论预应力箱梁关于后张法的施工技术

Ⅰ论预应力箱梁关于后张法的施工技术摘要近些年来,中国高速公路的建设已经得到了迅猛的推进和发展,缩短了众多人民的心理距离,成为了总施工里程世界第一的桥梁施工国家。目前，在结构施工技术整体的设计、核心施工材料的发展、施工工艺、箱梁施工技术以及设备上都已经取得了不错的进展和成效。后张法施工的技术是无粘结预应力混凝土在箱梁其中的最典型应用之一,在箱梁施工程序中可以简化多道施工程序,在箱梁施工现场将管道直接通过箱梁放入后张法设计的位置，这样就提前预留出了穿钢筋的孔道，浇筑完混凝土待达到设计的强度后，可以穿钢绞线。后张法每道工序简单，方便，不仅成本有效的降低，而且施工进度得到进一步的提升和保障。后张法设计的箱梁不仅截面小、刚性强度高,抗裂性强,设备简单便捷,而且还能广泛适用于在大跨度、重荷载和小跨度曲线工程中配筋的梁体,后张法施工技术在箱梁的预制中也已在我国得到广泛应用,在箱梁施工的过程中已经发挥着重要的技术指导作用,影响着整个箱梁项目后续工作的安排和进展。后张法在箱梁施工工艺中,存在着多个复杂的环节,每道都直接关系着从箱梁到每片预应力箱梁甚至整座箱梁桥的施工质量和安全所以重点在施工环节中对每道工序都要严格把控。本文结合我在东北施工现场负责箱梁预制的情况,对后张法施工技术的应用进行介绍,力及把施工过程中出现的问题加以引诫,并且对自己工作不足的反思和未来更好的发展。关键词：桥梁；后张法施工技术；环节论文类型：应用基础Ⅰ目录摘要 绪论桥梁的技术目前在我国已逐渐趋于成熟,由于我国幅员辽阔,地质也较为复杂,多是山河之间的流水,在多变的地质环境中多为跨度大、曲线大,为了适应这一复杂的条件,在这种情况下后张法的施工技术刚好适应这一条件。由于后张法不仅对桥梁施工现场台座的要求低,对施工设备和操作方法也一清二楚。后张法施工的技术在桥梁施工有多个重要工序，每一个复杂的工序都需要专业的管理人员和桥梁工程监理严格的检验,对张拉、压浆尤为重要,这也是直接关系到这座大桥的安全耐久性和桥梁工程质量的一个关键,目前各个桥梁项目都采用和引进了智能张拉压浆系统,它能够轻松实现桥梁的预应力张拉压浆全过程的监控，计算机系统的本身靠自身的自动化处理，千斤顶张拉时的数据实时传送到系统中，操作人员和监督人员更方便快捷拿到第一手资料，对质量管理起到了重要的保证，也有效的在过程中起到有效监督，数据一目了然，杜绝了人工的参与和繁杂的工作任务，为整个工程项目的质量安全监控实现了有效的保驾护航。1.1论文的选题意义/背景及目的研究后张法施工的预应力箱梁工艺能够了解箱梁在力学和混凝土设计原理的基础下，箱梁能够最大限度的进行承重和长久运行，预应力箱梁近年来成为很多路桥设计单位设计时考虑的首选方案，预应力箱梁能够在混凝的承载极限内利用实现预存的力加强箱梁在路基路面上的工作能力。预应力混凝土的优良性能会成为近年来土木工程建设方面最重要的施工工艺，随着社会经济发展和土木建设的发展，关于在路桥建设方面预应力混凝土箱梁的建设方面提出了很多具有建设性意见的方法，创造出了很多先进的施工工艺，对于路桥建设发展起到了非常大的推动作用。1.2国内外研究现状分析这些年来由于我国高速公路的发展迅速,全国人民的经济也得到有效的提升，对生活得质量品质有了进一步的要求。高速公路连接了人与人之间的距离，发展趋势也很迅猛，现在很多企业响应国家推进都开始往僻远山区以及山路崎岖的村落发展，由于山路地形条件复杂，河流众多，曲线度较大，为了适应这一条件而才用后张法技术，不仅有效的解决了这一问题，而且在施工方面上大大的缩短了时间，为企业、为国家增加了经济效益。