淺談鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土張拉

1跨預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋墩1號(hào)路跨運(yùn)河大橋是km標(biāo)準(zhǔn)北岸工程的跨水道橋交叉口之一。位于新魯莽河以北。這座橋東西向行。這是一座帶形鋼筋混凝土的單孔橋。上部采用安裝后張法的安裝式預(yù)制混凝土組合梁，橋長(zhǎng)66.08m，橋凈寬9.2.1.5m，橋面總寬度12.5m。下部結(jié)構(gòu)為樁柱式墩臺(tái),橋墩采用Ф1.5m雙柱式橋墩,基礎(chǔ)采用Ф1.8m混凝土鉆孔灌注樁。兩橋臺(tái)采用3根Ф1.6m混凝土鉆孔灌注樁,設(shè)計(jì)承載為公路二級(jí),地震設(shè)防烈度為7度。2梁體及梁體施工全橋共10片梁,其中中梁6片,邊梁4片,設(shè)計(jì)梁長(zhǎng)30.0m,梁高1.8m,翼緣板寬66cm,厚度由中間18cm向兩邊漸變?yōu)?0cm,腹板寬度18cm,腹板下部局部加大,呈“馬蹄形”,梁底馬蹄寬54cm,橫隔梁中間間距為5.40m,梁體混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C50,大梁預(yù)制施工程序及方法:平整場(chǎng)地→臺(tái)座制作→綁扎鋼筋→安裝波紋管→支模板→澆筑混凝土→拆模板→養(yǎng)生→穿鋼絞線→張拉→孔道灌漿→封錨。(1)制作梁的預(yù)制臺(tái)座預(yù)制場(chǎng)地采用18T重型振動(dòng)碾將原地面碾壓密實(shí)平整,再澆筑10cm厚C20混凝土,原漿收面并壓光,最后制作大梁的預(yù)制臺(tái)座,尺寸為30.20m×54.0cm×15.0cm,預(yù)制臺(tái)座的精度要求:同以斷面的平整度±2mm,寬度±2mm;同時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)大梁臺(tái)座預(yù)留豎向1.5cm預(yù)拱度,數(shù)值由中間向兩端減少,拱度值按三角形成直線分布。(2)定位筋安裝鋼筋在大梁臺(tái)座上安裝綁扎,由下向上,先安裝綁扎“馬蹄形”部分的鋼筋,橫隔板在腹板鋼筋完成后再進(jìn)行安裝綁扎;腹板及“馬蹄形”部分鋼筋全部成型后,開(kāi)始焊接波紋管定位筋,定位筋間距為1.0m,在鋼筋骨架成型時(shí)將預(yù)制高強(qiáng)混凝土墊塊呈梅花狀綁在鋼筋的交叉點(diǎn)上,保證鋼筋保護(hù)層厚度。腹板鋼筋綁扎完成后,將波紋管按順序逐根穿入,用22#鉛絲與定位筋綁扎牢固,防止波紋管在施工中產(chǎn)生移位或上浮,同時(shí),波紋管內(nèi)插入聚乙烯塑料管,防止波紋管擠壓變形,影響鋼紋線穿插。(3)縫間、模板與臺(tái)座結(jié)合部采用生產(chǎn)廠家定型鋼模板,安裝前,先將模板清理干凈,涂刷脫模劑,在每節(jié)模板接縫間、模板與臺(tái)座結(jié)合部粘貼海綿條,用以防止漏漿出現(xiàn)麻面;考慮模板拆卸方便,每節(jié)模板留有一調(diào)節(jié)板,拆除模板時(shí),先卸去夾腳Ф16螺栓,再拆除各段的活板,向外下方將模板拆卸,以防止模板變形及損壞大梁混凝土。模板制作的允許偏差見(jiàn)表1。(4)混凝土振實(shí)和振搗試驗(yàn)室經(jīng)多次試拌,最后確定合理的配合比,見(jiàn)表2。大梁采用斜向分層分段澆筑,每層厚度不大于15cm,澆筑順序?yàn)椤榜R蹄形”部分→腹板→翼緣板,混凝土以45°傾斜角由兩端向中間澆筑,要求連續(xù)澆注,一次成型,工字梁的腹板寬度只有18cm,下面馬蹄寬為54cm,因此,“馬蹄形”部分振實(shí)是施工中的關(guān)鍵,常規(guī)的插入式振動(dòng)器難以達(dá)到施工要求,故大梁混凝土澆筑采用附著式高頻振動(dòng)器與插入式振動(dòng)器結(jié)合使用的振搗工藝,在波紋管以下部分和梁底“馬蹄形”部分安裝1.5kW的附著式高頻振動(dòng)器,每側(cè)模板按@150cm設(shè)一臺(tái),兩側(cè)條間布置,形成整梁以@75cm的布置形態(tài);在梁端的腰部各增設(shè)一臺(tái)附著是高頻振動(dòng)器,以保障端頭部分混凝土振實(shí)密度。