大跨度預(yù)應(yīng)力砼箱梁施工質(zhì)量控制要素

1、 PAGE 9大跨度預(yù)應(yīng)力砼箱梁施工質(zhì)量控制要素關(guān)鍵詞：大跨度箱梁預(yù)應(yīng)力質(zhì)量控制要素一、前言如今，除一些下承式拱橋和鋼桁架橋外，幾乎所有大跨度橋梁均采用預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)具有材料省、自重輕、以實(shí)現(xiàn)較大的跨度，而且還具有各部分材料受力均勻、節(jié)省投資等多方面優(yōu)點(diǎn)，但另一方面。大跨度預(yù)應(yīng)力砼箱梁多屬于輕型 結(jié)構(gòu)，其內(nèi)普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋密度大，布置較復(fù)雜，技術(shù)要求高，因而施工具有一定的難度 ,處理稍有不慎,將可能出現(xiàn)質(zhì)量通病和質(zhì)量缺陷，必須引起重視。為了能更好地從施工實(shí)踐中 總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步提高效益，促進(jìn)推廣應(yīng)用，就通常大跨度預(yù)應(yīng)力砼箱梁其施工工藝上需注意的問題以及施工中出現(xiàn)的一些問題的處理措

2、施,介紹如下，不妥之處請有關(guān)專家予以指正。大跨度橋梁最通常的結(jié)構(gòu)形式有斜拉橋、T 型剛構(gòu)、懸索吊橋等，其跨度一般在幾百米左右或更長,主梁多為變截面，預(yù)應(yīng)力多為三向或雙向。其縱向預(yù)應(yīng)力束通常是通長設(shè)置或以連接器連接布置。錨具除高強(qiáng)鋼絲用 DM 型外，多為 OVM 或YM 等自鎖式錨具型式。施加預(yù)應(yīng)力為后張法，預(yù)應(yīng)力工作環(huán)境為有粘結(jié)的形式，其橫向預(yù)力束錨固多P 錨和扁錨型式.預(yù)應(yīng)力筋多采用鋼鉸線和高強(qiáng)鋼絲，以及精軋螺紋鋼等其他類型的力筋，主梁砼澆筑多以分節(jié)段以懸臂澆筑的方法施工 .其質(zhì)量控制面涉及較多,但重點(diǎn)和難點(diǎn)在于預(yù)應(yīng)力施工。二、施工質(zhì)量控制要素施工前的準(zhǔn)備工作模板安裝準(zhǔn)備懸臂澆筑的掛藍(lán)安裝就

3、位，進(jìn)行了荷載試壓后 ,對模板的平整度進(jìn)行校整，對模板倒角、轉(zhuǎn)角仔細(xì)校正，確保不漏砼漿.在梁段端?？v向波紋管通過的位置所設(shè)置的管道通過孔,不可過大,以剛好通過為宜，其軸向誤差為 10mm,縱向誤差為30mm.預(yù)應(yīng)力材料、設(shè)備準(zhǔn)備波紋管、波紋管接頭，預(yù)應(yīng)力筋，合格證書及材料性能檢驗(yàn)，錨具和夾具硬度和強(qiáng)度檢驗(yàn)，符合規(guī)定要求。按照張拉設(shè)計(jì)控制應(yīng)力，選定張拉設(shè)備、電動油壓泵，壓漿泵壓力表等。千斤頂額定負(fù)荷大于最大張拉控制應(yīng)力。將千斤頂和配套使用的油壓表送與具有檢測資質(zhì)的單位檢驗(yàn) ,得到張拉力與油壓表讀數(shù)關(guān)系曲線方程,作為計(jì)算張拉控制應(yīng)力相對應(yīng)油表讀數(shù)的依據(jù)。預(yù)應(yīng)力束管道的形成工藝流程為：移動掛籃就位安

