桥梁预应力施工技术(2)
用高强低松驰钢铰线制作预应力束。钢绞线公称直径标准值为15.24mm,而实际所用钢绞线公称直径比设计值大0.06mm。钢绞线公称直径所对应的面积应该是140mm2,实际却达到了142.7mm2。标准抗拉强度是1860MPa。通过公式计算钢绞线公称直径所对应的面积对理论伸长量的影响:(142.7-140)/140=1.93%。
计算结果显示,实际所用的钢绞线弹性模量大于设计值,在一定程度上影响了伸长量,但基本可排除钢绞线质量不达标的影响因素。
2.2.4 针对张拉过程中发出“嘭、嘭”声音的分析 张拉钢绞线时传来“嘭、嘭”的响声,初步考虑是三种情况所致:一是波纹管破裂。在混凝土浇筑环节,水泥浆灌进孔道,造成孔道阻塞;二是钢绞线穿束时相互缠绕,或钢绞线锈蚀;三是垫板和锚固端挤压套中间存在空隙。仅从伸长量达不到设计要求这一角度来分析,可排除第三种情况。然后集中分析波纹管和钢绞线两种因素。
先考虑波纹管道破裂、漏浆,使钢束和混凝土握裹形成锚固端,缩减了钢绞线伸长量。通过孔道通气通水的方式检测孔道漏浆情况,如果孔道排气通常,流水量正常,则基本排除孔道漏浆堵塞的情况。必要时可以凿开孔道,在与张拉端相距34.728m处凿一50cm长的孔洞,如确实不存在漏浆堵塞问题,再用长2m的钢筋 自从孔洞开始向前后方向探测孔道,若仍未发现堵孔问题,就可以彻底排除孔道漏浆的影响因素。此时,应该重点检查开孔部位的钢绞线,查看其有无缠绕现象,表面是否锈蚀,据此判定导致伸长量达不到设计值,是因为孔道内预应力筋相互缠绕,增大了张拉时的内部摩擦力,内部应力不集中,在这种情况下,即便外部应力已满足要求,但仍无法保证钢绞线伸长量达到设计要求。
2.3 处理方案 发现钢绞线相互缠绕后,建议用25吨千斤顶单根张拉,使之内部应力至少达到设计值的一半,预应力筋松弛度尽量一致,然后利用250吨千斤顶张拉,使所有预应力钢束均匀受力,直至其符合设计要求。张拉后检测钢绞线伸长值为402mm,符合设计要求。如果是孔道堵塞,先清孔,按正规流程逐步张拉,凿孔后用比设计标号高一级的混凝土封孔。
3 锚头下锚板处混凝土变形开裂
3.1 开裂情况 (60+104+60)m连续梁40#T构4#节段N5右束大里程端张拉到设计值的75%时,发现锚板下混凝土变形开裂。
3.2 原因分析 ①锚垫板倾斜,混凝土堵塞喇叭口,造成偏心张拉。②装配的锚具未置入锚垫板凹槽内,张拉时锚具倾斜,锚垫板破裂,最终使混凝土出现裂缝。③槽口处的混凝土因振捣不密实而出现孔洞,抗压强度不够,张拉时锚垫板破裂。④未按规定装配锚下螺旋钢筋和网片钢筋,锚垫板所承受的压力无处分担,压强过大,混凝土开裂。⑤混凝土强度不符合张拉强度要求,张拉过早。根据混凝土开裂现象,初步判断是张拉槽口时混凝土振捣不密实所致。振捣不密实,混凝土内部存在孔洞,承压性能达不到张拉要求,开裂就是必然的结果。
3.3 处理方案 对40#T构4#节段N5右束钢绞线放张、松锚,将张拉端锚垫板卸除,凿除未振捣密实的混凝土后清表,再次安装锚垫板,用比原来混凝土标号高一等级的混凝土重新浇筑,当其抗压强度及弹性模量全部达标后再次张拉。
4 施工注意事项
①在混凝土浇筑环节,先参考设计图进行自检和互检,重点验收隐蔽工程,然后安装预应力波纹管;②检测钢绞线实际的截面积及弹性模量,基于所得数据计算钢绞线实际伸长量;③检修千斤顶后,或者在使用千斤顶时发现异常情况,必须二次校验;④张拉端混凝土浇筑时,先封闭张拉端四周,建议使用小振动棒(Φ2.5cm)振捣波纹管周围的部位,以防漏浆;⑤建议从两端张拉,混凝土压强达标后进行钢绞线穿束,以免钢绞线锈蚀。假设穿束时钢绞线断丝,或存在异常现象,换新钢束重新穿束。若为单端张拉,则建议事先备足钢束,以及时应对突发状况;⑥在穿束过程中,必须编号管理各束钢绞线。按1m~1.5m的间距用铁丝绑扎钢束。为避免波纹管被钢绞线扎破,须将圆头塑料管套在钢束前端,顺着劲穿,穿束后每根钢绞线方向一致,用铁丝绑扎后铁丝扣向里;⑦梁体混凝土强度和弹性模量必须百分之百符合设计要求,预应力张拉工序安排在混凝土浇筑5d后进行。张拉前,先通过试验确定混凝土的抗压强度和弹性模量,根据试验结果逐步进入预应力张拉工序,确保张拉效果符合设计要求。
5 结束语
预应力混凝土施工投入少,跨度大,抗裂性优良,而且结构形式多样,在现代桥梁施工领域应用规模不断扩大。为了提高结构的安全系数,充分发挥设计功能,施工前的组织设计和前期准备工作非常重要。针对施工中常见的质量问题通过周密的布置提前预控,严格执行工艺流程,辅以科学高效的技术措施,就可以最大限度发挥结构设计功能和使用寿命。
参考文献:
[1]周水兴,何兆益,周毅松.路桥施工计算手册[M].北京:人民交通出版社,2001.
[2]铁道部第三工程局.桥涵[M].北京:中国铁道出版社,1994.
[3]朱奋鹏.对公路桥梁施工中预应力技术施工质量控制的探讨[J].现代经济信息,2009(15).
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