后张法预应力的施工在公路桥梁事业预制过程中被大量的应用,使得桥梁后张法的预应力混凝土工艺和技术得到进一步的推广和发展。它也有着其耐久性好,自重轻、材料使用节约,造价低廉,高的强度和抗裂性等诸多优点。它的没个环节简单方便，容易施工。1.3论文的主要工作内容本文主要是结合在东北项目中进行箱梁钢筋预制的工作经历,阐述在我经历中后张法预应力的施工和后张法技术在东北项目中的实际应用,它的主要技术特点是广泛应用于现场箱梁预应力的施工,它在构件绑扎混凝土钢筋时按照混凝土设计的要求在箱梁内预留孔道,并按照设计对混凝土构件内部用智能张拉在混凝土构件内部施加一定的预应力,在48小时内即可完成混凝土注浆和箱梁封锚。本次论文重点研究阐述的新技术是箱梁智能张拉和采用智能压浆的箱梁预制工艺。2桥梁施工过程中关于预应力后张法工序2.1后张法原理原理：在箱梁绑扎钢筋、合模之前安装穿筋的波纹管兵浇筑混凝土，并按照设计对混凝土构件内部用智能张拉在混凝土构件内部施加一定的预应力,在48小时内即可完成混凝土注浆和箱梁封锚。构件框图所示如下;2.2工程情况我所在的项目是集通高速公路02标（全称：集双高速集安至鹤岗通化段公路连接线设计工程编号JTLO2标段）,标段所负责的长度为16.503公里。它按照高速公路设计标准进行建设双向四车道,它的设计最高速度为80km/h,它的设计宽度和荷载等级为高速公路-Ⅰ级的标准。所在项目负责建设桥梁3952.36米/16座,共有30米预制箱梁658片,其中30米预制箱梁宽度为402片,20米预制箱梁为256片。由于本项目全线内山峦重叠、沟谷纵横、山多地少,曲线幅度较大,预应力后张法施工技术能在有限的工期内,能保证质量的情况下,有效的完成600多片箱梁的预制。在此期间,我有幸负责箱梁预制的管理工作,为此也在实践中学习。在施工过程中也搜集了一些关于本文介绍工程的有关联的施工照片,希望能对感兴趣的使之一目了然。后张法施工的顺序,先在绑扎顶板钢筋的区域一侧绑扎吊装好成品的钢筋,使用后张法吊装钢筋的设备在模板上吊装成品钢筋,同时在另一侧拼装好配套的模板,涂抹脱模剂,吊装钢筋和芯模,在内膜上面绑扎顶板成品钢筋,经施工管理人员和施工监理检验通过后进行浇筑,使之钢筋的强度达到混凝土设计的要求后进行张拉压浆并进行封锚。后张法安装施工顺序示意图为:a-b-c-d-e-f-g,具体施工示意图如下:a.吊装钢筋b.钢筋入模c.吊装芯模d.顶板钢筋e.拆模后f.张拉g.孔道注浆3模板和钢筋3.1模板的制作根据工混凝土箱梁的主要材料数量的多少,不同箱梁的长度,各种箱梁施工形式,以及现场施工台座的主要材料供给和数量,符合混凝土设计的要求,由一家专业的模板设计制造厂来专门负责设计制造各种模板。3.2模板的安装和使用技术要求清理底模、施工放样:模板经生产厂家专门送至拉运现场后,需妥善地保管材料的安放,模板需要处理打磨，并保证表面没有其他杂物。接缝需平整，没有错台等影响外观的因素，保证其平整度的完整性。在使用前，擦摸或者喷洒脱模剂，使其拆模更加容易。侧模合拢:侧模也需要同底模一样,用打磨机进行打磨,清理干净,梁端钢筋密集，在张拉时承受力最大，因此对梁端需按照规范要求进行；在安装的过程中，为达到成品的质量合格、外观无蜂窝麻面、平整美观，特要求在合模前对模板的接缝、杂物进行一遍检查，是否按照设计图纸的质量标准和施工规范施工。