4、裝梁段底模底板主筋和一部分架立筋安裝底板縱向預(yù)應(yīng)束波紋管安裝腹板主筋和一部分架立筋安裝豎向波紋管安裝頂板主筋和一部分分布筋頂板縱向波紋管和橫向波紋管頂板其余鋼筋和張拉端錨杯定位底板其余鋼筋錨杯定位組裝其余模板。施工控制要點(diǎn)：(1）補(bǔ)齊其余鋼筋之前，對所有的波紋管用井字形鋼筋按設(shè)計(jì)座標(biāo)準(zhǔn)確定位 ,橫向誤差 10mm，縱向誤差 30mm。到目前為止,預(yù)應(yīng)力波紋管均是 PVC 管和 0.3mm厚的鋼帶卷成的金屬螺旋管，其耐火性極差，而在鋼筋和模板安裝的整個(gè)過程中頻繁使用火焰和電弧 ,難免對波紋管造成燒傷，要求操作人員在施工過程中，隨時(shí)留意， 一經(jīng)發(fā)現(xiàn),立即修補(bǔ)好，不可延誤。在波紋管附近作焊割操作時(shí)，

5、用濕布覆蓋 ,加以保護(hù)?？刂祈湃肽r(shí)砼的和易性、保水性和塌落度，砼振搗時(shí)避免碰觸波紋管和錨杯。(4）在波紋管內(nèi)插入芯棒（鋼管和 PVC 管）以增加其剛度。波紋管在曲線段內(nèi)，對波紋接頭處兩端各增加設(shè)置一個(gè)定位井字筋，芯棒不能插入的曲線部位梆一根粗鋼筋加強(qiáng)其剛度。防止其接頭在砼流動的較大推力下錯(cuò)開?？蓪?23 根豎向波紋管在底部連通，可在梁上對此三孔管道同時(shí)壓漿，達(dá)到方便可靠的效果。連通管D=2030mm，要求有足夠的強(qiáng)度，以抵抗?jié)仓r(shí)被砼壓扁，。安裝預(yù)應(yīng)力波紋管時(shí)，在其最高點(diǎn)設(shè)置排氣管(兼作泌水管），（D=20mm），豎向波紋管在其最低點(diǎn)設(shè)置排水管,澆砼時(shí)防止被砼堵塞和淹沒.澆筑時(shí)應(yīng)有專人負(fù)責(zé)預(yù)

6、應(yīng)力孔道及排氣孔、預(yù)埋件的保護(hù)。對于傾斜布置的預(yù)應(yīng)力管道的錨杯，注漿端錨杯應(yīng)設(shè)在較低處，排漿端設(shè)在較高的一端,安裝錨杯時(shí)將其轉(zhuǎn)動，使注漿口處于較高位置，有利于壓漿時(shí)，管道內(nèi)氣體逸出，消除氣囊而達(dá)到壓漿飽滿。錨杯安裝好后，其軸線應(yīng)與孔道波紋管軸線重合，在波紋管與錨杯的連結(jié)處應(yīng)密封好 .預(yù)應(yīng)力張拉準(zhǔn)備工作預(yù)應(yīng)力筋穿索：豎向和橫向預(yù)應(yīng)力筋砼澆筑后 ,一端已錨固，為單端張拉?？v向預(yù)應(yīng)力筋多為兩端張拉,多為砼澆筑后穿索，其索較長的達(dá)數(shù)百米，平均重達(dá)數(shù)噸 ,通常是卷揚(yáng)機(jī)和人工相配合穿索。其工藝流程為:清孔鋼絞線編束和焊牽引頭穿束切割牽引頭。清孔時(shí)以一根前端焊有用粗鐵絲作成蛇頭形狀（此形狀在孔道內(nèi)可進(jìn)退自如

7、）的鋼絞線伸入預(yù)應(yīng)力束孔道內(nèi),檢查是否被堵塞，然后用水將孔道內(nèi)的雜物清洗掉。牽引頭制作：用一根 25 圓鋼筋一端作成環(huán)狀,將待穿束的鋼絞線一根一根緊密圍繞它另一端焊結(jié)，然后將此線束焊結(jié)端氧割成為半球狀，以減小穿束阻力。尤其需要注意：在電焊焊結(jié)操作過程中， 電焊機(jī)負(fù)線， 始終連結(jié)此在25 圓鋼筋環(huán)狀端,并且，不允許電弧和火焰碰觸鋼絞線的其它任何部位 ,防止鋼絞線的工作部位受到損傷,而失去承載能力。搭設(shè)張拉工作平臺對危險(xiǎn)的懸空作業(yè)部位，須搭設(shè)牢固張拉工作平臺，滿足張拉時(shí)方便操作，作業(yè)安全的基本要求 .安裝工作錨具安裝工作錨具之前，將錨杯內(nèi)和錨杯壓漿孔內(nèi)雜物清除。錨圈和其錨孔夾片必需配套使用，不同型

