先张法预应力梁施工技术

先张法预应力梁施工技术

1首先，张拉平台的设计1.1张拉伸长的串联布置张拉台由端梁、顶梁和横系梁组成。总体布置要考虑要预制先张梁的数量、工期、起吊、运输及存放等因素。在承德路桥承建的桥梁工程中有16m先张梁板362片,由于施工时间短,又恰逢冬季,为了能在计划工期内完成任务,张拉台长按4片16m梁板串联布置,总长为57m,宽按3个张拉道并列布置,总宽为6.5m。两侧设跨径为12m的龙门吊轨道,以方便梁的起吊及运输。1.2张拉台护架的重量(1)顶梁惯性矩计算顶梁惯性矩Jo=50412=520833cm4Jo=50412=520833cm4端梁惯性矩Jd=60×15036=33750000cm4Jd=60×15036=33750000cm4故Jd>>Jo由此可见,端横梁不但可保证顶梁之轴心受压,并且尚可将千斤顶或钢绞线之压力向旁侧顶梁分配。(2)梁强度复查为简化计算,端梁按简支计算分配于顶梁上的荷载,而将实际上由端梁向远侧顶梁分配的荷载作为安全储备。顶梁分配张拉时,顶梁分配之轴向力为,边梁钢绞线正确分配预应力筋采用直径为φ12.7j、强度等级为1860的钢绞线,单根张拉力Nj=137.7kN,每片中梁15条钢绞线,每片边梁16条钢绞线,其不利组合为,顶梁一侧为边梁另一侧为中梁同时张拉,此时顶梁分配之轴向力为Ν=137.7×152+137.7×172=2134kΝN=137.7×152+137.7×172=2134kN顶梁计算长度建议顶梁间每10m设半刚性横系梁一道,横系梁截面积为50cm×50cm,顶梁计算长度按一端刚结一端铰结计算Lo=0.7L=700cmLo/b=700/50=14故ф=0.92顶梁截面积b顶梁配有4根Φ20纵筋钢筋截面积Ag=4×(22)2Л=12.57cm2Ag=4×(22)2Л=12.57cm2顶梁截面积A=50×50=2500cm22结构强度混凝土强度设计为C25,R=14.5MPa,钢筋为II级Rg=340MPara1.254.323.25Νa=0.95×ф(RA1.25)+(RgAg1.25)=0.95×0.92(14.5×25001.25+340×12.571.25)=28334kΝNa=0.95×ф(RA1.25)+(RgAg1.25)=0.95×0.92(14.5×25001.25+340×12.571.25)=28334kNNa(28334kN)>>N(2134kN)故该张拉台能够满足使用要求。1.3钢绞线的准确施工(1)钢绞线合力中心必须与顶梁轴线在同一高度。(2)张拉台各部尺寸要准确,保证钢绞线位置准确。(3)在张拉端及被动端各设一个钢横梁,且在张拉端设滑道,以备张拉时使用。(4)为防止在张拉过程中出现滑丝、断丝等现象危害施工人员人身安全,在两端横梁设置1.5m高安全网。2预应力筋张拉响应法先张法预应力梁预应力筋是成直线布设,所以计算预应力筋伸长量ΔL时,不需考虑磨阻损失的影响,可按下列公式计算ΔL=ΝjLApEnΔL=NjLApEn式中:Nj为预应力筋张拉端的拉力,N;Ap为预应力筋截面面积,mm2;Eh为预应力的弹性模量,N/mm2;L为预应力筋的长度,mm。计算预应力筋伸长量ΔL时,各项取值一定要严格按规范要求进行实验测定。3设备和工具的主要3.1应力张拉时使用千斤顶及油泵的选用要根据预应力筋的设计张拉力及理论伸长值来确定。承德路桥选用的是型号为YDC300行程为15cm的千斤顶一台,作为初应力张拉时使用,选用型号为YDT1500-1000,行程为100cm的千斤顶两台,作为控制应力张拉时使用。3.2连接连接杆和锚定螺钉为防止钢绞线的浪费,张拉台两端用连接器、Φ25精轧螺纹钢拉杆代替钢绞线与钢横梁连接,用螺母进行锚固。