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        公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)及應(yīng)用

        2013-06-10 01:22:02李專輯
        交通運輸研究 2013年5期
        關(guān)鍵詞:鋼束墊板孔道

        李專輯

        (新疆道路橋梁工程總公司第一工程處,新疆 喀什 844000)

        0 引言

        近些年來,我國的公路橋梁建設(shè)越來越多,因此施工先進技術(shù)的需求也就越來越迫切。為了有效提高公路橋梁的耐久性,需要對其缺陷進行維護,從而來提高工程質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力技術(shù)是當(dāng)今橋梁公路中用途最為廣泛的一門科學(xué)施工技術(shù),采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以解決橋梁長久使用所造成的沉陷與裂紋等破損現(xiàn)象,從而有效保障了公路橋梁的安全性。

        1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用范圍

        公路橋梁作為我國交通運輸?shù)倪B接樞紐在國民經(jīng)濟中占有重要地位,隨著材料工業(yè)及機械工業(yè)的發(fā)展進步,預(yù)應(yīng)力技術(shù)廣泛的應(yīng)用于公路橋梁建設(shè)當(dāng)中。

        1.1 受彎構(gòu)件施工中的應(yīng)用

        由于碳纖維硬度較高,在其所施工的程度相對比較簡單,因此在對受彎構(gòu)件進行加固時,通常都采用碳纖維片材料解決加固問題。但是,由于在進行加固受彎構(gòu)件前,混凝土結(jié)構(gòu)本身就具有了初始的拉應(yīng)變及壓應(yīng)變,因此受到壓力區(qū)域內(nèi)的混凝土應(yīng)變在達到混凝土極限壓變時的受彎構(gòu)件的承載力已經(jīng)達到了極限。

        1.2 多跨連續(xù)梁施工中的應(yīng)用

        多跨橋梁分為正、負彎矩區(qū)兩種結(jié)構(gòu)層面,通??缰械臑檎龔澗?,有支座的是負彎矩。如果多跨連續(xù)梁與抗彎承載力滿足不了施工要求,就必須通過采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)來進行加固。

        1.3 公路橋梁加固施工中的應(yīng)用

        預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁加固時的應(yīng)用是為了達到補強構(gòu)件及改善結(jié)構(gòu)性能的目的,從而使橋梁的承載力進一步恢復(fù)與提高,最終不僅可以滿足交通行車的要求,同時也可以延長公路使用壽命。

        2 工程實例

        2.1 工程概況

        工程橋梁均為跨越灌溉渠而設(shè),橋梁結(jié)構(gòu)為2m×16m普通鋼筋混凝土預(yù)制空心梁板橋。一橋全長26.02m,二橋全長27.02m,橋?qū)?2.5m,上部采用16m普通鋼筋混凝土預(yù)制空心板,下部采用樁柱式墩,柱式臺,樁基鑲?cè)肴躏L(fēng)化灰?guī)r不小于3.75m設(shè)計。

        2.2 施工準備情況

        2.2.1 技術(shù)準備

        工程混凝土強度應(yīng)達到100%,對鋼絞線理論伸長值進行計算,指導(dǎo)預(yù)應(yīng)力張拉;千斤頂、油表已經(jīng)標定完畢,同時根據(jù)油表標定的結(jié)果繪制油表讀數(shù)與張拉力的曲線,并根據(jù)曲線確定0.10con、0.20con、ócon相應(yīng)張拉力對應(yīng)的油表讀數(shù)。此外,應(yīng)選擇具有豐富張拉施工經(jīng)驗的人員進行張拉施工。