在鋼筋、波紋管密集區(qū)采用高頻振動(dòng)器進(jìn)行側(cè)模振搗,同時(shí)用小型振動(dòng)器在波紋管上部和鋼筋間間隙插入振搗,但必須嚴(yán)防振動(dòng)棒碰觸波紋管和鋼筋,梁中部及頂部混凝土,則采用插入式震動(dòng)器振實(shí),振搗時(shí)以混凝土停止下沉,表面呈現(xiàn)平坦、泛漿,不冒氣泡為準(zhǔn),并用小錘敲擊側(cè)模板檢查混凝土是否振搗密實(shí)。這樣既可以保證大梁“馬蹄形”部分混凝土密實(shí),又能顯著提高混凝土外觀質(zhì)量。(5)預(yù)應(yīng)力張拉伸長(zhǎng)量計(jì)算①?gòu)埨斑x定張拉設(shè)備及錨具,張拉采用YDC1500A型千斤頂、ZB4-500油泵,以及與之配套的壓力表和油管,錨具采用河南省開(kāi)封紅橋錨具廠XM15-6、7錨具。標(biāo)定張拉設(shè)備,確定每臺(tái)千斤頂?shù)母骷?jí)張拉力與對(duì)應(yīng)油表的實(shí)際讀數(shù)。②大梁張拉。大梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以上時(shí),才能進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉,大梁張拉用兩臺(tái)YDC1500A型千斤頂兩端同時(shí)張拉,張拉采用雙控法進(jìn)行,即控制壓力,控制伸長(zhǎng)量,預(yù)應(yīng)力工字梁雙孔指標(biāo)表見(jiàn)表3。分級(jí)張拉,每級(jí)張拉持荷2min。理論伸長(zhǎng)值與實(shí)際伸長(zhǎng)值進(jìn)行比較,兩者誤差不應(yīng)超過(guò)規(guī)范規(guī)定±6%,計(jì)算公式為:(實(shí)際伸長(zhǎng)量÷2-理論伸長(zhǎng)量)÷理論伸長(zhǎng)量×100%,伸長(zhǎng)量計(jì)算等于每級(jí)實(shí)際伸長(zhǎng)量減去初始伸長(zhǎng)量的總和。其公式為:△L=△L1+△L2-b-c。式中:△L1為從初始拉力(橋梁施工規(guī)范規(guī)定一般為設(shè)計(jì)控制張拉力的10%～25%)至張拉設(shè)計(jì)控制拉力間的千金頂活塞的張拉行程;△L2為初始拉力時(shí)的推算伸長(zhǎng)率(按規(guī)范規(guī)定推算求得);b為工具錨錨塞回縮量;c為工作錨錨塞回縮量。實(shí)施兩端張拉時(shí),控制張拉力Pk的計(jì)算公式:Pk=P+△P,△P=P/△L×c式中:P為設(shè)計(jì)控制張拉力;△L為理論計(jì)算推算伸長(zhǎng)值;△P為工作錨回縮對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響力(補(bǔ)償張拉力)。預(yù)應(yīng)力張拉程序?yàn)?0→張拉初始應(yīng)力(0.1σk)→張拉控制應(yīng)力(1.03σk)→超張拉控制應(yīng)力1.03σk→持荷2分鐘(錨固)。當(dāng)鋼絞線的張拉力達(dá)到0.1σk時(shí),在工具錨后的鋼絞線劃線做記號(hào),作為測(cè)量伸長(zhǎng)量的起點(diǎn)和滑絲的監(jiān)測(cè)點(diǎn),張拉完成后,量測(cè)鋼絞線束的伸長(zhǎng)量并進(jìn)行記錄。按照設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的張拉順序進(jìn)行張拉:中梁張拉順序?yàn)?1→5→2→4→3,邊梁張拉順序?yàn)?1→6→2→4→3→5。(6)孔道壓漿和灌漿張拉完成后,應(yīng)立即將錨塞周圍預(yù)應(yīng)力鋼筋間隙用M10水泥砂漿封錨,采用一次壓漿法,保持注漿的連續(xù)性,灌漿應(yīng)緩慢、均勻地進(jìn)行,比較集中和鄰近的孔道,先連續(xù)壓漿完成,以免串到鄰孔的水泥漿凝固堵塞孔道。