对错误的施工方法在技术员的指导下给以改正。3.3钢筋使用要求和绑扎先安放绑扎底腹板的钢筋:焊接钢筋的原材料必须在钢筋上有相应的标识、标牌,以有效避免不同规格型号的底腹板钢筋相互使用产生混淆。施工在绑扎底腹板的钢筋前必须对模板进行绑扎及划线,严格要求按设计控制间距和焊缝长度。焊接时必须保证焊缝饱满，保证主筋的完整性以免影响质量,焊接完成后，焊渣及时敲掉。对钢筋表面杂物，不利于混凝土粘结的所有废弃物都必须清除和清洗，才能进行下一刀工序。3.4预应力管道预留安装要求在绑扎钢筋的时候，对腹板的波纹管进行坐标定位，定位钢筋须严格定位。钢筋的定位保证管道不偏离设计位置，钢筋的定位要按照图纸的要求进行，在现场技术负责的技术员的指导下保证定位坐标的准确，保证加工预应力预管道的坐标准确。波纹管的接头在浇筑混凝土前，务必在两头用胶布或者棉布堵住，防止混凝土堵塞。3.5内模拼装安装内模:在安装内模前一定首先要及时彻底清理面板底模及侧模底板表面的任何灰尘及其他有害杂物,同时在底板内设立底板支撑钢筋,以有效地保证底板支撑内模,使钢筋砼及其他保护结构材料的支撑有一定厚度。用卧式龙门机和起吊机来安装箱体内模。3.6绑扎顶板钢筋由工人安装内模后，开始组织钢筋工师傅们绑扎顶板的钢筋，对顶板的钢筋需要按照设计控制好间距和钢筋的数量。所使用的焊条必须是合格的、质量好的。焊缝长度按照规范焊接牢固，长度满足设计要求。由于顶板钢筋较多，穿插也复杂，有些顶板钢筋阻碍预留槽的设置，在不断开的主筋的情况下可以经过监理和业主的同意后，做适当的调整。顶板的预留波纹管按照设计要求做好定位，两头防止混凝土灌入，做好封堵。在安装波纹管时，如果钢筋碍事，可以适当的调整，保证波纹管按照设计定位。清除顶板的物品及所有不利于钢筋粘结的杂物。必须需要加固好内膜，使其不上浮，以保证顶板混凝土厚度满足设计要求。4混凝土的制作要求和施工工艺4.1混凝土配合比混凝土复合材料一般是由各类型复合材料直接挤压合成的人工制造复合材料,不仅各个类型混凝土材料生产制造单位,在各工序的操作工艺以及设备操作管理情况,对其整体施工生产质量维护情况等都产生了直接影响,各种类型混凝土,各组成复合材料的整体施工生产质量,设备使用维护情况,也直接地会影响到其混凝土的施工生产使用质量。混凝土的配合比工程设计的基本原则是只有各种混凝土材料拌合物的和易性能够很好地满足混凝土施工的基本需要;各种混凝土的强度和稳定性能够很好地满足工程设计的基本要求;各种混凝土材料,应有良好的施工耐久性;混凝土在工程中所占比重较大，为保证配合比达到要求的情况下，优化配合比，达到增加经济效益。4.2混凝土浇筑方式浇筑混凝土箱梁底板砼：在完成顶板钢筋的绑扎完成后，经过施工自检以及报检到监理处，经监理通过后，可安排混凝土的搅拌。再浇筑混凝土的过程中，先从一端开始到另一端的结束，首先进行拉坡浇筑箱梁底板钢筋砼,再然后进行拉坡浇筑腹板、横隔板及箱梁顶板钢筋砼，如此向前一直推进至底板砼的浇筑工作全部完成。在此浇筑过程中，浇筑底板时需一次性完成，不得中断。由于本工程项目桥梁位于严寒的地区,冬季漫长,在此过程中使用大量除盐剂。对环境的作用应充分考虑对于钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土的结构轻度侵蚀,即中度侵蚀作用的影响,针对本工程项目的环境作用特点,对于改善钢筋混凝土及其他预应力钢筋混凝土的结构,提高其耐久性,采取多项重要措施,总结如下:提高了混凝土的质量,加大对混凝土模板和保护层的厚度和密实度,混凝土模板要振捣工作到位,由专业有经验的师傅主持。