        2.2.2 現(xiàn)場準備

        鋼絞線、錨具進場時,必須具有合格證,施工現(xiàn)場進行質(zhì)量驗收。并注意妥善保管,防止原材料銹蝕。鍍鋅金屬波紋管表面要清潔、無裂紋現(xiàn)象,接口必須牢固,保證混凝土澆筑期間波紋管內(nèi)不發(fā)生漏漿現(xiàn)象。鋼絞線的表面不應(yīng)有潤滑劑、銹蝕的現(xiàn)象。檢查合格的應(yīng)對其進行取樣試驗,預(yù)應(yīng)力材料為直徑Φs15.2mm高強低松馳預(yù)應(yīng)力鋼絞線,標準抗拉強度為1 860MPa,鋼絞線試驗不合格不得使用。對錨環(huán)或錨板應(yīng)進行幾何尺寸和錐度檢驗,若發(fā)現(xiàn)毛刺及小坑等不平的現(xiàn)象應(yīng)進行處理或不得使用,同時要做硬度檢驗。本次預(yù)應(yīng)力張拉機械設(shè)備根據(jù)設(shè)計圖紙本工程張拉控制應(yīng)力QK1395MPa,選用YCW250B型千斤頂,千斤頂要求配好標定的壓力表,YCW250B型千斤頂安裝時搭設(shè)支架,用倒鏈吊起,套入鋼絞線內(nèi)張拉。

        2.3 預(yù)應(yīng)力張拉施工工藝

        2.3.1 波紋管鋪設(shè)與錨墊板安裝

        波紋管的鋪設(shè)要嚴格按設(shè)計給定位置控制,管道鋪設(shè)中要確保管道內(nèi)無雜物,管口處用塑料膠布封堵。波紋管連接時,接頭波紋管的規(guī)格比孔道波紋管的規(guī)格大一級,其長度一般為直徑的5~7倍,波紋管與普通鋼筋有矛盾時,可適當(dāng)挪移普通鋼筋,但不可任意切斷。施工中波紋管要重點保護,施工人員不得對其進行踩踏或用工具敲擊波紋管,若發(fā)現(xiàn)波紋管局部被砸扁,要進行更換處理。此外,在進行固定端P錨安裝時,應(yīng)注意波紋管排氣孔的留設(shè)。錨墊板安裝前要檢查錨墊板幾何尺寸是否符合要求。錨墊板要牢固地安裝在鋼筋網(wǎng)片上,錨墊板定位螺栓要擰緊,錨墊板要與孔道嚴格對中并與孔道端部垂直。

        2.3.2 鋼絞線下料、編束

        鋼絞線束下料長度應(yīng)根據(jù)鋼絞線實際長度在張拉端預(yù)留1m作為張拉長度。同時下料場應(yīng)平坦,不得將鋼絞線直接接觸土地以免生銹,也不得在混凝土地面上生拉硬拖。此外,鋼鉸線下料宜采用砂輪鋸切割,不得采用電焊切割,在切口的兩側(cè)5cm處,預(yù)先用綁絲扎牢,防止泥土污染鋼鉸線。

        2.3.3 穿束

        由于管的接口極易破損,因此要緩慢進行,束的前端應(yīng)扎緊并裹膠布,以減少對波紋管接口的沖擊,以便鋼絞線順利通過孔道。安裝完成后,應(yīng)進行全面檢查,以便查出可能被損壞的管道。如發(fā)現(xiàn)波紋管被損壞,用膠帶纏裹緊密,不能發(fā)生漏漿。

        2.3.4 預(yù)應(yīng)力張拉

        在同條件砼試塊強度到100%時,方可進行預(yù)應(yīng)力張拉。預(yù)應(yīng)力鋼束張拉時采用雙控,即以控制拉力為主,以鋼束實際伸長值進行校核,實測伸長值與理論伸長值的相對誤差不得超過±6%,否則應(yīng)停止張拉分析原因。張拉前所有設(shè)備應(yīng)再進行一次檢查,看是否按編號配套使用。高強低松馳預(yù)應(yīng)力鋼絞線標準強度fPK=1860MPa,本工程張拉控制應(yīng)力σk=1395MPa。張拉時鋼束理論伸長值計算為:

        式中:P——預(yù)應(yīng)力筋張拉力,取固定端(一端張拉)扣除孔道摩擦損失后的拉力平均值,P=Pj(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ);