8、號 ,不可混裝.安裝的錨圈貼緊錨杯 ,處于錨杯表面的限位凹面內(nèi),然后頂緊夾片。安裝好的限位板的限位凹面應(yīng)正對工作錨。安裝千斤頂千斤頂安裝好后，其軸線應(yīng)與錨端孔道軸線重合 ,活塞端面向外，便于測量延伸量，以及保持千斤頂在工作時(shí)的穩(wěn)定。新千斤頂工具錨具安裝前，以及使用一段時(shí)間后，應(yīng)在其夾片孔內(nèi)抹適量的潤滑介質(zhì)，使得退錨時(shí)容易。懸掛千斤頂?shù)闹μ帒?yīng)穩(wěn)固，張拉時(shí)千斤頂活塞方向有人可能出現(xiàn)時(shí) ,須用厚木板摭擋，防止夾片炸裂傷人。對表面有銹的鋼絞線,張拉前應(yīng)徹底除銹，以減少磨擦損失。計(jì)算預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值預(yù)應(yīng)力筋張拉理論伸長值計(jì)算公式為： L= L Pp /（Ap Ep)。式中 Pp預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力

9、。L-預(yù)應(yīng)力筋的長度。Ap預(yù)應(yīng)力筋的截面面積。Ep預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量?？梢酝ㄟ^廠方的產(chǎn)品性能指標(biāo)參數(shù)得到，必要時(shí)通過試驗(yàn)確定。在工程實(shí)際中，預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)的屬性不一致，對此公式的實(shí)際使用，也可按如此進(jìn)行：按相同的孔道曲率 ,將其分成若干段（i 個(gè)段）,則各段理論伸長值為： Li= Li Ppi / （Api Ep），其總和為:Li= Li Ppi /(Api Ep）=L即為預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值.其中 Pp 為預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力。 Pp=P（1e（kx+）/(kx+) k-孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)。-孔道壁的摩擦系數(shù)，視孔道情況，一般情況下取中值。P為張拉控制力.當(dāng)預(yù)應(yīng)孔道為直線時(shí)，即力

10、筋與孔道不存在摩擦?xí)r，其理論伸長值的計(jì)算式為：L= L P /（Ap Ep）。張拉控制力的確定通常施工圖給出錨下控制應(yīng)力 k ，即不包含錨圈口的預(yù)應(yīng)力損失和自鎖式錨具錨固時(shí)，鋼鉸線回縮產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)損失.錨圈口的預(yù)應(yīng)力損失可通過試驗(yàn)測定，其大小與錨杯長度，錨圈大小，限位板的限位深度有關(guān)。張拉錨固時(shí)鋼絞線回縮產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失 P,在實(shí)際控制所及的范圍內(nèi),可由下式確定：P=/L錨固時(shí)鋼絞線的回縮量，一般 46mm。L-張拉達(dá)到控制應(yīng)力時(shí),預(yù)應(yīng)力筋的延伸量?？梢娸^長的預(yù)應(yīng)力筋，此部分預(yù)應(yīng)力損失較小。而較短的預(yù)應(yīng)力筋 ,其影響較大，短到一定的程度時(shí)，便不能滿足其與理論延伸量比小于6的要求。對于較短的預(yù)應(yīng)力

