后张法预应力技术在狗河大桥施工中及应用.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除后张法预应力技术在狗河大桥施工中的应用王铁滨1 ,孙兆辉1 ,李润红2 ,李胜2(11 辽宁省交通高等专科学校,辽宁沈阳110122 ;21 辽宁省路桥建设总公司,辽宁沈阳110021)摘要: 狗河大桥是沈山高速公路上比较大的一座桥,全桥在预制钢筋混凝土工形组合梁、现浇钢筋混凝土湿接缝及现浇钢筋混凝土盖梁处都设计运用了后张法预应力技术。结合施工实践,介绍了预应力混凝土结构设计、后张法施工工艺及注意事项。关键词: 后张法;预应力结构;钢绞线;工形梁;预应力混凝土梁;施工工艺中图分类号: TU757114 文献标识码: A 文章编号:1003 - 4722(2000) 04 - 0052 - 03收稿日期: 2000 - 07 - 01作者简介: 王铁滨(1968 - ) ,男,讲师,1990 年毕业于内蒙工学院,工学学士。1 概况狗河大桥位于沈山高速公路绥中境内,桥梁总长为617. 77 m(包括桥台耳、侧墙在内) 。全桥按8 车道设计,由2 座并列的桥组成,每侧桥行车道宽度为17. 75m ,全桥总宽度为37. 00 m。上部结构采用20 孔先简支后连续预应力混凝土工形组合连续梁, 桥跨布置为(30. 25 + 30. 5 + 30. 25) m + 2 (30. 25 + 5 30. 5 +30. 25) m + (30. 25 + 30. 5 + 30. 25) m ,最大连续长度为212. 94 m。下部结构采用直径为1. 50 m 的双柱式桥墩、预应力混凝土盖梁、肋板式桥台及U 形桥台。根据不同地质情况本桥基础分别采用单、双排钻孔桩基础和扩大基础,单排桩基础钻孔桩直径为1. 70 m ,双排桩基础钻孔桩直径为1. 50 m。2 预应力混凝土结构设计2. 1 工形组合梁预应力钢束设计2. 1. 1 预应力钢束一般构造预应力钢筋混凝土工形组合梁,梁高1. 90 m ,预制梁高为1. 70 m ,预制梁段长度为29. 94 m ,墩顶现浇连续段长度为1. 50 m ,全桥分成4 联,联与联之间设置伸缩缝,工形梁几何尺寸及预应力钢束一般构造见图1。2. 1. 2 材料要求预制工形梁采用C50 混凝土,预应力钢绞线采用ASTM416 - 88b 标准生产的270 级,直径为J15. 24 mm ,面积为140 mm2 ,抗拉标准强度为RbY = 1 860 MPa ,弹性模量为EY = 1. 95 105MPa ,松弛率为3. 5 %。2. 1. 3 张拉设计要求预制梁强度达到80 %方可张拉钢束,钢束采用两端张拉,并采用引伸量与张拉力双控,钢束张拉顺序为先同时张拉5、4 号钢束,然后依次张拉3、2、1 号钢束,张拉控制力为1 171. 8 kN。钢绞线每端预留工作长度70 cm。钢束张拉完后应在24 h 内完成压浆封锚,封锚时简支端封锚,连续端不封锚,但应用砂浆把锚头封住。2. 2 湿接缝预应力钢束设计2. 2. 1 材料要求现浇湿接缝采用C50 混凝土,现浇桥面板采用C40混凝土,预应力钢绞线与工形梁所用的钢绞线相同。锚具采用扁形锚具,张拉锚具型号为KBM15 - 4 ,固定锚具型号为YM15 (3) H - 4 ,管道采用波纹铁皮扁管。2. 2. 2 张拉设计要求在现浇湿接缝及桥面板混凝土强度达到设计强度的80 %以上方可张拉预应力钢束,每束张拉力为680图1 工形梁预应力钢束的一般构造2 5 桥梁建设2000 年第4 期 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.kN ,即每根钢绞线为170 kN。每束张拉引伸量为7. 42cm ,引伸量没考虑锚具回缩值,张拉完后24 h 内压浆封锚,预应力钢束张拉工作长度按50 cm 预留,一端张拉,张拉采用引伸量与张拉力双控,逐束张拉。