采取措施严格控制对混凝土有害的裂缝,防止其他混凝土碱集料反应过程所引起的混凝土有害裂缝,比如最大混凝土碱离子含量浓度应控制在1.8kg/m³,不允许使用任何含碱活性的混凝土材料,不允许使用任何含碱的化学品和外加剂等。尽量采用合理的预应力混凝土结构,应用符合设计条件允许的最小混凝土水泥用量和能满足强度和易性等级要求的最小混凝土用水量。最低预应力混凝土水泥强度和易性等级为c50,最大混凝土氯离子化合物含量等级为0.05%。在模板的翼缘板位置设置一条凸出模板面的一条滴水槽，阻止雨水的侵蚀和侵害。控制混凝土中氯气和铝离子的含量,混凝土中最大氯离子的含量对于钢筋钝化膜腐蚀的破坏影响较大。养护混凝土必须振捣密实,且不易采用高温蒸汽进行养护,通过良好的级配和集合料,形成的一种高水灰比、低缺陷、高密度、高耐久性的新型混凝土装饰材料,增加对混凝土中铝离子快速扩散的腐蚀阻力,混凝土在施工过程中需要参入大量的阻锈剂。采用防腐混凝土。4.3砼浇筑过程中注意事项严格控制所施工使用的材料砼含水配合比及其坍落度,砼含水配合比及其坍落度一般严格控制在8~10cm,不能完全满足本次施工材料,安全技术标准要求的砼及其配合量比,不得重复使用,确保本次施工使用砼的安全、整体工艺外观和施工质量。在管道波纹成型砼的预应力浇筑管道内部浇筑工程施工进行过程中企业应及时组织安排管道模板电焊工、钢筋工临时值班,在波纹砼应力浇筑管道施工中对各种可能突然出现的管道质量安全问题及时处理。在箱梁拆模后，开始进行洒水养生，使其达到龄期7天后强度达到设计要求后方可张拉。在箱梁浇筑前同时制作足够的同条件下的实验试块，及时对箱梁砼透气孔进行凿毛，凿毛后应漏出里面小石子，清除表面的浮浆，有更好的连接性能。4.4拆模并凿毛组织工人拆已浇筑的箱梁，不允许出现暴力施工，避免对箱梁造成外观的破坏以及模板的损坏。并在箱梁两侧和梁两端凿毛，为以后浇筑湿接缝和湿接头的连接做好凿毛处理。施工人员注意箱内通风，由于混凝土凝固后散出大量的热量，为避免出现意外，时刻保持警惕。5预应力后张法桥梁施工工艺5.1安装20米箱板梁工艺技术集通高速公路桥梁使用的结构是预应力张拉钢筋混凝土连续箱梁框架结构,根据其组成的形式和具体技术要求,采用的是后张法预应力箱梁框架结构。20米箱梁和30米箱梁的后张法施工技术是类似的，相比较而言，20米由于长度短，在施工方面较为简单和容易。5.2波纹管-预应力管道在绑扎钢筋的时候，开始安装腹板的波纹管，按照设计图纸要求设置波纹管数量，按照设计图纸坐标要求，对波纹管进行定位，定位钢筋与腹板进行点焊，以保证防止钢筋错位和波纹管下垂为标准。绑扎顶板和底板钢筋时，如果钢筋和波纹管发生位置冲突，应保证波纹管位置，只调整钢筋位置，浇筑混凝土前检查波纹管是否偏离。波纹管两端应封堵，放入杂物及混凝土堵塞。张拉控制的应力为锚下张拉应力,经过计算张拉钢束所需要的力，计算机以力为标准控制千斤顶张拉钢束，钢束需达到设计所需要的力并持续持压一段时间，之后检查钢束的伸长量作为校准。施工过程中,钢绞线的焊接和截面施工应当直接采用切断机和专用砂轮机,不得直接使用电弧焊。5.3智能张拉设备使用要点预制张拉油泵、千斤顶钢束张拉采用先进的智能计算机张拉控制系统。