11、筋，可采用低回縮量的錨具，如 DM 型，DHS 型的錨具來進(jìn)行錨固,可使鋼絞線的錨固回縮小于 1mm。.由此可知,對于采用類似于 OVM 型和 YM 型的自鎖式錨具，張拉控制應(yīng)力 con,可由下式確定：con=k+ 錨圈口損失+/（L*A ）使用此式時(shí)注意：con不得大于設(shè)計(jì)規(guī)定的最大控制應(yīng)力，并不得大于力筋標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的 80。有時(shí)，將錨圈口損失+/(L A)，作為超張拉應(yīng)力的超張拉部分進(jìn)行控制，其效果和原理沒有多大的差別 .預(yù)應(yīng)力張拉澆筑混凝土強(qiáng)度到達(dá)張拉設(shè)計(jì)所要求的強(qiáng)度，同時(shí)必須有三天以上成熟期方可進(jìn)行張拉。張拉開機(jī)前對千斤頂?shù)陌惭b進(jìn)行再次檢查，包括壓力表是否配套和正常，液壓管道的連接是否下

12、確，各方面均要符合要求。張拉過程中，應(yīng)注意是否有異?，F(xiàn)象如響聲、油壓表指針抖動等 ,張拉完成后檢查鋼絞線上夾片留下的咬痕，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)滑絲問題.施加應(yīng)力的程序（對于力筋為低松馳鋼絞線），00.15con0。30concon(持荷 2min） 錨固，施加應(yīng)力和錨固均須平穩(wěn)而緩慢地進(jìn)行，此處 0。15con 是初張拉應(yīng)力0,0 的取值范圍為 0。10。150 ,此段延伸量不便測量,按同級張拉推算得到， 此處，即 0。15con0。30con 的延伸量。張拉順序?yàn)椋合乳L索后短索，先腹板，后底板和頂板，先縱向，后豎向和橫向 .并左右對稱進(jìn)行。張拉采取雙控法，張拉達(dá)到控制力時(shí)，以延伸量進(jìn)行校核 ,實(shí)測延

13、伸量不超過理論延伸量的 6%.縱向預(yù)應(yīng)力筋通常要求兩端張拉，目前，常用千斤頂?shù)男谐虨?150mm和 200mm，對較長的力筋,為適應(yīng)千斤頂行程，采取兩端同步進(jìn)行張拉，即施力同步，量延伸量同步，錨固同步，可用無線電對講機(jī)進(jìn)行協(xié)調(diào)同步。對更長的力筋，須采取分級張拉的方式，對每一級張拉均測量其延伸量，通過逐次張拉而達(dá)到控制應(yīng)力，其張拉程序?yàn)椋旱谝患墸?0.15con第二級：0。15con0。30con第三級：0。30con1（0。95 倍行程對應(yīng)的應(yīng)力).第四級: i1i(0.95倍行程對應(yīng)的應(yīng)力)第五級: icon(0.95 倍行程對應(yīng)的應(yīng)力）實(shí)際伸長量的計(jì)算:L=L1+L2（L1 為 0。15c

14、oncon的延伸量，L2=L0。3con- L0.15con,為 00。15con的延伸量 ）張拉過程中,高度注意，一旦有異常情況出現(xiàn) ,立即停止，查明情況，并進(jìn)行處理 .張拉時(shí)，任何人員不可出現(xiàn)在千斤頂活塞正對位置，防止出現(xiàn)危險(xiǎn)。實(shí)測伸長量超過理論伸長量的6時(shí)，應(yīng)停止張拉，查找原因。多級張拉每一級均不可拉滿行程，一旦達(dá)到行程后，油表讀數(shù)不再真實(shí)反映張拉力。從而達(dá)不到對張拉進(jìn)行有效控制目的。張拉錨固后，在鋼絞線上劃線標(biāo)，以便觀察錨固有無相對滑絲情況。張拉過程中可能出現(xiàn)的問題張拉達(dá)到控制力時(shí)，延伸量偏小，不符合要求.產(chǎn)生原因：夾片與錨圈不配套,產(chǎn)生較大的錨圈口阻力 ,對力筋造成刮傷.預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)

