后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁張拉和孔道壓漿質(zhì)量控制分析
0 引言
預(yù)應(yīng)力混凝土是在混凝土結(jié)構(gòu)承受荷載之前,預(yù)先對(duì)其施加壓力,使其在外荷載作用時(shí)的受拉區(qū)混凝土內(nèi)力產(chǎn)生壓應(yīng)力,用以抵消或減小外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力,使結(jié)構(gòu)在正常使用的情況下不產(chǎn)生裂縫。對(duì)于橋梁施工質(zhì)量控制而言,預(yù)應(yīng)力張拉的作用至關(guān)重要。預(yù)應(yīng)力孔道壓漿的作用主要包括:①保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋免遭銹蝕,使結(jié)構(gòu)物具有較強(qiáng)的耐久性。②預(yù)應(yīng)力筋通過灰漿與周圍混凝土結(jié)成整體,使錨固的可靠性增強(qiáng),結(jié)構(gòu)的抗裂性和承載能力提高,預(yù)應(yīng)力損失減少。③提高了結(jié)構(gòu)物的抗彎強(qiáng)度。本文以徐鹽鐵路銅山制梁場預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁施工為例,就預(yù)應(yīng)力張拉和孔道壓漿工序中的質(zhì)量控制措施加以論述。
1 預(yù)應(yīng)力材料的相關(guān)要求
根據(jù)《通橋(2016)2229-Ⅰ》規(guī)定:
?、兕A(yù)應(yīng)力鋼絞線為:1×7-15.2-1860-GB/T5224-2014,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1860MPa,公稱直徑為15.2mm,鋼絞線面積為140mm2。
②錨固體系采用自錨式拉絲體系,錨具應(yīng)符合相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。32m箱梁錨具采用M15-11,M15-12,M15-13型,24m箱梁錨具采用M15-9,M15-10型。
?、垲A(yù)應(yīng)力管道采用直徑為90mm、80mm的橡膠棒成孔。
?、茴A(yù)應(yīng)力張拉錨外控制應(yīng)力δk=1344.54MPa,錨下控制應(yīng)力δk1=0.95×1344.54=1277.32MPa。
2 張拉壓漿設(shè)備的選用與校驗(yàn)
?、偾Ы镯?shù)膹埩Α?
鋼絞線所需達(dá)到的最大張力為P=1344.54×140×13/1000=2447.06kN?,F(xiàn)場選用YCH400B型千斤頂,該千斤頂張拉活塞面積為A=7.607×10-2m2,公稱油壓為52MPa,公稱張拉力為3956kN>1.5P=3670.59kN,滿足施工要求。
?、谇Ы镯?shù)男谐獭?
以N2b孔道為例,參考《通橋(2016)2229-Ⅰ-07》預(yù)應(yīng)力筋布置圖,得半幅鋼絞線長度:
L=0.063+2.338/cos4°+1.046+12.776=16.229m,其中0.063m為13孔錨具的厚度。
先不考慮管道偏差及管道摩擦系數(shù)的影響,鋼絞線的伸長量ΔL=δk1×L/Ep=1277.32×16.229/195=106.3mm。YCH400B型千斤頂行程為200mm滿足要求。
?、塾蛪罕砼c油泵的選擇。
油壓表最大度數(shù)δ=P/A=2447.06/(7.607×10-2)×10-3=32.2MPa。選用最大量程為60MPa(>1.5δ=48.3MPa)的壓力表即符合應(yīng)力要求。
油泵選擇ZB6-600型標(biāo)準(zhǔn)數(shù)電動(dòng)油泵。
④壓漿泵的選擇。
選用SQG45A型螺桿式灌漿泵,對(duì)應(yīng)壓力表最小分度值為0.05MPa,最大量程為1.6MPa。
?、輭簼{臺(tái)車的選擇。
選用GSZW-700型高速自動(dòng)壓漿臺(tái)車,攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為1000r/min,計(jì)量精度為±1kg。
