石梁河预应力空心板张拉施工工艺

葛 淼

【摘 要】本文通过在石梁河桥中采用小型千斤顶张拉的施工工艺,表现出简单易行,安全可靠,施工方便,实际效果良好,在同类工程施工中具有推广应用价值。

【关键词】后张法 预应力空心板 施工工艺

【中途分类号】TU74【文献标识码】A【文章编号】1673-8209(2009)11-0-01

石梁河桥位于石梁河小王庄处,是石梁河治理工程的主要建筑物。该桥中心与石梁河成300交角,共三孔,中心跨20 米,边孔跨19.65米,桥长(斜长/正长) 60/51.96米,路面用沥青混凝土铺设,桥两端河床用75号水泥浆砌块石护坡。

1 空心板设计概况

桥面板系采用后张法施工的预应力空心板,结构尺寸(斜长×宽×高)20m×1.22m×0.95m。桥面空心板为有粘结预应力工艺,钢绞线材料选用抗拉强度标准值为1470Mpa,锚具选用七孔夹片锚,设计控制应力为932.27Mpa,实际张拉时超张拉3%。

2 张拉前的准备工作

根据工程设计情况,通过多种方案比较,最后选用小型千斤顶张拉的施工工艺方案。

(1)材料选用。钢绞线选用天津钢丝二厂生产的1470级的钢绞线;锚具选用山东探矿机械厂生产的SM-7型夹片锚; 纹管选用天津振华生产的70型波纹管。钢绞线、锚具等必须经检验合格方可使用。

(2)设备选用。①张拉千斤顶: YCN-23型千斤顶3台,并配泵3台。②灌浆机1台。

(3)采用两端张拉形式,钢绞线下料长度为:

L=L0+2(L1+L2+L3+100)

式中:L0—构件的孔道长度;

L1一夹片式工作锚厚度;

L2一穿心式千斤顶长度;

L3一夹片式工具锚厚度。

(4)孔道布置

预应力筋的孔道形状有直线、曲线和折线三种。孔道的直径与布置,主要根据预应力混凝土构件的受力性能,并参考预应力筋张拉筋张拉锚固体系特点与尺寸确定。

本例中,预应力筋为钢绞线,孔道直径应比预应力束外径或锚具外径大5～10mm,且孔道面积应大于预应力筋面积的两倍。

预应力筋孔道之间的净距不应小于25mm,孔道至构件边缘的距离不应小于25mm,且不宜小于孔道直径的一半。凡需要起拱的构件,预留孔道宜随构件同时起拱。

(5)穿筋与安装锚具

穿筋前,螺丝端杆锚具的丝扣部分要用水泥袋纸加塑料薄膜缠绕二、三层并用细铁丝扎牢或用套管保护,以防损伤。

钢绞线穿束时,应将其端部扎紧;必要时套上穿束器,将穿束器的引线穿过孔道,在前端拉动,后端继续送料,直至两端露出所需的长度为止。

采用锥形锚具时,穿束前在钢绞线的一端套上锚具预紧器。用千斤顶以110～130%的张拉力预紧,使钢丝束牢固地锚固在锚具内,张拉时不致滑动。

采用钢丝束墩头锚具时,需要增添工具式拉杆与连接套筒,以便与千斤顶连接。工具式拉杆与套筒采用45号钢,调质处理硬度HB251-283。

安装张拉设备时,对直线预应力筋,应使张拉力的作用线与孔道中心线重合; 对曲线预应力筋,应使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线重合。

3 预应力筋张拉

(1)当混凝土强度达到设计强度的90%时,方可进行张拉,且必须提供在同等条件下养护的混凝土试块试压报告单,并

辅以混凝土回弹仪进行校核。

(2)张拉前张拉设备必须进行校核,并有校核报告单,校核期限不应超过半年。

(3)根据设计要求,预应力筋的张拉程度为0.1→0.1σk→0.03k锚固。

(4)张拉力:设计张拉力941kN,根据多年实际经验,实际张拉力为941kN。

(5)预应力筋的张拉顺序,应使混凝土不产生超应力、构件不扭转与侧弯、结构不变位等;因此,对称张拉是一项重要原则。同时还要考虑到尽量减少张拉设备的移动次数,根据多年施工经验,本工程张拉顺序如图1所示。

其中1号、4号预应力筋采用一端张拉;2号、3号预应力筋采用两端张拉。实际张拉时,采用先把一端锚固,一端张拉后,另一端初中张拉力的办法进行。

(6)张拉实行双控,以应力控制为主,以伸长直校核存档。有粘结预应力筋的实际伸成长值的95%～110%,如实际伸长值大于计算伸长值10%或小于计算伸长值5%,应暂停张拉,待查明原因并采取相应的措施予以调整后,方可继续张拉。

4 孔道灌浆

(1)预应力筋张拉后应尽早灌浆,可在一榀或榀预应力筋全部张拉完毕后一次进行灌浆。

(2)灌浆水泥应用不小于42.5号普通硅酸盐水泥,水灰比0.4～0.45,水泥浆稠度宜控制在14～18s之间,水泥浆可用人工或机械搅拌。

(3)灌浆压力宜适中,应防止灌浆管接口处喷水泥浆伤眼(应戴防护眼镜)。

(4)宜在孔道中部或端部锚具处的灌浆孔均匀地一次灌满孔道,待泌水孔(出气孔)和锚具出气孔处冒出水泥浆后方可封闭泌水孔,并继续加压,持荷2min后封闭灌浆孔。

(5)灌浆后应及时检查泌水情况并进行人工补浆。

(6)灌浆时应及时制作水泥浆试块。

(7)灌浆后端部应尽早用细石混凝土封裹,外露钢绞线应保留不小于50mm,切断方法可用手提砂轮切割机切割,也可用气割,但外露钢绞线至少应保留50mm,采用湿砂而包裹锚具降温等措施。

5 施工注意事项

(1)在预应力作业中,必须特别注意安全。因为预应力持有很大的能力,万一预应力筋被拉断或锚具与张拉千斤顶失效,巨大能量急剧释放,有可能造成很大危害。因此在任何情况下作业人员不得站在预应力筋的两端。同时在张拉千斤顶的后面应设立防护装置。

(2)操作千斤顶和测量伸出值的人员,应站在千斤顶侧面操作,严格遵守操作规程。油泵开动过程中,不得擅自离开岗位。如需离开,必须把油门全部松开或切断电路。

(3)张拉时应认真做到孔道、锚环与千斤顶三对中,以便张拉工作顺利进行,并不致增加孔道摩擦损失。

(4)孔道灌浆主要人员应戴防护镜,以防水泥浆喷出伤眼。

(5)张拉后一束内万一有个别钢绞线加缩过大,则可用小型千斤机(如YCN-23型)补足张拉力。

(6)多根钢丝束同时张拉时,构件截面中断丝和滑脱钢丝的数量不得大于钢丝总数量的3%,但一束钢线只允许一根。

(7)每根构件张拉完毕后,应检查端部和其他部位是否有裂缝,并填写张拉记录表。

(8)预应力筋锚固后的外露长度,不宜小于20mm。长期外露的锚具,可涂刷防锈油漆,或用混凝土封裹,以防腐蚀。

通过在石梁河桥中采用小型千斤顶张拉的施工工艺,表现出简单易行,安全可靠,施工方便,实际效果良好,在同类工程施工中具有推广应用价值。