壓漿采用一端壓漿,當(dāng)另一端排水孔冒濃漿后,封排水孔加壓,持壓5min,關(guān)閉壓漿閥,轉(zhuǎn)到另一束,全梁灌漿,灌漿后24h內(nèi),預(yù)應(yīng)力梁上不得放置設(shè)備,或者施加其他荷載。灌漿配合比為,水泥∶水∶高效減水劑∶膨脹劑,1∶0.4∶0.0165∶0.1,孔道壓漿控制指標(biāo)見(jiàn)表4。3施工質(zhì)量控制(1)張拉前的校驗(yàn)根據(jù)設(shè)計(jì)張拉力的大小選擇千斤頂?shù)膰嵨?、行程以及與之配套的高壓油泵和油表。同時(shí)張拉前,必須將張拉機(jī)具送有資格的檢定單位進(jìn)行校驗(yàn);使用超過(guò)200次或半年后,必須重新校驗(yàn)。張拉機(jī)具由專職人員操作使用,本工程選擇兩臺(tái)YDC1500A型千斤頂,其張拉力大于控制張拉力的1.5倍以上,滿足施工要求。(2)鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼絞線檢驗(yàn)所有鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)場(chǎng)必須有出廠合格證,并進(jìn)行外觀檢查;鋼絞線逐盤進(jìn)行外觀檢查,表面不得有裂縫、毛刺、機(jī)械損傷、油污、銹蝕、死彎等缺陷;鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼絞線以同爐號(hào)不超過(guò)60T為一個(gè)取樣單位,經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可使用,其機(jī)械性能分別按GBT5224——2003執(zhí)行。錨具、夾片必須有出廠合格證,進(jìn)場(chǎng)時(shí)按規(guī)定進(jìn)行外觀檢查、硬度檢驗(yàn),經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可使用。(3)澆筑和振搗要精混凝土到現(xiàn)場(chǎng)后,必須進(jìn)行坍落等指標(biāo)試驗(yàn),符合要求后方可澆筑,混凝土嚴(yán)格按程序分層澆筑大梁混凝土連續(xù)澆筑,一次完成;振搗手明確分工,按操作規(guī)程進(jìn)行,確保振搗均勻、密實(shí),不漏振也不過(guò)振;混凝土初凝后用麻袋覆蓋,終凝后再灑水養(yǎng)護(hù),灑水頻率以混凝土表面經(jīng)常處于濕潤(rùn)狀態(tài)為準(zhǔn),連續(xù)養(yǎng)護(hù)至28d。(4)鋼絞線張拉控制①?gòu)埨O(shè)備采用同一型號(hào)千斤頂、油表、油泵和壓力表,油泵和壓力表一一對(duì)應(yīng)。②兩端千斤頂同時(shí)張拉,由專人指揮,油速度緩慢均勻,每增加5Mpa,揮旗為號(hào),盡量做到同步進(jìn)行,使升壓速度接近相等。③大梁鋼絞線張拉由控制張拉力和伸長(zhǎng)量雙控制,以控制張拉力為主,以伸長(zhǎng)量校核;實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)量超過(guò)理論伸長(zhǎng)量的±6%時(shí),應(yīng)停止張拉,查找原因。(5)提高壓漿壓力鑒于30m預(yù)應(yīng)力工字梁孔道較長(zhǎng),孔道為曲線,且采用波紋管成孔特點(diǎn),若按規(guī)范要求采用0.5～0.7MPa壓力,難以達(dá)到壓漿飽滿和密實(shí)的要求,考慮壓漿過(guò)程中壓力的損失,將壓漿壓力提高到0.8～1.0MPa;施工過(guò)程必須計(jì)量準(zhǔn)確,嚴(yán)格控制水灰比;持壓時(shí)間必須充分保證,漿液一次壓注,確保水泥漿飽滿和密實(shí),出漿口出漿濃度與進(jìn)口注漿濃度相同時(shí),可關(guān)閉出漿口,停止灌漿。(6)部分大作用的梁大梁臺(tái)座預(yù)留豎向1.5cm預(yù)拱度,數(shù)值由中間向兩端減少,其作用在于減少大梁張拉時(shí)的反拱;鑒于邊梁鋼絞線為6束,而中梁為5束,邊梁張拉