主要零部件包括计算机智能控制张拉油泵、智能预应力千斤顶、智能计算机控制仪(其中包含智能计算机控制软件)三大主要控制组件,智能张拉过程中以张拉力值为自动控制测量对象,伸长张拉量和力值作为自动校核,实现了双控目标，张拉是在通过计算机智能自动化的过程中，输入设计的预应力来控制千斤顶张拉到设计力的大小，实时传输数据到计算机，伸长量、力的大小一目了然，机器张拉控制精确，数据真实，可以有效减少人工的参与，也可以对以前的数据进行查看，有利于张拉的施工质量，自动张拉力值精确度±1%。两端对称张拉,使两侧纵向千斤顶的同步张拉精度误差最小为±2%。施工前,张拉设备必须至少一次标定,所有的大型张拉传动设备在每次施工前后都应至少每隔两个月就应进行一次标定和日常维护保养。在正常设备使用的张拉过程中,如出现异常的质量情况,张拉设备必须立即对其进行重新的质量标定。5.4预应力箱梁张拉时间和张拉顺序在浇筑完混凝土后并养生，达到设计强度，符合设计规范后可进行智能张拉压浆工序。张拉在后张法施工环节中是最重要的一环。由张拉工人按照设计图纸给预留管道开始穿钢绞线，在两端做好安全防护，张拉时禁止两边有人来回走动。张拉时,应两端张拉同时且交错张拉,张拉才用计算机以力为标准控制张拉,以拉完后钢绞线的伸长量作为校核，双重控制并做好张拉记录。预应力钢绞线以均匀的速度张拉,当其预应力持荷增加至图纸设计的平均值,张拉控制应力达到正常稳定后,测量其钢绞线实际伸长的平均值,，对比设计规范后得出结论。张拉控制应力程序为0→初应力→张拉控制应力(张拉持荷2min→锚固)。5.5张拉施工注意事项钢绞线下料切割加工时用户应尽量采用电动砂轮机，下锯铣刀进行下料切割,砂轮线下锯的所用锯片类型应为强度增强型,以防止因锯片从空中迅速飞出而损伤人。严禁用立式气割机或工具开孔切割专用钢绞线或已开孔穿入工具切割专用钢绞线的圆形波纹连接管。钢绞线设备施工人员进场后保管安排应由相关行业专职人员妥善地进行保管,避免造成钢绞线的发生锈蚀,如果生产钢绞线的材料表面已经发生锈蚀了并形成一个可以大大降低生产钢绞线使用强度和延伸率的酸性锈蚀氧化坑,则不能可以继续生产使用。预应力千斤顶钢绞线的工作原理及其长度根据张拉千斤顶的型号和要求确定。5.6在下列的两种情况下,您应对于汽油表和燃气变压器的两个千斤顶电压进行配套的电压校验:千斤顶、油表之中凡是第一次进场、时间6个月或者张拉次数达到两百次。在运输和张拉操作出现异常时。油表受到外在因素故障,读表错误,漏油或修理过之后。锚具必须严格定期进行品质检查并经试验后合格才能正式投入使用,锚具必须在投入使用前用其中一定量的大型煤油或专用柴油逐件进行清洗,表面清洁后锚内不得重复出现或前后残留任何新的铁屑、泥砂、油垢。安装锈钢油管和其他千斤顶管等锚具时还应，特别注意不要用任何预应力绞线推拉油管和其他锚具的连接头,油管不要发生扭曲，以利于延长其锚具使用寿命,预应力钢绞线在安装千斤顶管和锚具上的穿心三角圆锥内的孔和槽内应顺直,锚具的穿心圆锥内和孔内液体不得残留有任何金属污物。安装工件锚具和使用千斤顶工件夹片的每个圆锥工件表面时还应均匀地向上涂抹适量的氧化石蜡、中性硅油,以防工件产生大量滑丝。张拉前及设备现场操作作业人员必须经过严格的专业培训，并经持证考试合格之后上岗，方可在张拉现场进行设备操作。张拉前作业人员操作应特别注意张拉时的设备情况，查看信息的完整性和和正确性。张拉设备不能出现故障、比如漏油，线头没接好，千斤顶各个线路相对应的接好，锚具以及夹具完整。张拉完成后需对张拉设备进行规范放置并做防雨措施。