15、滲入了砼漿對力筋產(chǎn)生很大的阻力,或完全被握裹住，千斤頂故障使行程變短,或千斤頂已達(dá)到行程.傳力油路堵塞.錨圈孔內(nèi)有石屑，或被其雜物堵塞 .限位板不配套，其限位深度過小。處理措施：所安裝的工具錨，夾片，限位板 ,要求型號統(tǒng)一,配套使用。預(yù)應(yīng)力孔道滲入砼漿不嚴(yán)生重時(shí)， 可將鋼絞線先拉松動，沖洗后再進(jìn)行張拉：滲入的砼漿較嚴(yán)重時(shí)，進(jìn)行開倉處理。安裝錨圈和千斤頂時(shí)，要將錨圈孔內(nèi)和鋼絞線上雜物清除。工作錨安裝好后，防止異物進(jìn)入其孔內(nèi)。千斤頂除按規(guī)定要求進(jìn)行檢校外, 要經(jīng)常維護(hù)和檢修，作過較大的檢修后，須重新校定后方可作預(yù)應(yīng)力張拉使用。使用的千斤頂?shù)葟埨O(shè)備要求工作性能正常。張拉達(dá)到控制力時(shí)，延伸量偏大，不

16、符合要求.產(chǎn)生原因:對錨洞施力所加的墊板較多，其延伸量包含所加墊板的壓密值，和墊板的變形值。此時(shí)實(shí)測延伸量計(jì)算應(yīng)將其扣除,千斤油壓表故障,或油路淤積造成壓力傳遞阻礙。鋼絞線的材料性能。處理措施：更換油壓表并重新校定再進(jìn)行張拉；對已經(jīng)張拉的力筋卸荷，重新安裝和張拉。對彈性模量 E 進(jìn)行試驗(yàn)。確定準(zhǔn)確的 E 值。張拉達(dá)到控制力前,整根鋼絞線被拉斷。產(chǎn)生原因：鋼絞線受到電弧、電線短路、高溫火焰灼傷，機(jī)械刮傷，塑性彎折；千斤油壓表失靈，油壓表被堵塞。澆砼時(shí)錨杯嚴(yán)重變位,在管道口形成突起的銳角形狀，以至于在張拉時(shí)鋼絞線被折斷；千斤安裝變位，使其軸線與孔道軸線不一至，張拉受力時(shí) ,鋼絞線在孔道口折斷。千斤

17、頂工具夾片打緊不一至，使力筋束中各力筋受力不一至,或全束力筋共同承受的拉力僅有部分力筋承擔(dān)，或有夾片掉落，未初被發(fā)現(xiàn)，張拉時(shí)超過其承載力而被拉斷。處理和防止措施:在梁段施工過程中，嚴(yán)防鋼絞線被機(jī)械損傷和灼傷；千斤頂?shù)葟埨O(shè)備張拉前進(jìn)行存細(xì)檢查 ,確保其工作性能正常。出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，查明并處理完好后，再繼續(xù)張拉。對于力筋孔道口的突起狀，將其打磨光滑。對于已被拉斷的鋼絞線束進(jìn)行御荷和更換，按要求安裝并重新張拉。張拉前仔細(xì)檢查錨具和千斤的安裝情況?；z產(chǎn)生原因：張拉時(shí)錨具錐孔與夾片之間有雜物；絞線上有鐵銹、錨墊板喇叭口內(nèi)有混凝土和其它雜物；線可能 有負(fù)公差及受力性能不符合設(shè)計(jì)要求；鋼束中鋼線受力不均，

18、引起鋼絞線收縮變形；錨圈、夾片的硬度不夠；千斤頂張拉時(shí)回油過快.處理和防止措施：張拉前對鋼束錨錨固部分、錨環(huán)、夾片進(jìn)行徹底清理，安裝夾片時(shí)要保證外露部分相同，頂面平齊; 根據(jù)所采用的鋼束種類選擇錨具。當(dāng)用高強(qiáng)鋼絲時(shí)宜采用 XM型錨具，因該錨具夾片 有偏轉(zhuǎn)角, 錨固方向?yàn)?360無間隙。當(dāng)采用鋼紋線時(shí)則OVM型錨具較為適宜。 滑絲處理一般采用單孔補(bǔ)張，補(bǔ)張不成功時(shí)可用疊加錨環(huán)法處理。斷絲產(chǎn)生原因：鋼束在孔道內(nèi)部彎曲，張拉時(shí)部分受力大于鋼絞線的破壞力。應(yīng)力筋力學(xué)性能不合格。；千斤頂故障 鋼束在孔道內(nèi)部彎曲，張拉時(shí)部分受力大于鋼絞線的破壞力; 鋼絞線本身質(zhì)量有問題；錨板喇叭筒、錨板、錨環(huán)及千斤頂不同

