淺談?lì)A(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工

淺談?lì)A(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工

南樂(lè)至林州高速公路是河南省高速公路規(guī)劃中南樂(lè)-安隆高速公路的重要組成部分。是河南省和山東省的一條重要的南林高速公路。主要技術(shù)指標(biāo)為雙向四車(chē)道高速公路,設(shè)計(jì)速度120km/h,主線路基標(biāo)準(zhǔn)寬度為28m,其中行車(chē)道寬2m×2m×3.75m,左側(cè)路緣帶寬2m×0.75m,右側(cè)硬路肩寬2m×3.5m(含右側(cè)路緣帶2m×0.5m),土路肩2m×0.75m;路面橫坡為2%,土路肩橫坡4%,路基邊坡坡率1∶1.5,兩側(cè)設(shè)邊溝。主線跨S209省道橋設(shè)計(jì)為4×35先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁,橋面橫坡利用蓋梁來(lái)調(diào)整。全長(zhǎng)147m,橋面寬度13.5+18.95m,凈空5.5m,交角135°,錯(cuò)幅布置,灌注樁基礎(chǔ),下部結(jié)構(gòu)為柱式墩+肋板臺(tái),上部結(jié)構(gòu)為35m預(yù)應(yīng)力砼組合箱梁。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用1×7股,高強(qiáng)度、低松弛鋼絞線,公稱直徑φs=15.2mm,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)1施工準(zhǔn)備1.1實(shí)際彈性模量ep的確定首先在施工圖紙施工說(shuō)明中查閱關(guān)于預(yù)應(yīng)力鋼絞線的規(guī)格,預(yù)應(yīng)力鋼束采用1×7股,高強(qiáng)度、低松弛鋼絞線,公稱直徑15.2mm,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為fpk=1860MPa彈性模量Ep=1.95×10根據(jù)鋼絞線試驗(yàn)結(jié)果取得鋼絞線實(shí)際彈性模量Ep=1.95×101.2錨具、連接器原材料委托有公路工程檢測(cè)資質(zhì)的檢測(cè)單位檢測(cè)。金屬螺旋管根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》要求檢測(cè);錨具根據(jù)《公路橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線用YM錨具、連接器規(guī)格系列》及《公路橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線用錨具、連接器試驗(yàn)方法及檢驗(yàn)規(guī)則》之要求檢測(cè);鋼絞線根據(jù)《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》GB/T5224-2003之要求檢測(cè)2管道摩擦引起的作用力后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線在張拉過(guò)程中,主要受到以下兩方面的因素影響:一是管道彎曲影響引起的摩擦力,二是管道偏差影響引起的摩擦力;兩項(xiàng)因素導(dǎo)致鋼絞線張拉時(shí),錨下控制應(yīng)力沿著管壁向跨中逐漸減小,因而每一段的鋼絞線的伸長(zhǎng)值也是不相同的。2.1伸長(zhǎng)值的檢測(cè)《公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于預(yù)應(yīng)筋伸長(zhǎng)值ΔL的計(jì)算按照以下公式:《公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范》附錄G-8中規(guī)定了Pp的計(jì)算公式:從公式(1)可以看出,鋼絞線的彈性模量Ep是決定計(jì)算值的重要因素,它的取值是否正確,對(duì)計(jì)算預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)值的影響較大。所以鋼絞線在使用前必須進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn),彈性模量一般為Ep’=(1.96~2.04)×10公式(2)中的k和μ是后張法鋼絞線伸長(zhǎng)量計(jì)算中的兩個(gè)重要的參數(shù),其大小取決于管道的成型方式、預(yù)應(yīng)力筋的類(lèi)型、表面特征是否光滑、表面是否有銹斑,波紋管的布設(shè)是否正確,彎道位置及角度是否正確,成型管道內(nèi)是否漏漿等等,各種因素在施工中的變動(dòng)很大,還有很多是不可能預(yù)先確定的,因此,摩擦系數(shù)的大小很大程度上取決于施工的精確程度。實(shí)際計(jì)算取設(shè)計(jì)給定的參數(shù)計(jì)算,即k=0.0015和μ=0.25。3工作段長(zhǎng)度整束鋼絞線在進(jìn)行分段計(jì)算時(shí),首先是按設(shè)計(jì)給定的起彎點(diǎn)計(jì)算各分段的水平距離,按設(shè)計(jì)圖紙給定的縱坐標(biāo)計(jì)算起彎點(diǎn)的垂直距離。3.1工作長(zhǎng)度:工具錨到工作錨之間的長(zhǎng)度,工作段長(zhǎng)度=650mm,計(jì)算時(shí)不考慮μ、θ,計(jì)算力為張拉應(yīng)力,采用公式1直接進(jìn)行計(jì)算,Pp=千斤頂張拉力=1395MPa;3.2波紋管內(nèi)長(zhǎng)度:計(jì)算時(shí)要考慮μ、θ,計(jì)算一段的起點(diǎn)和終點(diǎn)力。每一段的終點(diǎn)力就是下一段的起點(diǎn)力。每段的終點(diǎn)力與起點(diǎn)力的關(guān)系如下式:各段的起終點(diǎn)力可以根據(jù)公式(3)從張拉端開(kāi)始進(jìn)行逐步的計(jì)算。3.3根據(jù)每一段起點(diǎn)力Pq代入公式(2)中求出每一段平均張拉力Pp。