摘要:預應力系統(tǒng)作為橋梁工程中的關鍵部分,其質量控制的好壞直接關系著橋梁工程使用安全及壽命,因此,橋梁預應力系統(tǒng)及預應力管理是橋梁工程的重中之重,文章結合工程案例從預應力系統(tǒng)的材料要求,安裝、張拉、注漿等方面對橋梁預應力系統(tǒng)及管理進行論述,從而為橋梁預應力系統(tǒng)施工及管理起到一定借鑒作用。
關鍵詞:預力系統(tǒng);材料質量要求;安裝;張拉;注漿;預力管理
中圖分類號:U445.57 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2012)26-0147-02
當混凝土強度達到設計要求便可開始施拉預力,本工程采用后拉法進行預力施拉,并根據預力計算結果施加預力,施預力是由千斤頂加壓施拉,并以計算求得的伸長量檢驗,計算所得的伸長量,是根據材料性質與預力量計算而得,部分材料數值可經現場試驗加以驗證。
1 預力系統(tǒng)及材料質量要求
預力系統(tǒng),材料質量及試驗要求如下:
①端錨及續(xù)接器。材料進場,并附有一切證明書,載有詳細材料性質資料,材料送至工地時將每一批材料抽樣送驗,以測試其組合拉力。
②預力鋼腱。鋼腱系采用19股12.7 mm∮、19股15.2 mm∮、22股15.2 mm∮及27股15.2 mm∮高拉力低松弛預力鋼腱,在產品送至工地時依據合同相關規(guī)定進行抽樣試驗。
③預力套管。套管系采用金屬旋楞套管,每根長約6m,套管的檢驗在工廠完成一批后,送達工地進行隨機抽樣試驗。
④施預力前完成各項試驗。千斤頂校正;端錨組合拉力試驗;鋼腱的破壞強度、屈服強度、伸長率、低松弛試驗;套管抗壓及漏漿試驗。
2 預力系統(tǒng)安裝作業(yè)
2.1 錨座及套管安裝作業(yè)
①防爆(補強)鋼筋及鋼鍵的支撐鋼筋裁切制作。
②計算每個端錨水平及垂直角度及高度,以確保制作的封頭模板能正確訂出端錨位置及角度。
③封頭模板安裝定位后,將錨座及防爆鋼筋安裝于封頭模板上。
④在鋼筋作業(yè)完成后按預力施工圖數據放樣,并以預先裁好的支撐鋼筋至少每隔一公尺固定在鋼筋上。
⑤安置空套管,并以鐵絲固定在支撐鋼筋上。套管續(xù)接作業(yè)需確實,以防止混凝土澆置時滲入套管內而影響預力質量。
⑥在所有鋼鍵套管的端錨處及最高點,預埋灌漿用的透氣管。
⑦調整水平及垂直的位置,并作線形最后的固定(以平順為要)。
⑧套管固定后以卷揚機或穿線機將鋼絞線先行穿入,并將鋼絞線外露的部份作適當的保護以防施工中不慎損壞鋼絞線,影響施預力作業(yè)。
⑨待檢查核準后,開始澆置混凝土。
2.2 穿線及續(xù)接器安裝作業(yè)
①穿線作業(yè)采用單根或整束鋼絞線在箱型梁混凝土澆置前先行完成穿線方式施作,現分述如下:其一,單根穿線。拆除端模及端錨凹槽;將鋼絞線置入解線器內并搬運至適當位置;搬運穿線機至穿線位置和解線器間;在穿線口安置導槽;設定裁線長度,一般為設計長+拉線端預留長100cm+固定端預留長50cm;從解線器抽出鋼絞線穿過穿線機引至導槽;絞線頭安裝穿線頭;接電啟動穿線機穿線;裁線。其二,整束穿線。將一細長鐵絲穿過套管再將鋼絞線按設計數量利用拖線網扎緊鋼絞線前端,利用卷揚機拉整束鋼腱穿入套管,并增加足夠長度的握線段;在穿線完成后因非立即施預力,需將預留的握線段確實包好,以防止生銹或受塵埃、油品等雜物污染;將絞索端部修齊并安裝錨頭,錨頭安裝時注意承壓鈑是否有水泥附著,如有則于清除干凈后方可放置錨頭;施預力前將錨碇夾片塞入錨孔內。
②續(xù)接器安裝作業(yè)。在套管安裝前先裁取適當長度的鋼腱,一端先裝上錨頭并以錨碇機先行錨碇;安裝套管,并在不施預力端安裝承壓鈑及在另一端安裝固定式續(xù)接器及預留套管,以便施完預力后下一節(jié)塊續(xù)接;下一跨支撐架組裝后在穿線前裁取適當長度的鋼腱,一端以固定式續(xù)接器錨錠后穿線以連接上一節(jié)塊的固定式續(xù)接器,另一端安裝在施預力端,而上一節(jié)塊所預留的鋼腱則以可動式續(xù)接器錨碇后再續(xù)接本節(jié)塊的鋼腱并將其安裝于施預力端,以便本節(jié)塊施預力;重復上述步驟直到施作完成。
3 預力施拉作業(yè)
3.1 施拉預力前注意事項
①當混凝土試體強度達到施預力要求時方可施加預力。
②施預力前檢附千斤頂校正報告,校正方式為將千斤頂直接送至政府或校驗單位,也可用荷重計校驗千斤頂。
③依據校驗資料計算每束鋼腱施拉預力時的油壓表讀數。
