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        大跨度連續(xù)槽形梁預(yù)應(yīng)力施工工藝探究

        2021-08-06 08:24:30李宇
        中國公路 2021年11期
        關(guān)鍵詞:截止閥鋼束油路

        李宇

        (廣東宇博項目管理咨詢有限公司,廣東 河源 517000)

        一、項目背景

        廣東省某橋梁工程上部結(jié)構(gòu)為(40+64+40)m現(xiàn)澆連續(xù)槽形梁,橫向總寬10.8m,槽內(nèi)凈寬6.9m,兩側(cè)主梁統(tǒng)一采用箱形結(jié)構(gòu)形式,含A1、A2(兩段)、A3(兩段)、A4(兩段),具體分段示意圖如圖1所示。槽形梁結(jié)構(gòu)組成中,設(shè)縱、橫向預(yù)應(yīng)力體系。

        圖1 槽形梁分段示意(單位:m)

        二、預(yù)應(yīng)力施工準備

        (一)原材料準備

        鋼絞線、波紋管、錨具等均為重要施工材料。加強質(zhì)量檢驗,滿足要求后方可入場;加強管理,避免材料因外部環(huán)境銹蝕、受損。

        (二)張拉設(shè)備選用

        張拉是預(yù)應(yīng)力施工全流程中的關(guān)鍵內(nèi)容,具有工作量大、要求高的特點,合理適配設(shè)備是實現(xiàn)高效張拉的先決條件之一。其中,以千斤頂和高壓油泵較為關(guān)鍵。

        (三)關(guān)鍵參數(shù)測定

        1.錨口損失的測定

        預(yù)制C55鋼筋混凝土試塊(80×80×400)cm,兩端錨墊板間用鋼管連接,錨墊板后方設(shè)加強鋼筋網(wǎng)和螺旋筋。按規(guī)范養(yǎng)護,待試驗強度達到90%且齡期達到7d后,組織測試確定錨口損失量。試驗結(jié)果表明,該損失量為張拉端張拉力的6%,在許可范圍內(nèi)。

        2.孔道摩阻與偏差系數(shù)測定

        測定工作發(fā)生于A2梁段F1、F2鋼束處,核心工作內(nèi)容在于千斤頂平均張拉頂力Ⅳn值的測定,在此基礎(chǔ)上借助公式反推,即可得到孔道摩阻值和偏差系數(shù)。

        為便于試驗,假定梁體大里程方向為A端,小里程方向為B端,試驗的關(guān)鍵內(nèi)容包括:穿入鋼束F1(F2),將試驗所需的裝置(工作錨、千斤頂、工具錨)安裝到位,對稱張拉F1(F2)束。A、B兩端同步張拉,待張拉值達到4MPa后,關(guān)閉A端油泵,但持續(xù)張拉B端,待實際張拉力達到設(shè)計值后,持荷2min,期間讀取A端左側(cè)的油表讀數(shù),記為dA,借助回歸方程展開計算,確定dA。B端千斤頂回頂,按照相同的方法重復(fù)張拉兩次,由此確定N2、N3值。在前述基礎(chǔ)上,將張拉和關(guān)閉的千斤頂互換,經(jīng)張拉后依次得到N4、N5、N6值。在確定六項數(shù)值(N1~N6)后,求取算術(shù)平均值,即為N0值。

        按前述方法操作后,可以得知孔道摩阻系數(shù)為0.22(設(shè)計要求為0.23)、管道偏差系數(shù)為0.0027(設(shè)計要求為0.0025),可以發(fā)現(xiàn)前者較小、后者較大,在計算時均基于試驗數(shù)據(jù)而開展。

        三、預(yù)應(yīng)力施工工藝

        (一)預(yù)應(yīng)力管道安裝

        合理配筋,加強對定位鋼筋的加密處理,要求該部分鋼筋的距離≤30cm;嚴格控制波紋管接頭的質(zhì)量,應(yīng)具有平順、嚴密的特點;預(yù)應(yīng)力孔道需保持順直狀態(tài),避免導(dǎo)致管道摩阻力異常偏大;錨墊板的應(yīng)力較集中,為減小受力帶來的不良影響,要求錨墊板與管道呈垂直位置關(guān)系;鋼絞線需保持潔凈狀態(tài)。

        (二)預(yù)應(yīng)力鋼束穿束

        預(yù)應(yīng)力鋼束的穿束分為兩種情況。當(dāng)鋼束長度<100m時,在正式組織混凝土澆筑前,應(yīng)按規(guī)范穿入塑料沉管,可實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力孔道的有效防護,維持相對通暢的狀態(tài)。該條件下由人工單根有序穿束。

        當(dāng)鋼束長度>100m時,以腹板處的鋼束為例,其長度達到156m,該處分布有較多的豎曲線,明顯加大穿束難度。應(yīng)采取以穿束機為主、人工為輔的方法,在中跨合龍前將穿束工作落實到位。

        (三)預(yù)應(yīng)力張拉

        梁體混凝土試驗強度達到設(shè)計強度的90%或更高、彈性模量達標且同時滿足齡期至少達7d的要求后,組織預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè),由4臺千斤頂完成,遵循對稱張拉的原則,保證張拉力的均勻性,以免因受力不合理導(dǎo)致腹板及底板處出現(xiàn)明顯裂縫。

