某工程QG1标某大桥砼连续梁后张法预应力施工方案一、工程概况某工程DIK37+117某大桥主桥为(40+64+40)米预应力混凝土连续梁,梁体为单元箱单室变高度变截面箱梁。
梁体全长145.1m,中跨中部10m梁段和边跨端部13.55m梁段为等高梁段,梁高2.8m;中墩处梁高为5.0m,其余梁段梁底下缘按二次抛物线Y=2.8+X2/284.091m变化。
箱梁顶板宽4.2m,箱宽3.2m,箱梁顶面设双向排水坡。
全桥顶板厚30cm,边跨商块处顶板厚由30cm渐变至50cm;底板厚32~50cm按直线变化,边跨端块处底板厚由32cm渐变至80cm;腹板厚为30~50cm,分别在3、3`号,4、4`号,5、5`号梁段按直线变化过渡,边跨端块处腹板厚由30cm 渐变至50cm。
梁体预应力体系按全预应力设计,纵向、竖向设预应力。
纵向:采用7-7Φ5高强度低松弛钢绞线,f pk=1860MPa。
OVM15-7群锚,YCW150B千斤顶张拉,全部采用两端张拉。
钢绞线锚下张拉控制应力均为0.69 f pk=1283.4MPa。
全桥共设143束,其中顶板束56束,顶板通长束2束,备用束2束;腹板束20束;底板束67束,备用束10束。
全联最长束145.1m,最短束12m。
25高强精轧螺纹粗钢筋,YC60B型千斤顶张拉,JLM-25型锚具,JLM-25型锚垫板。
除0号块及边跨端块间距为40cm外,其余均为50cm。
全桥共608根竖向预应力筋。
二、张拉、压浆工艺流程(一)纵向预应力钢束张拉、压浆工艺流程(二)竖向预应力张拉、压浆工艺流程三、预应力施工方法(一)、纵向预应力筋张拉预应力砼连续梁预应力筋采用Фj15.24(7C S5)的高强低松驰的钢绞线,其中标准强度f pk= R b y=1860Mpa,设计强度σcon=0.69 (1+0.07)f pk= 1373.2Mpa,锚下控制应力бk=0.69 f pk=1283.4Mpa。
预应力孔道采用两种波纹管成孔:纵向预应力筋孔道采用内径Φ70mm,外径Φ77mm的金属波纹管成孔,波纹管的接头套管为82mm,接头套管长为300mm;竖向预应力筋孔道Φ35mm(δ=0.5mm)波纹管成孔。
纵向预应力钢绞线下料较短束在岸上进行,并清除其表面上的杂物及锈蚀,以防钢束受至污染。
通常下料长度=孔道长度+150cm,若采用卷扬机穿束则需增加40cm,下料时用砂轮切割机切割,并用扎丝每隔1.5m按顺序编扎成束。
因本桥连续梁为水中墩悬臂施工,较短的钢绞线运送需通过塔吊(用铁扁担)吊运到位,较长的钢绞束先将钢绞线成捆吊至箱梁顶上后,在箱梁顶上下料编束,穿束时采用人工配合卷扬机进行。
通常将卷扬机的钢丝绳系在牵引绳上,用人工先将钢束徐徐拉进孔内,在钢束头进孔道时,再用人工协助使其顺利入孔。
纵向预应力筋采用两端张拉,待各梁段混凝土达85%设计强度并不小于三天龄期后方可进行预应力张拉,张拉顺序为先腹板束,后顶板束,左右对称张拉。
预应力钢束张拉时应先单根钢绞线预张拉。
竖向预应力粗钢筋在各梁段纵向预应力钢束张拉完毕后张拉,两侧对称同时张拉。
竖向预应力管道压浆宜在移动挂篮后进行。