④以最恰當的角度安裝千斤頂并與錨座緊密接合。
⑤備妥施預力記錄表,并先標明油壓機、拉線機編號及預力鋼腱束號,預定伸長量、施拉力及換算油壓表讀數等。
3.2 施拉預力中注意事項
①操作千斤頂施加預力計算書所訂的預力量,并詳實記錄伸長量的變化,若施預力過程中有異?,F象,如發(fā)生爆裂聲、混凝土剝落、油壓表指針大幅跳動、伸長量過小或過大時,將立即解除拉力并停機,并依異?,F象處理方法找出問題后作適當處理。
②詳實記錄預力施拉各項數值,伸長量允許誤差為±5%以內。
③施拉預力步驟如下:安裝錨頭及夾片,夾片用鐵管敲緊;安裝塞孔鈑及導線鈑;安裝千斤頂;將油壓泵浦(Pump)上的油管裝接于千斤頂上;開始施拉預力至100 kg/cm2的起始施拉讀數后,在鋼鍵上丈量一適當尺寸做記號,以作為鋼鍵實際伸長量測量基準線;繼續(xù)施拉預力,在施拉預力過程中須每間隔100 kg/cm2力量量測伸長量;施拉預力完畢,計算總伸長量(扣除千斤頂握線長度的伸長量再加上預力0~100 kg/cm2的伸長量),經審核后開始進行塞孔作業(yè);塞孔完畢后開始解壓,解壓后量測滑動量,如現場測值異常則將以隨后鋼鍵施拉的預力調整;詳細預力數據記錄于施預力記錄表中。
3.3 施拉預力完成后的后續(xù)作業(yè)
①切線。施預力時其鋼腱為配合千斤頂的大小,在結構物兩端錨頭外預留出1 m或50 cm的鋼腱,這些鋼腱在施完預力后,必須切除,以便后續(xù)工作,切除時避免氧乙炔切割,因其高溫對鋼腱產生熱效應傳遞作用而使鋼腱預力量損失,故使用砂輪機或電鋸切割。
②灌漿作業(yè)。施預力完畢經核準后即可進行灌漿作業(yè),灌漿原則在施完預力后一周內完成;切除余線并以水泥漿將錨頭(灌漿孔除外)整個封??;將水用泵浦打入套管內清洗管內的塵土微粒或油污等雜質,然后用空氣壓縮機吹氣使管內水份全部排凈;將正確配比水泥漿以高壓灌進套管內;水泥漿水灰比為0.40~0.45,并依所采用膨脹劑的設計配比添加膨脹劑;灌漿作業(yè)將套管確實灌滿,灌漿完成約30 min后于灌漿孔或排氣孔的水泥漿面如有下降現象,可以將水泥徐徐倒入再次補滿;錨頭處凹槽以混凝土或無收縮水泥砂漿填封平整。
③灌漿后外露的多余鋼材,以砂輪切割器切除,隨之以與構件相同配比的混凝土或無收縮水泥砂漿灌注,以免日后因空氣接觸對錨頭產生銹蝕而成預力的損失。
④施完預力后,檢測箱梁拱度與預估的拱度是否相符。
4 灌漿施工要求
4.1 水泥漿的拌合
①先將水加入拌合機,再加水及附加劑,或按附加劑制造廠商的規(guī)定辦理。拌合的時間,使水泥漿徹底拌勻,以不致發(fā)生溫度上升或損失附加劑的膨脹效率。水泥漿在灌入之前,將不停攪動。
②因故拖延未能及時灌入的水泥漿,將予廢棄,不加水再用。
4.2 水泥漿的灌注
①灌漿前導管內部先以高壓空氣徹底沖洗,并以壓縮空氣將積水排除,使其干燥。
②箱梁灌漿的一端除灌漿孔外,錨頭事先以水泥封塞,以免灌漿時水泥漿由夾片與鋼絞線之間隙滲出。
③灌漿分二次進行。第一次以70 kP/cm2的壓力,將水泥漿由導管的一端灌入,管內的殘余空氣由另一端排出,待所溢出漿液的稠度與灌入者相近時,即停止灌注并將另一端封閉。經10 min后,再以高于出口壓力40~50 kP/cm2的壓力,由導管兩端或其它預留灌漿口交替灌入水泥漿,直至完全灌滿為止。在任何情況下,灌漿壓力不超過175 kP/cm2。
④水泥漿在拌合或灌注期間,其溫度不超過32℃。
⑤灌漿后外露的多余鋼材,以金鋼砂輪切割器切除,隨之以與構件相同配比的混凝土或無收縮水泥砂漿封頭。
5 施預力管理
預力混凝土構造物施工,其預力鋼腱按設計圖所示位置配置,依規(guī)定的預力量準確施拉,并詳實記錄在預力施拉記錄表中,使獲得預期的預力,以確保結構物安全。通常實地作業(yè)時其以油壓表的讀數及量測鋼腱的伸長量來控制預力量,但一般油壓表的讀數及伸長量的測定常受下列影響因素:油壓表本身誤差;讀表人為誤差;油壓千斤頂及端錨裝置摩擦損失不一致;鋼腱配置的誤差;預力鋼腱斷面積的可能誤差(允許范圍內);預力鋼腱彈性系數E值的不一致;摩擦系數μ、K值的變化;其它原因。
為避免由記錄上所判斷的預力量與實際的預力量可能有差距,在工程施工之前除提供鋼絞線及錨碇裝置的質量證明及預力鋼腱配置施工圖外,還要提供詳細計算千斤頂施預力時各鋼腱伸長量的數值,審核通過后據以施工,施工期間落實施工管理機制,以期獲得施預力后的預期效果。
參考文獻:
[1] 花宏飛.橋梁預應力體系施工過程常見問題及處理措施[J].中小企業(yè)管理與科技,2011,(9).