、保压时间等。
关键点:复测数据是基础,方案设计是灵魂。体外预应力方案必须经原设计或具备资质单位复核确认!灌浆料性能必须经试验室实测确认!
方案获批, 精准安装是成败关键 。
锚固端施工(重中之重):
定位放样: 依据设计图纸, 使用全站仪精准放样锚固钢板中心位置及轮廓线、锚栓孔位 。允许偏差≤±3mm。
基面处理: 彻底凿除安装区域混凝土表面浮浆、松散颗粒直至露出坚实骨料,清洁干燥。 对不平整处采用 高强环氧砂浆找平 。
锚栓/钢筋植入: 钻孔深度、直径严格按设计要求 。清孔(高压风吹+专用毛刷)务必彻底。注入 高强植筋胶 ,植入锚栓或钢筋, 确保垂直度、外露长度符合要求。胶体固化期内严禁扰动! (按胶厂要求时间养护)
锚固钢板安装: 将锚固钢板(已预制好孔洞)精准套入锚栓/钢筋 ,上紧螺母/焊接牢固。 钢板与混凝土基面间隙需≤1mm,否则用薄钢垫片填充。 检查钢板平整度。
转向块施工:
定位与处理: 同锚固端, 确保其空间位置(尤其是转向角度)绝对准确 。
安装固定: 采用预埋钢板或后锚固方式。 转向鞍座或滚轮必须安装牢固、转动灵活,接触面涂抹专用润滑脂(如石墨锂基脂)减少摩阻。
体外索(钢绞线/钢棒)穿束:
下料: 按设计长度+工作长度(张拉端预留≥1m) 精确下料 。钢绞线切割使用 砂轮锯 ,切口两端 立即用胶带或专用帽包裹防止散头 。
穿束: 从张拉端向固定端穿入 。穿束过程 避免钢束与混凝土锐边摩擦、过度弯折 。可使用 牵引器或人工辅助 。 穿束完成后,钢束在转向块处应平顺过渡,无死弯、绞缠。
防护系统预安装: 考虑后续张拉及长期防护, 将HDPE套管(如有)、减振装置等按设计要求预先套在钢束上或安装在预定位置。
关键点:锚固端和转向块的位置精度、安装牢固度直接决定力的有效传递和结构安全!穿束过程保护钢束完整性!
这是整个技术的“灵魂”操作,需极度谨慎、精细。
张拉前终极检查:
复查所有 锚具(工作夹片、锚板)、千斤顶、油泵、压力表、油管 状态良好, 配套标定证书在有效期内 。
确认 锚固端、转向块 无松动、变形。
梁体约束状态: 确认需调整跨的梁端活动支座临时锁定已解除(仅保留顺桥向约束),保证梁体能自由发生竖向/横向位移! 检查相邻跨约束情况,避免意外约束。
测量系统就位: 全站仪、水准仪等测量设备架设稳固,后视点可靠,监测点棱镜粘贴牢固。 建立实时通讯(对讲机)。
分级、对称、同步张拉:
油压表读数(换算成力)是主控指标。 每级加载到达目标值后, 持荷稳压至少5分钟 ,记录油压值。
同时测量钢束实际伸长量(量测千斤顶活塞伸出长度或传感器读数)。 实测伸长量与理论计算值偏差应在 ±6% 范围内。 如超出,立即暂停,查明原因(摩阻异常?滑丝?结构异常?)!
严格遵循设计的分级加载步骤和顺序(通常是先对称张拉调竖向,再单侧或不对称张拉调横向)。
张拉力控制为主,伸长量校核为辅:
同步性要求: 同一转向装置两侧的钢束、或需对称调整的钢束组,必须使用多台千斤顶同步张拉(采用一套泵站分油器控制或电子同步系统)。 严禁单侧突然加载! 不同步会导致梁体扭转等附加问题。
实时监测: 每完成一级张拉并持荷稳定后(约30分钟),立即全面复测梁体线形(标高、轴线)变化。 重点监测目标调整点、相邻截面、墩顶位移。 将实测变形数据与理论预测值实时对比! 这是判断调整效果、调整后续张拉策略的唯一依据。
目标逼近与精细微调:
根据 实时监测反馈 ,对比目标偏差调整量。
若接近目标, 最后1-2级加载需格外谨慎,采用更小的分级增量(如5%设计力) ,避免超调。
达到设计目标张拉力且线形偏差满足要求后,停止张拉。
锚固与临时防护:
持荷稳定后(确认测量结果达标),千斤顶缓慢回油,工作锚夹片自动锚固(或辅以顶压器)。
切除多余钢绞线(预留≥30mm),立即对锚具(外露钢绞线头、夹片、锚板)进行 临时防腐处理(如涂专用防腐油脂、安装防护罩) ,等待后续永久防护。
检查锚固可靠性(有无滑丝、异常声响)。
关键点:分级加载是安全阀,同步张拉是稳定器,实时监测是指南针!三者缺一不可!锚固后立即做好临时防护!
