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幾內(nèi)亞體育場采用鋼桁架拱形結(jié)構(gòu)支撐體育場西南看臺屋面,拱的支座所受的斥力特別大,因此在拱的2 個支座之間設(shè)置矩形箱型拉梁(圖1)。
圖1 拱結(jié)構(gòu)示意
由于箱梁約束了拱支座A、B向外的位移,箱梁受拉,因此在箱梁內(nèi)配置了高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線,充分發(fā)揮了鋼絞線抗拉強度高的特點。采用了后張拉有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù),提高箱梁的抗裂性能。
就本工程而言,主要技術(shù)要點集中于以下幾點[1-3]:
本工程采用預(yù)應(yīng)力的主要目的在于平衡拱支座的向外斥力和約束拱支座位移,改善結(jié)構(gòu)的受力性能。施工中應(yīng)采取必要措施以保證預(yù)應(yīng)力筋的安放及矢高定位。
預(yù)應(yīng)力束張拉端節(jié)點的構(gòu)造處理相當(dāng)重要,直接關(guān)系到張拉方案的可行性和結(jié)構(gòu)整體性與安全性。張拉端的處理應(yīng)考慮方便預(yù)應(yīng)力筋張拉的實施。
由于結(jié)構(gòu)的管道細(xì)長,因此預(yù)應(yīng)力筋穿入管道以后所受的阻力特別大,按照普通的方法很難穿入,需要采取技術(shù)手段保證預(yù)應(yīng)力筋安裝到位。
由于預(yù)應(yīng)力管道的長度有327 m,無法一次完成孔道灌漿,必須采用分段灌漿的方法。根據(jù)分段灌漿的方法需合理地安裝排氣管。
預(yù)應(yīng)力箱型拉梁中采用后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力,根據(jù)本工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點,確定該部分預(yù)應(yīng)力的施工工藝為:安裝梁底?!壴湫屠浩胀ㄤ摻睢┰O(shè)波紋鋼管→安裝端部配件→隱蔽工程驗收→澆筑混凝土→養(yǎng)護、拆?!┙睢鷱埨鷽_洗孔道→孔道灌漿→封端。
在預(yù)埋管固定方面采用小型鋼結(jié)構(gòu)支架的方法,根據(jù)波紋管在箱梁內(nèi)的位置,采用測量儀器將點位放在鋼結(jié)構(gòu)支架上,焊接小橫梁,將管道布置在支架上,確保預(yù)應(yīng)力筋矢高的準(zhǔn)確。
根據(jù)摩擦力計算和以往工程現(xiàn)場經(jīng)驗,對預(yù)應(yīng)力筋在管道內(nèi)穿過做了試驗和分析,發(fā)現(xiàn)穿到第6根鋼絞線時,所受的阻力就非常大,必須從另外一端采用輔助牽引的方法。為避免不利情況的出現(xiàn),在鋼絞線下料的時候,把鋼絞線切割成2 種長度,分別為[4-6]1#鋼絞線長328.5 m共40根;2#鋼絞線長329 m共48 根。以12孔鋼絞線為例,穿入步驟主要分為4 步,見圖2~圖5。
圖2 第1步(完成后管道內(nèi)共有6 根鋼絞線)
圖3 第2 步(完成后管道內(nèi)共有8 根鋼絞線)
圖4 第3步(完成后管道內(nèi)共有10 根鋼絞線)
圖5 第4步(完成后管道內(nèi)共有12 根鋼絞線)
排氣管必須安裝在管道的最上面,由于一個鉛垂面上最多有3 個預(yù)應(yīng)力孔道,在安裝的時候必須避開上面的管道,所以在安裝下面管道的時候應(yīng)該把排氣管在合理的位置事先彎曲。具體的安裝方法如圖6所示。
排氣管每隔30 m留1 個,排氣孔安裝既要滿足排氣的要求,而且要滿足作為分段灌漿時進(jìn)漿孔的要求。排氣管的布置如圖7所示。
圖6 排氣孔安裝
圖7 排氣孔布置
灌漿的時候先把灌漿機放到A1灌漿孔附近,從A1灌漿孔往孔道內(nèi)注漿,當(dāng)A2排氣孔冒出濃漿時,關(guān)閉A2排氣孔閥門。依此順序到B1排氣孔冒出濃漿后關(guān)閉閥門、停止灌漿。把灌漿機向前移到B1排氣孔附近,以B1排氣孔作為灌漿孔繼續(xù)往孔道內(nèi)注漿,直到C1排氣孔冒出濃漿后停止灌漿。把灌漿機向前移到C1排氣孔附近,依照B1→C1的方法繼續(xù)灌漿。直到F3出漿孔冒出濃漿,整條孔道灌漿結(jié)束。特別注意的是整條孔道灌漿必須一次性完成,盡量縮短前后灌漿的間隔時間。
預(yù)應(yīng)力束的張拉控制,以控制張拉力為主,同時用張拉伸長值作為校核依據(jù)。本工程張拉控制應(yīng)力取為0.5 倍鋼絞線的強度標(biāo)準(zhǔn)值,即930 MPa。實際每根鋼絞線建立的張拉力為130.2 kN,10 束的張拉力為1 302.0 kN,12 束的張拉力為1 562.4 kN。
(a)兩端同時開始張拉;
(b)第一級:0→初應(yīng)力(10%控制應(yīng)力、讀數(shù)量測伸長值)→第一級控制應(yīng)力(大約伸長150 mm)→錨固→回程;
(c)第二級:0→第一級控制應(yīng)力→20%控制應(yīng)力(讀數(shù)量測伸長值)→第二級控制應(yīng)力(大約伸長150 mm)→錨固→回程
(d)第三、四、五級張拉重復(fù)第二級的張拉工程;
(e)第六級:0→第六級控制應(yīng)力→100%控制應(yīng)力(讀數(shù)量測伸長值)→錨固→回程。
本工程結(jié)構(gòu)超長,預(yù)留的預(yù)應(yīng)力管道的長度約327 m,預(yù)應(yīng)力筋下料長度達(dá)330 m,通過采取技術(shù)措施控制預(yù)應(yīng)力筋的矢高,并通過來回穿索方式完成12 根預(yù)應(yīng)力索的就位。在預(yù)應(yīng)力張拉和灌漿施工中嚴(yán)格按照操作程序和計算設(shè)定的目標(biāo)進(jìn)行操作,實現(xiàn)了設(shè)計預(yù)先設(shè)定的技術(shù)參數(shù)目標(biāo),有效解決了結(jié)構(gòu)在正常使用狀態(tài)下箱梁的抗裂和拱支座產(chǎn)生位移的難題,為鋼桁架拱形結(jié)構(gòu)拉梁預(yù)應(yīng)力施工積累了寶貴經(jīng)驗。