浅谈钢绞线预应力混凝土张拉

浅谈钢绞线预应力混凝土张拉

1跨预应力钢筋混凝土桥墩1号路跨运河大桥是km标准北岸工程的跨水道桥交叉口之一。位于新鲁莽河以北。这座桥东西向行。这是一座带形钢筋混凝土的单孔桥。上部采用安装后张法的安装式预制混凝土组合梁，桥长66.08m，桥净宽9.2.1.5m，桥面总宽度12.5m。下部结构为桩柱式墩台,桥墩采用Ф1.5m双柱式桥墩,基础采用Ф1.8m混凝土钻孔灌注桩。两桥台采用3根Ф1.6m混凝土钻孔灌注桩,设计承载为公路二级,地震设防烈度为7度。2梁体及梁体施工全桥共10片梁,其中中梁6片,边梁4片,设计梁长30.0m,梁高1.8m,翼缘板宽66cm,厚度由中间18cm向两边渐变为10cm,腹板宽度18cm,腹板下部局部加大,呈“马蹄形”,梁底马蹄宽54cm,横隔梁中间间距为5.40m,梁体混凝土设计强度等级为C50,大梁预制施工程序及方法:平整场地→台座制作→绑扎钢筋→安装波纹管→支模板→浇筑混凝土→拆模板→养生→穿钢绞线→张拉→孔道灌浆→封锚。(1)制作梁的预制台座预制场地采用18T重型振动碾将原地面碾压密实平整,再浇筑10cm厚C20混凝土,原浆收面并压光,最后制作大梁的预制台座,尺寸为30.20m×54.0cm×15.0cm,预制台座的精度要求:同以断面的平整度±2mm,宽度±2mm;同时根据经验大梁台座预留竖向1.5cm预拱度,数值由中间向两端减少,拱度值按三角形成直线分布。(2)定位筋安装钢筋在大梁台座上安装绑扎,由下向上,先安装绑扎“马蹄形”部分的钢筋,横隔板在腹板钢筋完成后再进行安装绑扎;腹板及“马蹄形”部分钢筋全部成型后,开始焊接波纹管定位筋,定位筋间距为1.0m,在钢筋骨架成型时将预制高强混凝土垫块呈梅花状绑在钢筋的交叉点上,保证钢筋保护层厚度。腹板钢筋绑扎完成后,将波纹管按顺序逐根穿入,用22#铅丝与定位筋绑扎牢固,防止波纹管在施工中产生移位或上浮,同时,波纹管内插入聚乙烯塑料管,防止波纹管挤压变形,影响钢纹线穿插。(3)缝间、模板与台座结合部采用生产厂家定型钢模板,安装前,先将模板清理干净,涂刷脱模剂,在每节模板接缝间、模板与台座结合部粘贴海绵条,用以防止漏浆出现麻面;考虑模板拆卸方便,每节模板留有一调节板,拆除模板时,先卸去夹脚Ф16螺栓,再拆除各段的活板,向外下方将模板拆卸,以防止模板变形及损坏大梁混凝土。模板制作的允许偏差见表1。(4)混凝土振实和振捣试验室经多次试拌,最后确定合理的配合比,见表2。大梁采用斜向分层分段浇筑,每层厚度不大于15cm,浇筑顺序为“马蹄形”部分→腹板→翼缘板,混凝土以45°倾斜角由两端向中间浇筑,要求连续浇注,一次成型,工字梁的腹板宽度只有18cm,下面马蹄宽为54cm,因此,“马蹄形”部分振实是施工中的关键,常规的插入式振动器难以达到施工要求,故大梁混凝土浇筑采用附着式高频振动器与插入式振动器结合使用的振捣工艺,在波纹管以下部分和梁底“马蹄形”部分安装1.5kW的附着式高频振动器,每侧模板按@150cm设一台,两侧条间布置,形成整梁以@75cm的布置形态;在梁端的腰部各增设一台附着是高频振动器,以保障端头部分混凝土振实密度。在钢筋、波纹管密集区采用高频振动器进行侧模振捣,同时用小型振动器在波纹管上部和钢筋间间隙插入振捣,但必须严防振动棒碰触波纹管和钢筋,梁中部及顶部混凝土,则采用插入式震动器振实,振捣时以混凝土停止下沉,表面呈现平坦、泛浆,不冒气泡为准,并用小锤敲击侧模板检查混凝土是否振捣密实。这样既可以保证大梁“马蹄形”部分混凝土密实,又能显著提高混凝土外观质量。(5)预应力张拉伸长量计算①张拉前选定张拉设备及锚具,张拉采用YDC1500A型千斤顶、ZB4-500油泵,以及与之配套的压力表和油管,锚具采用河南省开封红桥锚具厂XM15-6、7锚具。标定张拉设备,确定每台千斤顶的各级张拉力与对应油表的实际读数。②大梁张拉。大梁混凝土强度达到设计强度以上时,才能进行预应力张拉,大梁张拉用两台YDC1500A型千斤顶两端同时张拉,张拉采用双控法进行,即控制压力,控制伸长量,预应力工字梁双孔指标表见表3。