?、拚婵毡玫倪x擇。
選用JZ-90B型真空泵,真空表讀數(shù)范圍為:0MPa~
-0.1MPa。
?、邚埨O(shè)備的定期校驗(yàn)與更換。
千斤頂有效工作期限為一個(gè)月(且張拉不超過200次,主要部件更換后應(yīng)重新檢定)。油壓表檢定有效期不得超過一周。千斤頂與油壓表應(yīng)配套標(biāo)定,配套使用。油表在使用過程中發(fā)生震動(dòng)、玻璃破損、指針?biāo)蓜?dòng)、無壓時(shí)指針不回零現(xiàn)象都應(yīng)更換。
3 孔道成孔過程中的質(zhì)量控制
本梁場采用橡膠棒成孔,橡膠棒穿入鋼筋籠前,要清除表面的雜物。梁體鋼筋籠骨架、橡膠棒定位網(wǎng)片及錨墊板位置均按照圖紙尺寸嚴(yán)格控制以控制預(yù)應(yīng)力孔道的位置偏差。箱梁模板安裝前,均逐孔檢查錨墊板型號(hào),防止型號(hào)錯(cuò)裝后影響鋼絞線的應(yīng)力。錨墊板上的壓漿孔均塞入棉塞防止?jié){體進(jìn)入影響壓漿。待混凝土澆筑完畢_到初凝后,將橡膠棒拔出,保證孔道的通暢。 4 鋼絞線的下料及穿束質(zhì)量控制
?、傧葘㈠^墊板孔口及喇叭管內(nèi)的混凝土漿碴清除干凈,確??椎罆惩o阻后即可穿束。②領(lǐng)取經(jīng)復(fù)驗(yàn)合格的鋼絞線,采用自動(dòng)穿束機(jī)進(jìn)行穿束作業(yè),每次穿束穿入一根,兩端施工作業(yè)人員對(duì)每根鋼絞線進(jìn)行數(shù)字編號(hào),通過數(shù)字編號(hào)來控制鋼絞線在穿束過程中在孔道內(nèi)的扭結(jié)。③通過穿束機(jī)變頻器來調(diào)節(jié)鋼絞線外露長度,人工測量長度合格后方可切割。
5 錨具的安裝及張拉準(zhǔn)備工作的質(zhì)量控制
?、贋榇_保錨具、夾片處于正常狀態(tài),應(yīng)安排專人負(fù)責(zé)看管。②錨具一定要安裝在錨墊板的限位槽內(nèi),與孔道中心線對(duì)中。并用套筒將夾片打緊,使錨具不脫離限位槽為度。兩片夾片的外露量要相等,避免出現(xiàn)夾片錯(cuò)臺(tái),夾片安裝前要確保包裝紙清理干凈。③千斤頂定位時(shí),應(yīng)使預(yù)留孔道、傳力筒、錨具軸線、千斤頂軸線四軸線同心。④限位板和鋼絞線直徑要配套使用,可根據(jù)廠家提供的對(duì)應(yīng)表來匹配使用。⑤張拉前,檢查進(jìn)、出油管是否安裝正確,千斤頂與油表是否配套等。
6 張拉過程中的質(zhì)量控制
?、購埨袑?shí)施張拉應(yīng)力、應(yīng)變、時(shí)間“三控”:即張拉時(shí)以油壓表讀數(shù)為主、以鋼絞線的伸長值作校核,在σK作用下持荷5min。在持荷狀態(tài)下,如發(fā)現(xiàn)油壓下降,應(yīng)立即補(bǔ)至張拉控制應(yīng)力。傳力錨固時(shí),應(yīng)緩慢回油,防止夾片瞬間動(dòng)載受力造成滑絲。
?、谠诮y(tǒng)一指揮下,兩端司泵人員同時(shí)對(duì)張拉千斤頂供油,在鋼絞線略微拉緊時(shí)再次調(diào)整千斤頂位置。
?、勖看渭虞d為油表讀數(shù)5MPa的倍數(shù)時(shí),通過兩端人員及時(shí)聯(lián)絡(luò),使兩端油壓大致相等,保持同步張拉,控制兩端不同步率≤5%。
?、茉诔鯌?yīng)力和鎖定應(yīng)力階段分別測量油缸行程,計(jì)算鋼束伸長值之總和及其偏差是否在±6%以內(nèi),若個(gè)別孔道伸長量偏差超出±6%,則回油后重新張拉一次。
?、萘后w鋼絞線束張拉應(yīng)按照設(shè)計(jì)規(guī)定的張拉順序,采取兩端同步張拉,并左右對(duì)稱進(jìn)行,最大不平衡束不得超過1束。
⑥退頂后,立即用石筆沿鋼絞線與夾片接觸處劃線以檢查有無滑絲現(xiàn)象。
?、叱霈F(xiàn)滑斷絲要對(duì)鋼絞線進(jìn)行更換?;瑪嘟z的處理方法如下:1)滑、斷絲如發(fā)生在錨固前,應(yīng)立即停止張拉,更換已斷絲鋼絞線,重新張拉。2)滑、斷絲如發(fā)生在錨固后,先放松鋼絞線束,采用一端安裝單孔張拉千斤頂,拉動(dòng)鋼絞線后帶動(dòng)夾片,將夾片摳出,讓鋼絞線回縮,如此反復(fù),直至全部放松應(yīng)力,更換材料后重新張拉。3)滑、斷絲如發(fā)生在切絲之后,使用氧氣乙炔焰緩慢加熱切割一端錨具,放張后重新?lián)Q束張拉,用此法處理時(shí)鋼絞線兩端正前方嚴(yán)禁站人,并設(shè)防護(hù)確保安全。