2. 3 盖梁预应力钢束设计2. 3. 1 材料要求盖梁采用C40 混凝土,所用钢绞线同前,锚具采用扁形锚具,型号为KBM15 - 5。2. 3. 2 张拉设计要求施加预应力要在混凝土达到85 %设计强度后进行,钢绞线为两端张拉,采用引伸量和张拉力双控,单束张拉力为975 kN ,单根控制张拉力为195 kN。3 后张法施工质量控制(以工形梁为例)3. 1 依据施工设计图纸选择张拉机具千斤顶的选择依据:千斤顶种类要求适合钢绞线张拉,其吨位应是钢筋张拉力的1. 52 倍,以保证张拉钢绞线的安全可靠和准确性。综合考虑以上各种因素,本桥工形梁钢绞线张拉千斤顶选用四平产YCL200A 型。所选择油表的精度不得低于1. 5 级。为了保证油表的使用安全和不易损坏,其计算油表读数一般为实际油表最大读数的1/ 22/ 3 ,因此选择实际压力表最大读数要求为(3/ 22) Pn (油表读数) 。油泵的选择要考虑额定压力、额定流量及油箱容积,并且要考虑移动方便。3. 2 依据施工设计图纸及张拉机具制定张拉程序设计文件要求预应力钢束张拉顺序为:先同时张拉5、4 号钢束,然后依次张拉3、2、1 号钢束,由于锚固端5、4 号钢束中心距为26 cm ,而YCL200A 千斤顶外形直径32 cm ,同时在锚固端放2 台千斤顶已不可能,也就是同时张拉5、4 号钢束实现不了,为防止工形梁出现侧弯,经过分析研究,各钢束张拉顺序最后决定为:先对钢束5 两端同时张拉至30 %k (k 为张拉控制应力) ,卸顶临时锚固,然后对钢束4 两端同时张拉至70 %k ,卸顶临时锚固,接着对钢束5 两端同时张拉至k ,卸顶锚固,最后对钢束4 两端张拉补足至k ,钢束4、5 完成张拉锚固后按设计顺序对3、2、1 号钢束张拉至设计控制拉力。按公路桥涵施工技术规范的第11. 6. 5 条和第11. 7. 5 条规定,后张法预应力钢绞线张拉程序为:0 初应力105 %k持荷5 mink (锚固)初应力一般取10 %k ,张拉程序中初应力阶段的目的是为了使钢束中每根钢绞线受力相同,以及钢筋伸长值量测的需要。由于工形梁采用低松弛钢绞线,预应力钢筋的应力松弛损失都较小,加上施加预应力时采用自锚式千斤顶,采用超张拉方法进行张拉时,一旦张拉应力达到105 %k 后就很难再回到k ,即使能回到k ,夹片已开始工作,经回缩损失后锚固,实际上钢绞线是在105 %k 和k 之间时开始锚固的,因此在张拉钢绞线时,可采用下面的张拉程序:0 初应力105 %k (持荷5 min 后锚固)3. 3 预应力的施加方法与步骤(1) 在绑扎工形梁钢筋骨架过程中,按设计图纸,预埋波纹管、波纹管及锚座位置必须符合设计要求。YM15 - 6M锚具结构见图2。图2 YM15 - 6 型锚具结构(2) 采用砂轮切割机对钢绞线下料,张拉端伸出的长度为70 cm ,以满足千斤顶的工作长度。(3) 采用人工或机械的方法将钢绞线穿入孔道。(4) 吊装钢筋骨架就位,支模,校核,浇注混凝土,待混凝土强度达到80 %以上拆模,准备张拉。(5) 在钢束的两端安装工作锚锚杯及夹片,并轻轻地敲紧夹片,这时应注意钢绞线的排列顺序尽量相互平行,不要交叉,同时锚杯要有定位措施,以保证与孔道的同轴度。(6) 安装限位板、千斤顶。(7) 在千斤顶的后部安装工具锚,注意锥孔内不得有污物。为卸锚方便,锚孔中和夹片的圆锥面应均匀涂抹润滑物质,如退楔剂、石蜡、薄塑料等。(8) 预应力张拉过程中要用钢板尺记录10 %k 、30 %k 、70 %k 、k 、105 %k 时钢绞线实际伸长量,并与理论伸长值比较。(9) 预应力张拉完成后,即可卸下工具锚、千斤顶,然后切除锚后伸长的钢束,及时压浆封锚。3. 4 施工中着重注意事宜(1) 锚具的选择非常重要,所选用的锚具必须通过3 5 后张法预应力技术在狗河大桥施工中的应用王铁滨,孙兆辉,李润红,李胜 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.