并禁止任何没有操作安全人员的车辆滞留、穿行。5.7真空管道施工技术真空波纹灌浆管道施工对于压浆管道的成孔情况、是否真空以及密封情况有较高要求,它两端密封连接成一个整体,以确保压浆管道内部的真空度和密封性达到波纹管施工的要求。在大多情况下，波纹管采用的优质的、塑料的真空波纹管，在成孔的条件下，它和普通的金属真空波纹管相比较,它有小的摩阻系数、完整的密封性、有耐腐蚀等多多好处。符合技术规范和设计要求是它的结构以及技术性能。在使用时内壁均匀以及光滑,没有裂缝、无破坏的地方等等施工问题,它的孔道内部也不得直接存在任何混凝土块、砂石等杂物,以免堵塞压浆管道,影响后期的水泥施工和浆液真空灌注的质量。在刚开始安装和实际使用压力表之前一定首先要定期进行手动校正,作业的进行过程中,最少每天都要间隔三小时将所有的压力设备都经常清洗一次,每天晚上压力表设备使用用毕完也须经常清洗。压浆前检查孔道情况，以及检查压浆材料的合格是否符合设计要求，也是才用智能压浆系统。减少人工参与，数据实时查看和及时发现问题并改正。为了有效保证专用钢束挤浆管道全部凝固充浆,须在进行一次连续压浆后直至各进出口挤浆料出来，并待压浆料的水流出一段时间后待封闭后再流入压浆料入口,不得在掺外加剂时须对进出浆口材料进行二次连续压浆,直到二次连续压浆至材料完全全部凝固前,均浆时不得随意移动门或打开。压浆顺序通常是自上而下。5.8移梁在进行压浆前需要确保施工使用的不锈钢绞线不会在出现手动滑丝、断裂脱丝的特殊变形情况下,压浆前施工可以根据允许施工进行手动移梁。但是要在压浆后必须做到，保证浆料满足所要压出的浆料质量，达到桥梁结构设计标准要求的一定强度后，可继续进行施工移梁,用黑色红漆模板记录好上压浆料的编号、日期,标筑物上压浆料的位置，不能直接向外暴露于公路桥梁主体结构面，及建筑物外墙裸露面。5.9质量标准和成品保护应特别注意防止砼模板底座受污染，而影响梁体外观的完整性和美观性。在存梁区有相应的存梁台座，避免直接与地面接触。提梁的过程中避免对梁体造成破坏。箱梁在倒运时避免对梁体的破坏。施工前三日甲方单位应对其所用原材料施工质量情况进行严格监督检查,并乙方应提供具有甲方施工检验合格证或签证的施工记录。对建筑原材料生产施工的操作程序、工艺流程、检测以及技术手段等环节应定期进行严格质量检测。施工管理过程中因对钢筋底座的表面、钢筋的保护层、模板和钢筋砼的浇筑进行全过程的检查。6结论与展望6.1结论在我撰写和完成这两篇论文的研究过程中,加深了我对于预应力箱梁的理解和认知,后张法对于促进我国预应力对箱梁来说的发展有着至关重要的意义和作用,在我国公路工程建设的整个过程中要不断的完善和提高其施工的质量,保证我国公路工程的作用能够得到充分的发挥。后张法施工箱梁技术的安全性能高,造价低廉,高的强度和抗裂性的特点方面在实践中有着积极的意义和作用,大幅提高了我国公路工程的箱梁施工技术质量。同时，现在的发展趋势也越来也趋向与标准化施工，文明化施工，有的建设单位也已经在迈向那一步，现在，我国在各项领域都有不俗的成绩和业绩，对人文关怀更加急切，在预制箱梁的工作中，也让我认识到了自己的位置，激励我更好地学习和工作。6.2展望在东北工作两年期间的经历,也在不断的学习施工技术,为国家的建设行业贡献自己的价值,也为自己的发展和生活走出一条适合自己的路,本文基本结合自己的经历阐述关于后张法的施工工艺和要点,希望为感兴趣的朋友提供一个系统性的施工过