3.3模型先张梁的预制模板采用的是钢模板,这样不但可以保证预制梁板的各部尺寸精度,而且可以重复使用,降低生产成本。3.4龙门吊车、平车先张梁板松张后,采用龙门吊起模,起模后用平车将梁运到存梁场进行存放,存放时要注意存放方法,以免预应力梁损坏。4预应力锚索张拉及张拉当台座强度达到100%,张拉设备经过标定并符合使用要求时,即可进行张拉。(1)将Φ25精轧螺纹钢拉杆穿在定位板上,再用连接器将钢绞线与螺纹钢拉杆连接,将被动端的拉杆以螺母固定在被动端横梁上,用YDC300型千斤顶逐根张拉至初应力,并以螺母将拉杆卡在活动横梁上,以保证每根钢绞线受力均衡。(2)做好油表读数及伸长量的记录并检查初应力后钢绞线的左右位置及距底板的保护层厚度,如无异常情况即可正式张拉。(3)同时启动两台YDT1500-1000型千斤顶,推动活动横梁前进。两台油泵给油的速度要同步,保证两侧的千斤顶推进速度相同,以保证钢绞线的受力均衡。张拉至设计张拉力的105%时,持荷5min,然后回缩到零,再张拉到设计张拉力用螺母将其锁定,张拉结束。具体步骤:0→0.1δk0→0.1δk(初应力)→105%δk(持荷5min)→0→δk(进行锚固)。考虑到冬季施工的特点,在张拉过程中对张拉力及伸长量根据经验采用上限控制。(4)张拉期间要做好张拉记录,还要随时注意观察张拉台座、钢绞线、钢横梁等是否有异常现象。5混凝土浇筑和振捣张拉完成后,按图纸要求要进行8h的静止期,如无异常现象,即可进行绑扎钢筋、支模及浇筑混凝土。浇筑混凝土时分两层进行。第一层铺底至设计底板厚度处,振捣用平板式振捣器进行振捣,以免损伤钢绞线。第一层浇筑结束后进行气囊充气,充到规定压力时第二次浇筑混凝土,用插入式振捣棒振捣。浇筑过程中一定要注意振捣密实,两次浇筑间隔时间不要过长。6割线及钢绞线控制原则先张法预应力梁板达到设计强度后就要放张,放张采用对称割线法放张。对称割线法放张就是利用钢绞线标准容许应力和设计控制张拉应力的25%差额和内力不使梁体产生位移这两个条件来实现的。控制原则是每次割线不超过钢绞线总张拉力的25%。割线时要从张拉道的中心(梁为偶数)或中间梁两端(梁为奇数)开始,自外侧向内侧对称割线。由于钢绞线在中心割线后,中心断面钢绞线减少25%,所以该断面应力增加25%,但未超过标准容许应力,未割断的钢绞线不至于被拉断,只产生了极小的位移(经过计算及实践不至破坏梁体及底模)。中心钢绞线割断25%后再分别对称割断其他梁体外的钢绞线,此部分钢绞线在梁体内产生了内力,张拉力消失,按此法逐步割线,直到全部割线完成,放张结束。7混凝土与龙门吊支拆由于我们是冬季施工,诸多不利因素,在施工中,采用了蒸气养生法,用泡沫制作的大棚进行保暖,用龙门吊支拆模板、浇筑混凝土,减少混凝土外露时间,保证了混凝土的外观及内在质量,缩短了张拉台的使用周期。8梁体放张主要矛盾(1)张拉机具的质量要严格要求,如夹片等,如果质量不好,在张拉过程中容易出现滑丝断丝现象,出现安全事故。(2)由于芯模采用的是气囊,在浇筑斜交梁时,梁端容易出现偏心现象,解决方法是浇筑前在梁的钝角侧用木头将气囊与模板间卡死,这样气囊的受力均衡,就不会出现偏心现象了。(3)先张梁施工中,最大的困难在于由于混凝土的强度等原因影响,放张后梁体的起拱不一致,至使吊装后梁底不平。我们在附道施工中也存在这种问题,针对这程情况,我们采取了3种方法来克服这种困难。①浇筑时,同一槽的梁尽量同时浇筑,缩短相隔时间。②制作同步养生试块,随时掌握梁体的强度。③对每一片梁的温度,根据同步养生试块提供的数据随时进行调节,力求强度增长速度一致。(4)放张时采用对称割线法放张,优于诸如楔块法等放张方法,这种放张方法的优点在于梁体几乎不动,保证板底承托不受破坏,尢其像附道工程中的桥梁空心板,在端跨滑动端都预埋有钢板,且还有螺栓外露。(5)由于温差影响,有个别梁体出现横向裂