预应力连续梁张拉施工工艺
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浅谈预应力连续梁张拉施工工艺
摘要:结合汉宜铁路跨江汉运河特大桥连续梁的施工,简要介绍预应力混凝土张拉施工施工工艺及施工过程控制要点。
关键词:预应力;张拉;施工;过程控制
abstract: the combination of han-yi railway across the
jianghan canal bridge continuous beam construction, a brief
introduction to prestressed concrete tension construction
construction technology and construction process control
points.
key words: prestressed; tension; construction; process
control
中图分类号: tq639.2 文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)
1 概述
新建武汉至宜昌铁路工程为沪汉蓉快速客运通道的组成部分,东起汉口站,西至宜昌东站,途经汉川、仙桃、天门、潜江、荆州、枝江、宜昌等市,线路全长293.096km。跨江汉运河特大桥地处湖北省荆州市境内,全长3131.625m,为双线桥。全桥共设92个桥墩,两个桥台。其中36#墩~39#墩上部结构设计为(60+100+60)m三跨连续梁,梁体全长221.5m。梁体采用单箱单室、变高度、变截面的结构形式,在局部设置有避车台,梁高按曲线变化,连续梁顶宽度为12.2m,腹板底宽为6.4m,梁高4.6m~7.2m,底板厚度0.4m~
1.5m,顶板厚度0.40m,腹板厚度0.6-0.8-1.0m。
2 预应力张拉前的准备
2.1张拉机具
张拉机具与锚具应配套使用,张拉千斤顶的张拉行程要满足钢束的张拉长度,张拉力大于钢束最大张拉力的1.2倍(钢束最大张拉力可通过孔道摩阻试验确定)。千斤顶与压力表在张拉前进行配套校验,校验设备送到国家认可的计量部门进行校验,并使千斤顶活塞的运行方向与实际张拉工作状态一致,以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线或线性回归方程。从而计算出各束钢绞线的张拉控制应力相对的压力表读数值,并由专人负责使用、管理和维护。
本连续梁的纵向钢绞线张拉采用穿心式ycw500型千斤顶,横向预应力采用ycw100型千斤顶,预应力粗钢筋的张拉采用轧丝锚和与之配套的yg70型千斤顶进行,可满足要求。张拉油泵使用zb4/500型油泵高压电动油泵,张拉压力表位不低于1.0及精度的防震性精密压力表,压力表盘直径不小于150mm,表盘最大读数值为60mpa,表盘最小分化不大于0.5mpa。连接油泵与千斤顶的油管为高压橡胶管,工作压力与千斤顶额定油压相适应。限位板、工具锚、承压套等配件必须与张拉千斤顶配套。
2.2张拉前的准备
2.2.1千斤顶配套使用的油表应校验合格,且在校验期内。张拉机具必须具有良好的使用性能。
2.2.2钢绞线、锚具、夹片等应检验合格,且外观检查无缺陷。
2.2.3清除锚下垫板上的灰浆等杂物,清除喇叭口的海绵等杂物。
2.2.4检查梁端孔道是否垂直于锚下垫板,因此可能影响到预应力质量时,必须对孔道进行修整。
2.2.5孔道摩阻测定
根据设计说明,预应力钢绞线的预应力损失计算参数为μ=0.23(摩擦系数)、 k=0.0025(偏差系数)。竖向预应力钢筋的预应力损失计算参数为μ=0.35(摩擦系数)、 k=0.003(偏差系数)。施工时根据现场摩阻试验测定后,如相差较大可通过设计修正。
2.2.6理论伸长值及张拉控制应力计算
预应力钢束张拉前,必须依照设计要求、千斤顶、油压表的标定情况等准确计算出各钢束的理论伸长值,按照各钢束的设计应力、长度等参数,根据有关规范要求的计算方法分别计算。张拉前,要根据千斤顶与油压表标定证书给出的油压表压力表示值y与对应的标定压力吨位x,以及给出的线性回归方程式:y=a+bx计算出钢束的各级油压表读数。张拉施工时,以此计算各钢束的理论伸长值,钢绞线的弹性模量根据厂家提供的资料获取。
a、理论伸长值可按下式计算:
δl=
pp= p×
式中:δl——预应力筋的理论伸长值(cm);
pp——预应力筋的平均张拉力(n);
l——从张拉端至计算截面孔道长度(cm);
ap——预应力筋截面面积(mm2);
ep——预应力筋的弹性模量(mpa);
p——预应力筋张拉端的张拉力(n);
θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(rad);
k——孔道每米局部偏差对摩擦的系数;
μ——预应力筋对孔道壁的摩擦系数;
b、实际伸长量δl按下式计算:
δl =δl1+δl2
式中:δl——预应力筋的实际伸长值(cm);
δl1——初始应力至张拉控制应力间的实际伸长量(cm);
δl2——初始应力的推算伸长量(cm)。
通过千斤顶活塞伸出量量测的实际伸长量,还应考虑千斤顶工具段及工具夹片的影响。
张拉力数据要考虑锚圈口损失系数,该系数由锚具厂家提供,进场后于现场测试结果核对。实际张拉吨位要加上锚圈口的损失力f。
3预应力张拉施工工艺及控制要点
梁体混凝土浇筑完成后,根据同条件试件报告,梁体混凝土强度及弹性模量均达到设计值的60%后,即可按设计要求的顺序进行预应力初张拉。两端张拉时要同步进行,采用对讲机联系。终张拉
应在梁体混凝土强度及弹性模量均达到设计值的90%,且混凝土凝期不少于7天后方可进行。
3.1预应力张拉
3.1.1工艺流程
预应力钢绞线张拉工艺流程:0 → 0.1σk(作伸长量标记 ) →
0.2σk(测伸长量)→ σk (持荷5分钟,测伸长量)→ 回油锚固(测伸长量)。预应力精扎螺纹钢筋张拉工艺流程:检查孔道是否通畅 → 将锚固端清理干净 → 旋上锚具 → 用连接器连接千斤顶张拉杆与预应力钢筋 → 安装工具锚 → 按规范程序张拉到设计值 → 持荷5分钟→ 检查各项张拉控制指标 → 上紧锚具锚固→24小时后张拉→ 卸载。
为保证张拉质量,对精扎螺纹钢筋采用复拉工艺是必要的,因为预应力粗钢筋一般设计较短,相应的伸长值也较短,在锁紧锚固螺母时因为偏心等因素照成伸长量的微量回缩,此值与本来就比较短的理论伸长值相比的比例会很大。张拉完成并待灌浆施工完毕后方可使用手持砂轮锯切割锚具外露精扎螺纹钢筋,切割时应留有4cm的外露端头。
3.1.2张拉次序
预应力张拉要对称进行,张拉顺序严格按设计图纸要求进行。预应力精扎螺纹钢筋、粗钢筋均采用单根张拉,在张拉时按对称、平衡原则进行。
3.1.3张拉方法
按每束根数与相应的锚具配套,装好夹片。在整束钢绞线张拉前,使用ydc-240千斤顶逐根预紧,预紧完成后,再整束张拉。
向千斤顶油缸供油对钢绞线进行张拉,张拉时实行张拉力和伸长值双控,以锚下张拉控制应力为主,以伸长值加以校核,实际伸长值与理论伸长值相差应控制在+6%~-6%,否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施加以调整后再继续张拉。