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大跨度有粘结预应力混凝土梁的施工技术

大跨度有粘结预应力混凝土梁的施工技术
【摘要】预应力混凝土结构因其具有能充分利用材料的高强度
性能而被广泛应用,为满足设计及规范要求,本文介绍了有粘结预
应力混凝土梁的施工工艺,并探讨了大跨度有粘结预应力梁施工安
全注意事项及工程应用效果。
【关键词】有粘结;预应力;混凝土梁;施工
具有能充分利用材料的高强度性能的预应力混凝土结构之所以
能在公路桥梁上得到普遍的应用,是因为它在防止混凝土裂缝方面
效果显著,且具有刚度大行车舒适、减轻结构自重和增大桥梁跨径
等优点。尤其对于重荷载结构和大跨度以及不允许开裂的结构中,
因其优良的性质而被广泛的应用。
一、 预应力混凝土梁的施工技术
1、预应力施工
①工艺流程:支大梁底模→对非预应力钢筋绑扎,并在靠端部
与梁中处预留1m箍筋不绑扎→确保位置的垂直与正确后安装端部
承压板→焊固定架→铺设波纹管→在不碰坏波纹管的前提下立大
梁侧模→验收隐蔽工程→浇捣混凝土→清孔→养护混凝土→侧模
的拆除→对承压板端部进行清理→编束→穿束→张拉→灌浆→用
细石混凝土封锚→浇混凝土后浇带→拆除底模。
②孔道形成:在大梁的非预应力钢筋基本扎好后使用波纹管穿
进,其中波纹管是接头管为大一号的波纹管,并按图纸位置用井字
架固定。波纹管传穿进后,检查曲线坐标,用胶带将接头及破损处
包好。在立侧模时,避免对已固定的波纹管进行挤压。
③钢丝束的制作:在厂内对高强钢丝铸锚束进行制作,盘圆后
运往工地。
④张拉工艺:预应力钢丝束的强度标准值为1570mpa。这里我们
采用zm30铸锚体系,锚固力fp≥490kn,每束控制张拉力560kn,
对两端分批进行张拉。初始张拉力为84kn,是控制张拉力的15%。
张拉过程为0→0.15fcon→fcon。当达到控制张拉力后,先保持载
荷2分钟,再采用zm30型锚具锚固。一般规定对预应力进行对称
张拉,之所以对梁应力和变形影响都较小,是由于梁的截面较大而
使得预应力筋的张拉力不大。
2、灌浆
在张拉结束以及测试合格后进行灌浆工作,根据经验,控制水
灰比在0.4~0.43之间。为提高灌浆质量,减小水灰,通常采用掺
加减水剂的方法。水泥采用42.5普通硅酸盐水泥。先用低压进行
灌浆,封闭灌浆孔与出气孔之前需确保全部灌浆孔或出气孔出的是
浓浆,再对其进行加压处理,一般需加压力为0.5~0.6mpa。
(1)试张拉目的及内容:由于工程拥有较大的跨度和预应力梁
荷载,因而对结构的重要性要求较高,为保证工程进行顺利,故需
对梁锚下的有效应力以及梁的反拱度进行测试,用以指导设计、施
工及校验。为用于指导预应力施工并供与设计相比较,我们选定的
试张拉对象为大梁的6#和8#束,测试其锚下有效应力、钢丝束应
力损失和跨中梁的反拱值,这也是根据国家有关的建筑规范(规程)
要求和工程的特点所作出方案。
(2)试张拉方式及仪器:现场测试需要根据施工的顺序进行,
在实时分析试张拉及观察结果后进行施工指导。采用jyy2000型显
示仪作为读数仪表;采用jy1000型数字式测力传感器对锚下应力
进行测量,采用悬吊铁丝百分表对跨中挠度进行测试。
(3)试张拉结果及分析:根据设计要求我们设置预应力筋的锚
固力fp > 490kn,由6#束和8#束的最终锚固力508kn和533kn,
且都大于设计值,表明预应力张拉是成功的。
3、混凝土浇筑
(1)隐蔽工程验收之前确保预应力筋及有关组件铺设安装完
毕,合格后方能对混凝土进行浇筑。
(2)质量检查员须在混凝土浇筑时监护预应力部位。
(3)在对预应力梁混凝土进行浇筑时,需要增加两组混凝土试
块,并在相同的条件下对试块和预应力梁混凝土进行养护。
(4)在对混凝土进行浇筑过程中,禁止踏压撞碰波纹管支撑钢
筋、预应力筋以及端部预埋构件。同时,为避免产生较大的冲击力,
损坏波纹管,须避免混凝土浇筑时有较大的下落高度。
(5)振捣棒在振捣过程中避免正对着波纹管。梁与柱以及墙结
