24m折线配筋先张法预应力混凝土简支梁施工技术

24m折线配筋先张法预应力混凝土简支梁施工技术

1滤板、折线先张简支梁结构青藏铁路的恶劣气候和环境条件给桥梁的建造、建造和维护带来了很大困难。铁路延迟混凝土传统梁的日照时间、温度、湿度、干温循环、冷冻和回波流量等内部和外部因素影响，加速了旧路的老化，降低了强度和安全度。为了适应年轻铁路铁路的特点，提高了桥梁结构的耐久性，减少了运营后的维护工作量和成本，采用了具有折扣形状结构的持久前梁。24m折线先张简支梁是青藏铁路采用的新技术之一,为分片式T型截面普通高度梁,两片梁组成一孔,两片梁腹板中心距为2.0m,横向在隔板处施加预应力进行联接。梁全长24.6m,跨度为24.0m,梁高为2.20m,梁顶宽2.070m,每片梁重83.4t。梁体混凝土强度等级为C50,施工方量为65.28m3/孔。该新型结构由铁道部专业设计院设计,中铁一局集团桥梁建筑工程有限公司在青藏高原现场进行预制施工(见图1)。2得先张梁结构(1)采用转折器使预应力钢绞线弯起,显著地减少了梁端主拉应力,有效地改善了梁体结构受力性能,使得先张梁能够在大跨度桥梁结构中使用。(2)青藏铁路沿线自然环境异常恶劣,广泛存在着多种腐蚀作用的外部介质、多年冻土冻融频繁、强大的风沙破坏等作用,对混凝土的质量和耐久性提出了较高的要求,为确保桥梁结构投入运营后能够安全、长期性的使用,确保混凝土高性能和高耐久性,加强耐久混凝土控制。3fpk钢绞线设计底模板整修——安装转折器、支座板——绑扎梁体钢筋——安装端模板——穿钢绞线——张拉钢绞线到0.5fpk——安装侧模板——绑扎桥面钢筋——张拉钢绞线到σk——灌注梁体混凝土——蒸汽养生一—拆模——蒸汽养生85%设计强度——放张——移梁(fpk钢绞线抗拉极限强度、σk张拉控制应力)。4预应力钢绞线放张由于采用折线配筋结构形式,有效地降低了梁端主拉应力,改善了结构的受力性能,因此导向装置、张拉和放张工艺在折线配筋先张梁施工中显得尤为重要。4.1导向装置4.1.1导向装置由两部分组成,即埋入梁体的一次性使用部分和梁体下方连接用的可重复使用部分。4.1.2埋入梁体的一次性使用部分包括导向辊(采用半径为19.5mm的圆形导向辊)、支承侧板、连接螺栓等。梁体下方可重复使用部分包括与支承侧板联结的上下连接板、滑块、销轴、底座、定位螺栓、调整螺栓等。4.2预应力工艺4.2.1钢绞线张拉4.2.1.1采用工具钢绞线张拉体系。预应力钢绞线分为直线筋和折线筋两部分,首先将直线筋初调,然后张拉折线筋,最后将直线筋张拉到设计吨位。4.2.1.2直线预应力筋采用单端张拉。为整体初调,单束张拉、千斤顶配合放张楔块整体放张工艺。一端为千斤顶、另一端为楔形放张块,两端进行整体放张。张拉工艺如下:0→整推四个大顶至0.2fpk(整体初调)→单束张拉0.5fpk(持荷3min)→锚固→立模、绑扎桥面筋→单束张拉到控制应力σk(持荷3min,测量伸长值)→锚固。4.2.1.3折线筋采用两端张拉。为单束初调、单束张拉、两端均为放张楔块整体放张工艺。张拉工艺如下:0→0.2fpk(单束初调)→单束张拉0.5fpk(持荷3min)→锚固→立模、绑扎桥面筋→单束张拉到控制应力σk(持荷3min,测量伸长值)→锚固。4.2.2钢绞线放张4.2.2.1当梁体混凝土强度达到设计值的85%,弹性模量达到相应值,且混凝土龄期不少于3d,并拆除模型后,即可放松预应力钢绞线。钢绞线放张应力为1200MPa。在放张前,必须将转折器定位螺栓松出,以便梁体纵向移动。放松折线筋后,切断转折器侧板,然后整体放张直线筋。4.2.2.2钢绞线放张顺序首先两端同时整体放松折线筋,然后切断导向设备支承侧板,最后整体放松直线筋。放张折线筋时采用放张楔块进行放张,放张过程中梁体两端应交替逐渐整体徐徐放松,首先应拆除放张器卡板,然后利用手动千斤顶顶松楔形块,应尽量使同一端的两个放张器同步,放完折线筋后,用氧气切割预埋在梁体外侧的转折器侧板。