无损试验检测,且要适合低松弛钢绞线。狗河大桥工形梁最初张拉过程中,张拉未达到k 时,钢绞线即在工具锚位置拉断,通过取断丝到厂家分析,确认属工具锚中夹片洛氏硬度偏低与钢绞线不配套所致。后更换锚具厂家,经试验合格后正常施工。此外,每一个锚杯要经过无损探伤检测,出现内部纹理构造缺陷的,必须更换,以防“炸锚”。(2) 预应力钢绞线是用应力控制方法张拉,以伸长值进行校核的双控制, 公路桥涵施工技术规范1 要求实际伸长值与理论伸长值之差应控制在6 %以内,否则要停止张拉,待查明原因采取措施调整后,方可继续张拉。狗河大桥工形梁张拉时基本满足以上要求。(3) 工形梁强度必须达到设计强度80 %以上方允许张拉,实际施工中由于钢束5、4 需要交替张拉,因而混凝土属偏心受压。为消除横向侧弯,降低起拱度,最好待混凝土强度达到90 %以上时再开始张拉。(4) 张拉完毕后,在切割多余钢绞线时,一般应用砂轮切割机,确需气割时,应采取保护措施,如在钢绞线上放湿抹布,使夹片不受热。4 结语现浇混凝土湿接缝、混凝土盖梁处的钢绞线张拉与工形梁张拉有所类似。工形梁采用后张法预应力技术,可以节约大量普通钢筋,减少几何截面尺寸和自重,但随着龄期增加,工形梁起拱度也随之增加,甚至超过预留反拱度。这对上部现浇桥面板厚度、桥面标高会带来不利的影响。总之,在高速公路建设中,后张法预应力技术被广泛运用在大型桥梁工程的各个部位,这需要广大工程技术人员在施工实践中不断地去探索和总结经验,进一步完善后张法预应力的施工工艺与质量控制。参考文献:1 JTJ041 - 89. 公路桥涵施工技术规范 S .2 刘效尧,朱新实. 预应力技术及材料设备M . 北京:人民交通出版社,1998.Application of Prestressing Technology on Post2tensioning Method inthe Construction of Gouhe BridgeWANG Tie2bin1 , SUN Zhao2hui1 , LI Run2hong2 , LI Sheng2(1. High Faculty of Communication , Liaoning Province , Shenyang 110122 , China ;2. Liaoning Road and Bridge Construction Company , Shenyang 110021 , China)Abstract :Gouhe bridge is a comparatively large bridge on Shenyang2Shanhaiguan speedway. The prestressed post2tensioningtechnology is applied in prefabrication of reinforced concrete I2 section composite girders , cast in situs of the wet joint and cap2beams , this paper describes the post2tensioning technology and some important points to be noted in construction practice.Key words : post2tensioning method , prestressed structure , strand , I2beam , prestressed concrete beam , construction tech2nology桥梁建设国外桥梁广告收费价目表彩色(两期起登)桥梁建设双月刊国外桥梁季刊黑白插页说明封面不受理不受理封二5800 元/ 期