点处有比较密集的钢筋和预应力筋,因此为避免出现蜂窝或孔洞,
应采取相应措施进行振捣。另外,要确保张拉端及锚固端混凝土振
捣密实。
(6)漏洞漏浆通常会影响张拉,为防止此现象的发生,在混凝
土浇筑前应仔细检查波纹管。检查方法多种多样,除常见的目测外,
还可以用手电筒对波纹管外进行照射,检测方法为从张拉端向内观
察,有亮光说明有漏洞。针对漏洞现象,解决方法可以选择用胶带
缠密实。在混凝土浇筑过程中,来回抽动钢绞线并派专人监护并检
查波纹管,防止漏浆现象发生。
4、预应力张拉端清孔、锚具安装及预张拉
在完成对预应力框架梁的施工后,完成对张拉端混凝土的清理
工作,清理干净(确定没有多余的波纹管)后分根穿入对应的锚板
中,并安装好ovm,hvm一类夹片式锚具。为保证束内各钢绞线长
度基本相等,避免各钢绞线之间应力不均匀的现象,在张拉前,先
预张拉各钢绞线,选择张拉力为10kn/根,采用qyc-270型千斤顶
逐根张拉,张拉后即可退下千斤顶,正式张拉时必须采用整束张拉
方式。
二、预应力施工主要技术难点及其处理
1、预留孔道对构件截面尺寸和非预应力筋布置的要求
由规范要求可知,必须确保预应力筋孔道至构件边缘的净距大
于40mm,孔道之间的净距大于50mm。在这里,需引起注意的是,
仅仅只确保截面尺寸符合上述要求是不够的,还必须将构件截面中
非预应力的纵向主筋及箍筋的布置列入考虑范围。如果设计中没有
对预应力孔道布置的需要进行综合考虑,极易出现预应力孔道布置
与纵向主筋布置相矛盾的问题。上述问题可通过调整箍筋尺寸(主
要是组合箍筋的宽度)及纵向主筋布置的措施进行解决。
2、张拉端与固定端施工技术
预应力筋端头承压锚垫板,由于考虑到张拉设备操作空间的要
求,以及局部承压要求,需要求加大间距在预留孔道到端部之后,
否则承压螺旋筋(网片筋)和端铁板则无法被安装在上面,为了满足
以上需要,则应在端部设置更大的宽度。在梁、梁相交处,可采用
端部局部加宽截面的办法来避免端部截面会不够宽的问题。
柱梁非预应力筋密集在柱梁节点处,而大部分锚固体系也恰恰
位于此,这就不可避免的发生锚固体系与非预应力筋矛盾的问题。
为避开端头铁件,可提前弯折梁主筋。可向两侧斜插梁两边的主筋
弯钩,对于下部主筋的弯钩可以向下弯。采用绕开端头铁件或从两
侧绕过的方法处理柱主筋,我们也可从端头锚垫板后侧绕过。遇到
实在绕不过的情况,解决办法是采用切断另加插筋的方法对其进行
处理。总言之,在保证锚固长度的前提下以让开端头铁件位置为目
的。
3、预应力结构施工的配合
保证预应力工程质量和施工顺利进行的关键点是在对预应力结
构进行施工时,协调好与其他工种的协调。
(1)我们要预先考虑到让开端头铁件、波纹管及穴模的位置,
然后再进行柱、梁的主筋、箍筋配料及现场钢筋排布与绑扎。为了
尽量减少矛盾的发生,必须放出施工大样来指导各个节点的施工。
(2)进行波纹管安装等作业之前,需要确保大梁骨架绑扎成形,
特别强调的是,必须待波纹管固定好后再对大梁内的拉钩进行绑
扎,否则会使波纹管安装困难。
(3)无粘结预应力筋或波纹管安装完毕后,要做好后续保护工
作。如:固定梁侧模板的对穿螺栓,须避免安装在波纹管的位置;
在电焊时要避免火花烧穿波纹管;避免混凝土浇筑过程中直接振捣
波纹管;对波纹管和无粘结筋不能进行重量较大的碰、撞、砸。
(4)混凝土浇筑前要仔细检查波纹管,对于孔洞情况,为防漏
浆,应及时用封箱胶带裹紧。在混凝土浇筑完成后,对钢绞线索逐
根进行拉动,拉动工具为葫芦或千斤顶,这样做的好处是,即便有
少量漏浆,也不至于造成堵塞。
三、结束语
大跨度预应力混凝土梁结构伴随着建筑技术的发展,已大量应
用于大型公共建筑中,这也是控制结构变形的有效方法。尽管大跨
度后张有粘结预应力,这增加了大梁施工的难度,但这仍不失为一
种好方法,只要我们认真分析研究,制定合适的施工组织设计方案,
我们就可以保障了工程的顺利进行。经验证明,分项工程具有优良
的施工质量,并且已取得了良好的社会效益和经济效益。

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