1号、2号主墩上的纵向预应力钢束张拉顺序为:0号段为2N1、2N6、2N6;其它各梁段张拉钢束号及顺序为:1号,1`号梁段:2N2,2N7;2号,2 `号梁段:2N3,2N8;3号,3`号梁段:2N4,2N9;4号,4 `号梁段:2N5,2N11,2N10;5号,5`号梁段:2N12;6号,6`号梁段:2N13,2N13;7号,7`号梁段:2N14,2N14;在中跨合扰段体外支撑安装完毕,迅速张拉2N26、2N25钢束,其每束张拉力为290KN;待中跨合扰后混凝土达到85%的设计强度和满足不小于龄期后,拆除体外支撑,补张拉纵向预应力钢束2N26、2N25至设计吨位;待拆除墩上临时支座迅速张拉2N30、1N25钢束;悬灌边跨不平衡段8号块并待混凝土达85%设计强度并不小于三天龄期后张拉2N15钢束。
在0号、3号墩顶托架上浇筑边跨10号、9号梁段并待混凝土强度达到85%的设计强度和满足不小于三天龄期后,张拉部分纵向预应力钢束,张拉钢束号及顺序为:2N23、2N24、2N20、2N18、2N29;张拉两节段竖向预应力钢筋。
待拆除0号台、3号墩托架、临时支座,完成体系转换,再拆除全桥挂篮、支架及体外支撑,并取消中跨跨中压重后,张拉全桥剩余钢束3N22、2N21、2N19、4N28、4N27、4N26。
预应力钢绞线张拉以张拉吨位和伸长量双控,以张拉力为主,伸长量为辅校核。
根据每束钢绞线的长度计算张拉的理论伸长值,理论伸长值计算式为:Δl=[(б′k-бo)/Eg]*(L-1/2KL2-1/2μθLc)100+δ。
式中:б′k——预应力钢筋张拉时的平均应力,MPa;б′k=бk[1-1/2(kL+μθ)]бk——预应力钢筋锚下控制应力,MPa;бo ——测量伸长值时的初调应力,MPa;K ——考虑管道对其设计位置的偏差系数;μ——预应力钢筋与管道壁之间的摩擦系数;张拉程序:持荷5分钟0 初应力10%бk50%бk 100%бk 105%бk锚固。
单束钢绞线的张拉程序如下:1、安装工作锚钣,锚钣与锚垫钣尽可能对中;安装工作夹片注意平整;安装限位板时注意止口与锚钣定位;安装千斤顶时前端止口应对准限位板;安装工具锚时应与前端张拉端锚具对正,不得使工具锚与张拉锚之间的钢绞线扭股,工具锚夹片锥孔内表面用前涂退锚灵,或夹上塑料薄膜,以便退锚灵活;2、梁体两端预应力钢束张拉时应先单根钢绞线预张拉,一般作法是油表压力为3Mpa时表示钢绞线已拉紧,这时用小钢管冲紧夹片;3、两端同时张拉,张拉缸给油,注意观察保持联系,张拉至初始应力值10%бk并待油压稳定后,读取油表读数及对应张拉力,检查锚具、千斤顶的对中情况,发现偏移的的调整至中心,同时在千斤顶用钢扁尺测量千斤顶活塞的伸长量,该伸长量即为钢绞线伸长值的测量起点值;4、继续张拉,加载至50%бk、105%бk时分别用钢扁尺测量两端千斤顶活塞的伸长量、读取油表读数、对应张拉力,并检查锚具、千斤顶的对中情况;5、用第4步测量的千斤顶活塞的伸长量减去第2步千斤顶活塞的伸长量,所得伸长量即为该束钢绞线的实测伸长量,实际伸长值与理论伸长值应控制在±6%误差内,否则应暂停张拉,查明原因后处理,保压五分钟后锚固(在保压五分钟内若油压下降庆补油于规定值),打开高压油泵截止阀,张拉油压缓慢降至零,活塞回程完成一次张拉循环;6、每一束钢绞线张拉完用红油漆在钢绞线上作标记;7、重复第1步到第6步的施工步骤张拉其它的钢绞线束直至完毕。
(二)、竖向预应力筋张拉高强精轧螺纹粗钢筋,设计强度0号、10号节段为312.9KN,其余节段为292.1KN。
孔道采用预埋金属波纹管成孔,波纹管直径为内径Φ35mm,δ=0.5mm,波纹管定位采用上下两端定位钢筋网,定位尺寸及间距满足竖向预应力筋在梁体的纵横坐标要求。
JLM-25型上垫板设置在腹板主筋下,下垫板用定位筋与底板主筋焊接,粗钢筋安置时,保证非张拉端露出锚具30mm以上,张拉端露出锚具72mm以上。