        ΔL——預(yù)應(yīng)力鋼束理論伸長值,mm;

        AP—預(yù)應(yīng)力筋的截面積;

        Lt——預(yù)應(yīng)力筋的實際長度;

        Es——預(yù)應(yīng)力鋼束的彈性模量(取1.95×105Pa),松弛率P=0.035,松弛系數(shù)ξ=0.3檢測結(jié)果出來后,以檢測結(jié)果為準,調(diào)整計算值;

        Pj——張拉控制力,kN;

        u——孔道摩擦系數(shù)(取0.25);

        k——孔道偏差系數(shù)(按規(guī)范取0.0015);

        θ——孔道曲線累計轉(zhuǎn)角之和(弧度);

        x——從張拉端至計算截面的孔道長度,m。

        其實際伸長值測量方法為:鋼絞線總伸長量應(yīng)為所測出的伸長量之和,并應(yīng)加上初始張拉力時推算伸長值。

        張拉時首先張拉至0.10σcon并用直尺測出千斤頂?shù)挠透咨斐鲎x數(shù)L1,然后再張拉至0.2σcon同樣測出千斤頂?shù)挠透鬃x數(shù)L2,最后張拉至設(shè)計應(yīng)力σcon測出油缸讀數(shù)L3。張拉至設(shè)計油壓值后,按張拉程序持荷2min測量伸長值,即可將張拉油壓緩慢降至零,活塞回程夾片自動跟進錨固。觀察鋼絞線刻痕是否平齊,若不平齊說明有滑束現(xiàn)象,如遇有這種情況要對滑束進行補拉,使其達到控制應(yīng)力,斷裂或滑脫的數(shù)量嚴禁超過結(jié)構(gòu)同一截面預(yù)應(yīng)力總根數(shù)的3%,且一束鋼絲不超過1根。對預(yù)應(yīng)力鋼束張拉中發(fā)現(xiàn)異常情況,必須卸錨時,可使用卸錨器,對已錨固的鋼束進行卸錨,卸錨時千斤頂應(yīng)預(yù)先伸出3~5cm,留有余量以便卸錨。

        2.3.5 張拉過程控制

        張拉應(yīng)緩慢進行,逐級加荷,穩(wěn)步上升,千萬不能操之過急,給油不要忽快忽慢,防止發(fā)生事故。張拉要有專人記錄,專人測量伸長值,對張拉應(yīng)力進行校核,防止發(fā)生由于壓力表出故障造成拉力不足等現(xiàn)象。張拉至設(shè)計油壓值后,按張拉程序持荷2min測量伸長值,即可將張拉油壓緩慢降至零,活塞回程夾片自動跟進錨固。張拉完畢,卸下千斤頂及工具錨后,要檢查工具錨處每根鋼絞線的刻痕是否平齊,若不平齊說明有滑束現(xiàn)象,如遇有這種情況要對滑束進行補拉,使其達到控制應(yīng)力,每束鋼束中斷絲滑絲數(shù)不得超過1根鋼絲。對預(yù)應(yīng)力鋼束張拉中發(fā)現(xiàn)異常情況,必須卸錨時,可使用卸錨器對已錨固的鋼束進行卸錨,卸錨時千斤頂應(yīng)預(yù)先伸出3~5cm,留有余量以便卸錨。

        3 結(jié)語

        隨著我國公路橋梁的大幅度增長,對施工技術(shù)的先進性要求也逐步提高,同時還必須加強公路橋梁的保養(yǎng)及維護,通過對預(yù)應(yīng)力技術(shù)的有效應(yīng)用來解決道路橋梁長時間使用造成損壞的維修問題,以及改變橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力,增加其承載力,從而保障公路橋梁安全系數(shù)的提高。

        [1]俞建輝,王建國.淺談公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在的問題[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2010,(2):167-168.

        [2]楊曉翔.公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2010,(7):166-167.

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