直线筋采用千斤顶配合放张楔块进行放张,首先给一端油泵送油,使千斤顶顶松一点,紧接着松开保险箍,油泵徐徐回油,在另一端按照折线筋的放张方法进行操作,直到钢绞线全部放松,边放松边检查梁底爬行情况。放张后及时测量梁体上拱度。4.3预应力施工中的有关要求4.3.1张拉前应将滑块的中心位置用定位螺栓调整至与支座底板中心超前1～2cm(根据所在梁跨位置确定),同时给定位螺栓涂满黄油,然后将前后定位螺栓拧紧。4.3.2穿折线筋时一定要注意将钢绞线穿过导向架的正确位置,并入槽。放张前松开转折器定位螺栓以便满足放张时梁体的变形,制梁台座底模板上安装支承侧板的预留孔应适当加大,以便于支承侧板的安装入模和梁体的压缩变形。施工中转折器重复使用部分外露的活动零件接触面应涂以润滑剂,以保证转动灵活。根据青藏铁路沿线的自然条件,为减少桥梁架设后的维修工程量,提高混凝土的耐久性能,在常用的四种常规原材料之外掺加了粉煤灰来改善混凝土内部的微细孔隙,配制高抗冻融性能的混凝土。5.1合作比选择具体C50、C55施工配合比见表1。5.2安装梁体混凝土和振动器5.2.1耐久混凝土施工采用自动计量上料系统强制式搅拌机进行集中拌合。每盘混凝土拌制时间控制在210s左右。采用吊罐灌注混凝土工艺。塌落度控制在90mm～120mm之间,施工性能、耐久性指标满足要求。5.2.2耐久混凝土搅拌完毕含气量控制在3%～5%左右,经运输损耗后,浇筑前含气量控制在2%左右,可以有效地保证耐久性指标。在灌注过程中要对塌落度、含气量、泌水率三项指标进行监测,严格过程控制以保证耐久性指标得到实现。5.2.3梁体混凝土灌注顺序为先底板,后腹板,然后桥面板,采用水平分层、斜向推进,逐步从梁一端向另一端推进的灌注方案。工艺斜度以不大于1:3为宜,每一分层厚度不得超过20cm～30cm。混凝土必须连续灌注,一次成型,并应保证有足够的密实度。先后两层混凝土灌注间隔时间,应不使下层混凝土初凝为宜。混凝土运输中不应发生离析、漏浆、严重泌水及塌落度损失过多等现象。5.2.4用附着式振动器并附以插入式振动棒进行振捣,振捣时间为30～45s,确保混凝土振捣密实。每扇拼装后的模板在腹板中部及下翼缘处,交错布置两排1.1kW附着式振动器9台,内、外扇侧模每侧各布置17台。当混凝土表面不泛浆、不再下沉、不再出现气泡、表面平坦时,表明混凝土已捣固密实。5.2.5夏季施工时,采用在模板钢筋上喷洒雾水的方式进行降温。当工地昼夜平均气温(最高和最低气温的平均值或当地时间6点、14点及21点室外平均值)低于+5℃或最低温度低于—3℃时,应按冬季施工措施进行处理。进入冬季施工,应对原材料进行加热。并在灌注混凝土前对模板覆盖篷布通蒸汽进行预热的方法升温,确保混凝土入模温度在5℃以上。灌注混凝土时,采用边掀篷布,边灌注施工方案,灌注完毕立即覆盖篷布通低温蒸汽,但通气温度与张拉预应力钢绞线(0.5fpk——σk)时的温差不得超过20℃。对桥梁进行养护时,升降温速度严格按照不超过10℃/h的速度执行,尽量减少混凝土温差裂纹,提高梁体混凝土耐久性。6导向式预应力折线配筋的应用意义由于先张梁具有施工周期短、工序简洁、节省材料、耐久性好等特点,而采用直线配筋形式,跨度均局限在20m以下,但是由于导向式预应力折线配筋这种新型结构形式的应用,有效地改进了梁体的受力性能,使得生产主要用于未来高速铁路大跨度先张梁桥梁结构成为可能,对先张梁的施工技术是一次巨大的推进,对以后大跨度先张梁的生产具有重要的借鉴意义。4.1.3由于梁体放张后,预应力混凝土梁体要产生压缩量,因此导向装置应具有随梁体放张时纵向位移的功能,工作中主要承受拉力。5dz-4确定配合比根据耐久混凝土施工配合比选定周期长的特点和具有使混凝土在低温、负温条