非张拉端粗钢筋底部用钢筋或垫块垫住,防止粗钢筋由于重力直接置于底板上。
用钢筋垫置时采用长15cm直径为16mm钢筋与非张拉端点焊置于底板主筋上。
预应力钢绞线张拉以张拉吨位和伸长量双控,以张拉力为主,伸长量为辅校核。
根据设计每延米理论伸长量3.2mm计算每根粗钢筋伸长值(见后附表):Δl=p平l/AgEgp平—预应力粗钢筋平均张拉力,N;l—预应力钢筋的长度,m;Ag—预应力钢筋截面面积,mm2Eg—预应力钢筋弹性模量,Mpa。
5、张拉程序持荷2分钟0 初应力10%бk100%бk 锚固。
每幅梁段竖向预应力粗钢筋的张拉顺序:在各梁段纵向预应力钢束张拉完毕后张拉,两侧对称同时进行。
竖向预应力管道压浆宜在移动模板后进行。
单根粗钢筋的张拉程序如下:1、安装锚具时,螺母及垫板用扳手拧紧;将穿心拉杆旋戴在预应力高强精轧螺纹钢筋上至少6扣螺纹;千斤顶就位,套在穿心拉杆上,撑套脚抵压垫板,链轮套管套上螺母,带上并拧紧穿心拉杆螺母。
2、高强精轧螺纹钢筋在张拉前预拉3%бk;3、梁体一端张拉,千斤顶开机前油嘴进油,后油嘴回油,活塞向后移动张拉预应力钢筋,注意观察,当张拉至初始应力值10%бk并待油压稳定后,读取油表读数及对应张拉力,检查锚具、千斤顶的对中情况,发现偏移的的调整至中心,同时在千斤顶用钢扁尺测量千斤顶活塞的伸长量,该伸长量即为钢绞线伸长值的测量起点值;4、活塞向后移动张拉预应力钢筋,并随张拉不断拧紧装置,当拉至бk油压稳定后,测量钢筋伸长值,实际伸长值与理论伸长值应控制在±5%误差之内,否则应暂停张拉,查明原因后处理;保压2分钟(在保压2分钟内若油压下降应补油于规定值)后拧紧锚固。
千斤顶前油嘴回油,后油嘴进油,活塞向前移,张拉结束。
5、卸下穿心拉杆、千斤顶,测量钢筋外露值,用切割机割支多余部分,割后露出锚具长度25mm。
(三)孔道压浆孔道压浆一般宜在张拉完毕24小时内进行。
为保证压浆孔道中灰浆凝固质量,采用先拆除模板再压浆的工序,为保证梁体的耐久性,管道压浆采用纯水泥浆。
纵向预应力孔道压浆采用活塞式压浆阀,竖向预应力孔道压浆在同一根波纹管顶面采用高低出进浆口方案,用Ф16水管在张拉端锚垫板下部两侧焊在Ф48钢管上,进浆口焊在锚垫板下10cm处,出浆口焊在锚垫板下5cm 形成进出浆连通。
四、施工技术措施(一)、纵向预应力筋张拉(1)、锚具及预应力钢绞线1、锚具锚具按设计要求采用OVM15-7,每1000套为一批,不足1000套也按一批计,每批外观检查抽10%,且不少于10套;硬度检验从每批中抽取5%的锚具、夹片且不少于5套做硬度试验,试验合格及具有试验室提供的试验报告方可使用。
2、预应力钢绞线预应力筋每30t为一批进行检验,不足30t也按一批计,每批抽检一次预应力钢绞线经试验合格及具有试验室提供的试验报告方可使用。
钢绞线和锚具放置室外必须加垫枕木和蓬布。
(2)、张拉机具及压力油表的校验张拉机具为三作用千斤顶YCW150B型,张拉压力油表为0~60Mpa,精度等级为0.4;每个千斤顶主缸设置主油表与副油表各一块,千斤顶及压力油表必须配套送试验室校验标定,在校验时每个千斤顶多配套校验一个压力油表备用。
张拉千斤顶每张拉200次或一个月必须送试验室校验。
当施工中发生下列情况重新校验:油泵压力表不能退回原点;油泵倒地或重物撞击油压表。
(3)、钢绞线编束钢绞线下料时必须用枕木支垫,用扎丝每隔1.5m按顺序编扎,编扎好的钢绞线束必须按编号放置于枕木上并严禁车轮辗压,枕木支垫间距为2m一根。