        1.鋼束預(yù)拉緊

        張拉期間,各鋼絞線的受力應(yīng)具有均勻性與完整性。對此,對于長度在50m以上及設(shè)置在群錨連接器處的鋼束,在張拉該部分前均采取單根預(yù)拉緊措施使該值達到3MPa,為后續(xù)正式張拉建立基礎(chǔ)。

        2.預(yù)應(yīng)力施加

        (1)分級組織預(yù)應(yīng)力的張拉作業(yè),基本流程為0→初應(yīng)力→2倍初應(yīng)力→錨下。

        (2)張拉期間,千斤頂軸線與預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)始終維持平行狀態(tài)。

        (3)初應(yīng)力控制應(yīng)根據(jù)鋼束的長度而定,長度<100m時,取10%錨下控制應(yīng)力;長度≥100m時,取15%錨下控制應(yīng)力。

        3.箱內(nèi)預(yù)應(yīng)力束的張拉

        根據(jù)槽形梁的結(jié)構(gòu)特點可知,其邊、中跨兩側(cè)箱形主梁內(nèi)均設(shè)置有頂、底板預(yù)應(yīng)力束,而主箱梁內(nèi)凈寬空間有效(最大為1.2m),明顯不利于箱內(nèi)預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)的順利開展。張拉環(huán)節(jié)采用的是400t穿心式千斤頂,該裝置的自重較大。由此可見,箱內(nèi)預(yù)應(yīng)力束張拉的限制作用較強,突破該局限性的方式至關(guān)重要。對此,提出簡易升降小車方案,結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。

        圖2 簡易升降小車

        4.橫向預(yù)應(yīng)力束的張拉

        根據(jù)橫橋向預(yù)應(yīng)力鋼束的尺寸特點可知,其理論伸長量為63mm,通過自錨式錨具的應(yīng)用,張拉全程的回縮量將達到6mm~7mm,所產(chǎn)生的橫向預(yù)應(yīng)力損失量較大,易影響張拉質(zhì)量。

        對此,為最大限度地減小預(yù)應(yīng)力損失,需在槽形梁橫向預(yù)應(yīng)力施工環(huán)節(jié),采用單根鋼絞線“頂壓張拉”法進行優(yōu)化。

        在正式張拉前做好準備工作,即按規(guī)范組裝千斤頂和頂壓器,具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。此外,還要配套三位四通閥,并利用該裝置連接油管,以供后續(xù)施工使用。

        圖3 千斤頂與頂壓器聯(lián)合

        在張拉環(huán)節(jié),要精準控制B、C油路的截止閥(保持開啟的狀態(tài))和A油路的截止閥(保持關(guān)閉的狀態(tài)),向張拉油缸供油,精確張拉。期間以實際情況為準,靈活調(diào)整節(jié)流閥,實現(xiàn)對張拉速度和穩(wěn)定油壓的控制。待實際張拉值達到設(shè)計張拉力后,A油路穩(wěn)壓,并持荷2min。

        經(jīng)前述操作后,調(diào)整三位四通閥位置,將其轉(zhuǎn)換至C油路供油處,與此同時統(tǒng)一將B、C油路的截止閥關(guān)閉,適度調(diào)整節(jié)流至油壓滿足頂壓油壓值,第一時間開啟截止閥和節(jié)流閥完成頂壓作業(yè)。實際結(jié)果表明,各張拉端鋼絞線的回縮量均被控制在3mm以內(nèi),損失量明顯減小。

        5.孔道壓漿

        在預(yù)應(yīng)力張拉后的48h內(nèi)組織孔道壓漿作業(yè),自下而上按順序操作。壓漿遵循一次到位的原則,使壓入的漿液達到飽滿、密實的狀態(tài)。

        (四)預(yù)應(yīng)力施工的質(zhì)量控制措施

        為給正式施工提供清晰的指導(dǎo),提前組織工藝性試驗,經(jīng)檢測與計算后明確錨口損失、孔道摩阻系數(shù)及管道偏差系數(shù),若與設(shè)計值的要求超出許可范圍,應(yīng)適當(dāng)調(diào)整方法,直至具有可行性。

        鋼絞線穿束的工作量較大并且精細化程度較高,因此需注重方法的靈活應(yīng)用。對此,長束的穿束工作在中跨合龍前完成,以機械穿束為主,分段依次推進,以便高效完成穿束作業(yè)。

        張拉設(shè)備的運行狀態(tài)將直接影響最終張拉效果,因此在張拉前及張拉過程中均要定期檢驗設(shè)備,并嚴格按照規(guī)范標定,提高張拉設(shè)備的運行精度。

        以施工需求為準,挑選具有資質(zhì)的施工人員,做好技術(shù)交底,加強崗前培訓(xùn),使員工能夠規(guī)范操作;對于施工中所出現(xiàn)的不當(dāng)作業(yè)行為,應(yīng)當(dāng)及時指出,進一步持續(xù)提高施工隊伍的綜合水平。

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