分级张拉,每级张拉持荷2min。理论伸长值与实际伸长值进行比较,两者误差不应超过规范规定±6%,计算公式为:(实际伸长量÷2-理论伸长量)÷理论伸长量×100%,伸长量计算等于每级实际伸长量减去初始伸长量的总和。其公式为:△L=△L1+△L2-b-c。式中:△L1为从初始拉力(桥梁施工规范规定一般为设计控制张拉力的10%～25%)至张拉设计控制拉力间的千金顶活塞的张拉行程;△L2为初始拉力时的推算伸长率(按规范规定推算求得);b为工具锚锚塞回缩量;c为工作锚锚塞回缩量。实施两端张拉时,控制张拉力Pk的计算公式:Pk=P+△P,△P=P/△L×c式中:P为设计控制张拉力;△L为理论计算推算伸长值;△P为工作锚回缩对预应力损失的影响力(补偿张拉力)。预应力张拉程序为:0→张拉初始应力(0.1σk)→张拉控制应力(1.03σk)→超张拉控制应力1.03σk→持荷2分钟(锚固)。当钢绞线的张拉力达到0.1σk时,在工具锚后的钢绞线划线做记号,作为测量伸长量的起点和滑丝的监测点,张拉完成后,量测钢绞线束的伸长量并进行记录。按照设计图纸规定的张拉顺序进行张拉:中梁张拉顺序为:1→5→2→4→3,边梁张拉顺序为:1→6→2→4→3→5。(6)孔道压浆和灌浆张拉完成后,应立即将锚塞周围预应力钢筋间隙用M10水泥砂浆封锚,采用一次压浆法,保持注浆的连续性,灌浆应缓慢、均匀地进行,比较集中和邻近的孔道,先连续压浆完成,以免串到邻孔的水泥浆凝固堵塞孔道。压浆采用一端压浆,当另一端排水孔冒浓浆后,封排水孔加压,持压5min,关闭压浆阀,转到另一束,全梁灌浆,灌浆后24h内,预应力梁上不得放置设备,或者施加其他荷载。灌浆配合比为,水泥∶水∶高效减水剂∶膨胀剂,1∶0.4∶0.0165∶0.1,孔道压浆控制指标见表4。3施工质量控制(1)张拉前的校验根据设计张拉力的大小选择千斤顶的吨位、行程以及与之配套的高压油泵和油表。同时张拉前,必须将张拉机具送有资格的检定单位进行校验;使用超过200次或半年后,必须重新校验。张拉机具由专职人员操作使用,本工程选择两台YDC1500A型千斤顶,其张拉力大于控制张拉力的1.5倍以上,满足施工要求。(2)钢筋、预应力钢绞线检验所有钢筋及预应力钢绞线进场必须有出厂合格证,并进行外观检查;钢绞线逐盘进行外观检查,表面不得有裂缝、毛刺、机械损伤、油污、锈蚀、死弯等缺陷;钢筋、预应力钢绞线以同炉号不超过60T为一个取样单位,经检验合格后方可使用,其机械性能分别按GBT5224——2003执行。锚具、夹片必须有出厂合格证,进场时按规定进行外观检查、硬度检验,经检验合格后方可使用。(3)浇筑和振捣要精混凝土到现场后,必须进行坍落等指标试验,符合要求后方可浇筑,混凝土严格按程序分层浇筑大梁混凝土连续浇筑,一次完成;振捣手明确分工,按操作规程进行,确保振捣均匀、密实,不漏振也不过振;混凝土初凝后用麻袋覆盖,终凝后再洒水养护,洒水频率以混凝土表面经常处于湿润状态为准,连续养护至28d。(4)钢绞线张拉控制①张拉设备采用同一型号千斤顶、油表、油泵和压力表,油泵和压力表一一对应。②两端千斤顶同时张拉,由专人指挥,油速度缓慢均匀,每增加5Mpa,挥旗为号,尽量做到同步进行,使升压速度接近相等。③大梁钢绞线张拉由控制张拉力和伸长量双控制,以控制张拉力为主,以伸长量校核;实测伸长量超过理论伸长量的±6%时,应停止张拉,查找原因。(5)提高压浆压力鉴于30m预应力工字梁孔道较长,孔道为曲线,且采用波纹管成孔特点,若按规范要求采用0.5～0.7MPa压力,难以达到压浆饱满和密实的要求,考虑压浆过程中压力的损失,将压浆压力提高到0.8～1.0MPa;施工过程必须计量准确,严格控制水灰比;持压时间必须充分保证,浆液一次压注,确保水泥浆饱满和密实,出浆口出浆浓度与进口注浆浓度相同时,可关闭出浆口,停止灌浆。(6)部分大作用的梁大梁台座预留竖向1.5cm预拱度,数值由中间向两端减少,其作用在于减少大梁张拉时的反拱;鉴于边梁钢绞线为6束,而中梁为5束,边梁张拉