?、喑鯊埨笤谕饴朵摻g線上套上塑料套管或采用隔水材料進(jìn)行包裹,防止錨具及預(yù)應(yīng)力筋出現(xiàn)銹蝕,造成滑絲。
7 壓漿準(zhǔn)備工作的質(zhì)量控制
?、俳K張拉完畢,在48h內(nèi)進(jìn)行管道壓漿,壓漿前應(yīng)清除孔道內(nèi)雜物。封錨一定要密實(shí),不透氣,不漏漿。②壓漿劑、水泥以及水由壓漿臺(tái)車自動(dòng)稱量系統(tǒng)計(jì)量?,F(xiàn)場壓漿作業(yè)必須嚴(yán)格計(jì)量,水泥、壓漿劑、外加劑、水的秤量準(zhǔn)確到±1%。③壓漿前應(yīng)檢查各項(xiàng)設(shè)備和管道是否處于正常狀態(tài),確認(rèn)無誤后方能進(jìn)行操作。
8 壓漿過程中的質(zhì)量控制
?、贁嚢枨埃惹逑词┕ぴO(shè)備。確保清洗后的設(shè)備干凈整潔無異物,然后檢查攪拌機(jī)的過濾網(wǎng)。當(dāng)壓漿料從攪拌機(jī)進(jìn)入儲(chǔ)料罐時(shí),必須經(jīng)過過濾網(wǎng),要求過濾網(wǎng)空格尺寸為2mm×2mm。
②漿體攪拌操作順序?yàn)椋菏紫仍跀嚢铏C(jī)中先加入實(shí)際拌和水用量的90%,開動(dòng)攪拌機(jī),均勻加入全部壓漿劑,邊加入邊攪拌,然后均勻加入全部水泥。全部粉料加入后再攪拌2min,然后加入剩余的10%的拌和水,繼續(xù)攪拌2min。
③攪拌均勻后,現(xiàn)場進(jìn)行出機(jī)流動(dòng)度試驗(yàn),每10盤進(jìn)行一次檢測,其流動(dòng)度在14~22s的范圍內(nèi),即可通過過濾網(wǎng)進(jìn)入儲(chǔ)料管。漿體在儲(chǔ)料罐中繼續(xù)攪拌,以保證漿體的流動(dòng)性。
?、苡谜婵毡梦婵眨瑔?dòng)真空泵,開啟出漿端接在接駁管上的閥門。關(guān)閉入漿端的閥門。抽吸真空度要求達(dá)到-0.06~-0.08MPa并保持穩(wěn)定。
?、輪?dòng)壓漿泵,開始?jí)簼{,真空泵仍保持連續(xù)作業(yè)。即由一端壓入水泥漿,當(dāng)另一端溢出的漿體濃度與壓漿端相同時(shí)封閉出漿口,繼續(xù)壓漿使壓力達(dá)到0.50~0.60MPa,持壓3min且無漏漿情況時(shí)可換下一個(gè)孔道。
?、逎{體攪拌好后應(yīng)盡快壓入孔道,置于貯漿罐的漿體應(yīng)連續(xù)攪拌,同一孔管道壓漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,一次完成。
⑦壓漿時(shí)漿體溫度應(yīng)在5℃~30℃之間,壓漿及壓漿后3天內(nèi)應(yīng)保證梁體溫度不低于5℃。
9 結(jié)語
后張法預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁施工中,張拉和孔道壓漿是非常重要的兩道工序,在徐鹽鐵路銅山制梁場的這兩道工序施工中,我們從技術(shù)準(zhǔn)備,原材料檢驗(yàn)、控制,工序過程中質(zhì)量控制、預(yù)防以及出現(xiàn)問題的應(yīng)對(duì)、解決等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了嚴(yán)格的控制,緊抓質(zhì)量控制要點(diǎn),取得了良好的效果。歡迎各位同仁多多指點(diǎn),共同交流。為我國的預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)更上一層貢獻(xiàn)自己的力量。
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標(biāo)簽:后張法、孔道壓漿、簡支箱梁、預(yù)應(yīng)力張拉
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