线形调整到位,若支座出现脱空或受力不均, 必须立即灌浆填充,确保永久支座均匀受力 。
灌浆前准备:
彻底清理支座底板下及垫石表面: 无油污、浮灰、松动颗粒。 提前24小时充分湿润垫石表面(灌浆前1小时清除明水)。
封堵缝隙: 在支座四周与垫石接触面外侧, 采用高强、速凝、无收缩的封堵材料(如专用封堵胶泥或快速堵漏剂)严密围堵,形成“灌浆池”,确保不漏浆。
安装灌浆管与排气管: 在支座底板最低位置钻灌浆孔(通常对角布置),安装可拆卸的灌浆嘴/管。在最高位置钻排气孔,安装排气软管引出。 确保管路畅通。
精确测量脱空高度与范围: 使用塞尺等工具确定。
封堵与埋管:
超早强灌浆料制备:
严格按厂家提供的水料比(如0.28±0.02)和搅拌工艺操作! 通常要求使用 高速搅拌机(>1000转/分) 。
投料顺序: 先加入规定量的洁净拌合水(水温按厂家要求控制,通常10-25℃),再边搅拌边均匀加入整袋灌浆料。
搅拌时间: 持续搅拌2-3分钟,确保浆体均匀无结块。 静置约1分钟消泡后, 再次短暂搅拌(约30秒)即可使用。 拌合好的浆体应在30分钟内用完!
压力灌浆:
从最低点的灌浆孔注入浆体。 使用 专用灌浆泵或手动压力灌浆器 , 控制灌浆压力在0.2-0.3MPa 。
观察排气孔: 当 浓浆(无气泡)连续稳定从排气孔流出时 , 依次逐个封堵排气孔 。
继续加压灌浆至设计压力(或略高于),保持稳压1-2分钟。 关闭灌浆口阀门保压 。
灌浆过程应连续,一气呵成。 如遇设备故障暂停,立即用清水冲洗设备管路,尽快恢复。
保压、养护与强度验证:
保压结束后,至少稳压30分钟,方可拆卸灌浆管。
立即用湿麻袋或塑料薄膜覆盖灌浆区域,保持湿润养护至少24小时(尤其前3小时关键)。 环境温度低于5℃时,必须采取保温措施!
3小时强度验证: 在灌浆同时,现场制作同条件养护试块(≥3组)。 3小时后立即送实验室检测抗压强度。 确认强度≥35MPa(或设计要求值)后,方可进行后续操作(如解除临时约束)。
关键点:封堵严密是前提,精确配比是核心,稳压保压是保障,3小时强度实测是通行证!养护至关重要!
最终线形复测: 支座灌浆料达到强度要求并解除所有临时约束后,选择温度稳定时段,对全桥线形(标高、轴线)进行最终全面复测。 确认偏差值完全满足设计及规范要求(通常≤L/5000或±20mm)。
体外索永久防护: 按设计要求完成体外索的永久防护系统安装 ,如灌注HDPE套管专用防腐油脂、安装密封罩、涂装等。 这是保证体外预应力系统长期耐久的关键!
资料归档: 详细记录整个调整过程的 方案、审批记录、张拉记录(油压、伸长量分级记录)、线形监测记录(原始数据及变化曲线)、灌浆记录、材料检测报告(灌浆料、锚具等)、试块强度报告、影像资料 等,形成完整竣工档案。
体外预应力主动调梁 技术,如同为桥梁精准“正骨”,其核心在于 精准的力与精准的位移控制 ; 超早强支座灌浆料 则提供了 快速稳固根基 的保障。二者结合,为合龙后线形偏差超限提供了高效、安全、可靠的解决方案。 记住:前期精准监测是基础,方案严谨设计是灵魂,过程精细控制是关键,效果严格验证是保障。
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建筑施工
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