19、心，造成偏拉，受力不均. 錨墊板（錨杯）安裝不正確，發(fā)生了偏斜. 錨具夾片硬度的和齒深不符合要求,防止和處理措施:嚴(yán)格材料力學(xué)性能試驗(yàn)。強(qiáng)度相同，延伸率差異較大的兩批材料不能同束使用。在施工中應(yīng)考慮錨墊板喇叭筒與波紋的連接。安裝千斤頂應(yīng)做到安正與墊板方向垂直. 處理方法為：先用卸錨器松錨， 然后移動鋼束，用單孔小頂進(jìn)行張拉，以減小千斤頂占用長度。必要時(shí)進(jìn)行換索.當(dāng)單張的鋼束發(fā)生斷絲時(shí)，在數(shù)量不大，通過計(jì)算允許的情況下，可采用超張拉的辦法加以解決，超張時(shí)可采用全斷面超張或同束號超張的辦法。超張時(shí)應(yīng)根據(jù)斷絲數(shù)量計(jì)算超張值. 計(jì)算時(shí)應(yīng)以規(guī)范控制應(yīng)力誤差下限0。8Rb為準(zhǔn)。5預(yù)應(yīng)力孔道壓漿壓漿是預(yù)應(yīng)力

20、結(jié)構(gòu)施工的重要環(huán)節(jié)之一。預(yù)應(yīng)力筋張拉后應(yīng)盡快壓注水泥漿。預(yù)應(yīng)力管道壓漿后，防止預(yù)應(yīng)力鋼材銹蝕; 使預(yù)應(yīng)力鋼材與混凝土有效粘結(jié), 實(shí)現(xiàn)整體應(yīng)力效果, 增強(qiáng)梁體的承載能力；減輕錨固體系的負(fù)荷。因此，控制好壓漿的質(zhì)量與預(yù)應(yīng)力張拉同等的重要。要求壓入孔道內(nèi)的水泥漿在結(jié)硬后應(yīng)有可靠的密實(shí)性, 能起到預(yù)應(yīng)力筋的防護(hù)作用，同時(shí)也要具備一定的粘結(jié)強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度，以便將預(yù)應(yīng)力有效的傳遞給周圍的砼，達(dá)到確保結(jié)構(gòu)耐久性。要使壓漿達(dá)到要求，須在其施工各環(huán)節(jié)中進(jìn)行有效的控制 , 懸澆箱梁的預(yù)應(yīng)力壓漿通常是一次性壓注 , 通常拌制水泥漿中加入高效減水型外加劑, 氣溫較低時(shí)水灰比控制在 0。350.38, 氣溫較高時(shí)為 0

21、.380。41；稠度為1318 秒，但對其氯鹽的含量按規(guī)定要求控制。壓漿前的準(zhǔn)備工作 張拉結(jié)束后，用壓力水對預(yù)應(yīng)力孔道沖洗,并用高壓空氣吹干，然后封錨圈：調(diào)制水泥砂漿,將錨圈孔內(nèi)夾片間的空隙封住，確保壓漿時(shí)，不會出現(xiàn)水泥漿泄漏，保住壓力。待錨圈砂漿終凝后即可開始壓漿。計(jì)算當(dāng)次壓漿量，檢 查現(xiàn)場所用水泥,外加劑，水均須符規(guī)定要求。檢查所安裝的壓漿設(shè)備壓漿機(jī)、攪漿機(jī)真空機(jī)，以及連接的管道，確保壓漿時(shí)保持正常。為使孔道壓漿流暢，并使?jié){液與孔壁結(jié)合良好，壓漿前用壓力水沖洗孔道，并清除積水。同時(shí)， 可檢查孔道是否暢通。 壓漿前將排氣孔、壓漿孔、排水孔等全面檢查，并對壓漿設(shè)備進(jìn)行安裝檢驗(yàn) .壓漿過程中的注意要點(diǎn)以稠度控制水