3.4根據(jù)Pp代入公式(1)計(jì)算出每一段的伸長(zhǎng)值ΔL,相加后得出全長(zhǎng)鋼絞線伸長(zhǎng)量。4伸長(zhǎng)量的控制鋼束N1、N2、N3、N4曲線段半徑5000cm,N5曲線段半徑3000cm,預(yù)應(yīng)力筋采用4Φ15.2mm的鋼絞線束,fpk=1860MPa,錨下(張拉)控制力為Δk=0.75fpk=1395MPa,Ep=1.95×10當(dāng)k=0.0015,μ=0.25總伸長(zhǎng)量ΔL=(3.57+29.13+90.97)×2≈247mm設(shè)計(jì)引伸量為242mm,取設(shè)計(jì)引伸量為伸長(zhǎng)量控制值,即242mm。5伸長(zhǎng)量的調(diào)整計(jì)算根據(jù)《公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定“實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值應(yīng)控制在6%以內(nèi),否則應(yīng)暫停張拉,待查明原因并采取措施予以調(diào)整后,方可繼續(xù)張拉”。從上述計(jì)算中,當(dāng)k=0.0015,μ=0.25時(shí),總伸長(zhǎng)量ΔL=247mm,符合規(guī)范規(guī)定的控制范圍。但在實(shí)際施工時(shí)由于管道成型后表面特征是否光滑、表面是否有銹斑,位置偏差大小,彎道位置及角度是否正確、成型管道內(nèi)是否漏漿等因素影響,規(guī)范中提供的μ是一個(gè)變值,因此取設(shè)計(jì)引伸量242mm作為伸長(zhǎng)量控制。6張拉過(guò)程張拉力控制預(yù)應(yīng)力智能張拉是指橋梁結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力利用計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù),通過(guò)儀器自動(dòng)操作,完成鋼絞線的張拉施工。本工程采用聯(lián)智橋隧生產(chǎn)的LZ59S10型智能張拉專家。其具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)智能張拉依靠計(jì)算機(jī)運(yùn)算,能精確控制施工過(guò)程中所施加的預(yù)應(yīng)力值,張拉各階段自動(dòng)補(bǔ)張拉至規(guī)定值,能將張拉力誤差范圍控制在±1%。(2)系統(tǒng)傳感器實(shí)時(shí)自動(dòng)采集鋼絞線伸長(zhǎng)量數(shù)據(jù),反饋到計(jì)算機(jī),自動(dòng)計(jì)算伸長(zhǎng)量,及時(shí)校核伸長(zhǎng)量,與張拉力同步控制,實(shí)現(xiàn)真正“雙控”。(3)控制系統(tǒng)按規(guī)范要求設(shè)定加載速率、停頓點(diǎn)和持荷時(shí)間等張拉過(guò)程,排除人為、環(huán)境因素影響;同時(shí)可緩慢卸載,避免沖擊損傷夾片,減少回縮量,且可準(zhǔn)確測(cè)定實(shí)際回縮量。(4)一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制兩臺(tái)或多臺(tái)千斤頂同時(shí)、同步對(duì)稱張拉,實(shí)現(xiàn)“多頂兩端同步張拉”工藝。(5)系統(tǒng)采用無(wú)線采集控制,遠(yuǎn)程監(jiān)控,便于操作,模塊化設(shè)計(jì),具有較高的可靠性及可維護(hù)性;掌握梁板信息和張拉有關(guān)的技術(shù)信息,實(shí)現(xiàn)驗(yàn)收評(píng)估自動(dòng)化。7預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)主界面設(shè)計(jì)智能張拉儀連接,并連接好設(shè)備電源進(jìn)行調(diào)試,連接無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。正常后運(yùn)行軟件。(1)點(diǎn)擊主界面“修改”按鈕,輸入工程項(xiàng)目信息、包括張拉力值、混凝土強(qiáng)度、千斤頂編號(hào)、回歸方程、張拉儀IP地址、千斤頂噸位等信息。點(diǎn)擊“保存”按鈕,保存輸入內(nèi)容。(2)在主界面點(diǎn)擊“構(gòu)件種類(lèi)”按鈕,進(jìn)入T梁或箱梁構(gòu)件信息頁(yè)面,再點(diǎn)擊“構(gòu)件輸入”按鈕,設(shè)置張拉梁板的具體參數(shù),包括張拉梁號(hào)、張拉工藝、單根張拉控制力、孔號(hào)、鋼絞線根數(shù)、理論伸長(zhǎng)量等信息。檢查無(wú)誤后點(diǎn)擊“保存”按鈕。(3)點(diǎn)擊“啟動(dòng)張拉程序”按鈕即可啟動(dòng)“預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)”的控制界面。點(diǎn)擊“開(kāi)始張拉”按鈕,儀器開(kāi)始工作。張拉人員此時(shí)密切注意觀察電腦上顯示的壓力讀數(shù)、位移指示的顯示值與目標(biāo)值的對(duì)比,并實(shí)現(xiàn)理論伸長(zhǎng)量與實(shí)際伸長(zhǎng)量的校核。張拉過(guò)程中,如有異常情況立即點(diǎn)擊“暫停張拉”,進(jìn)行相關(guān)檢查,排除異常情況后,方可繼續(xù)張拉。(4)每一孔張拉完成后,設(shè)備自動(dòng)退頂,保存數(shù)據(jù),并自動(dòng)跳到下一個(gè)張拉步驟。8伸長(zhǎng)量的計(jì)算理論伸長(zhǎng)量計(jì)算中,采取的是兩端張拉,鋼絞線對(duì)稱布置,在進(jìn)行伸長(zhǎng)量計(jì)算時(shí)是計(jì)算一半鋼絞線的伸長(zhǎng)值然后乘以二的方法。鋼絞線的分段原則是將整根鋼絞線根據(jù)設(shè)計(jì)線形分成曲線連續(xù)段及直線連續(xù)段,而不能將直線段及曲線段分在同一段內(nèi)。預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)量計(jì)算方法有多種,常用