大跨度預應力混凝土c50懸臂式鋼絞線鋼結構施工技術

大跨度預應力混凝土c50懸臂式鋼絞線鋼結構施工技術

本工程為南京區(qū)與新機場連接線跨線橋工程，下部分結構為220cm人工鉆探樁、200cm獨立柱、sd混凝土懸臂式蓋梁（c50）。頂部結構為34個孔，先占34個孔的預埋混凝土空心板的簡單支臂，全長13.25m，橋面寬度18.25m。橋的中軸線在直徑為66m和90m的兩個圓形曲線上。合同規(guī)定開工日期為1997年2月1日,竣工日期為1997年6月18日。1梁式施工的選擇1.1孔長及梁長調節(jié),設(1)該橋蓋梁結構為中間設一寬40cm的間隔墻,每個墩頂設兩道梁縫。曲線上單孔跨徑內、外側不等,通過梁長調節(jié),故每孔17片板梁的長度由曲線外側至曲線內側遞減,又因曲線半徑較小所以單孔梁的長度差異較大。(2)全橋每孔梁跨13～25m不等,變化較大。(3)該工程工期短,部分施工時間處于冬季。經(jīng)業(yè)主協(xié)調新機場聯(lián)結線的另4座橋340片梁亦由我處集中預制,預制梁數(shù)增加到918片。1.2板梁預制、張拉臺座安裝該橋控制工期的工程量為板梁預制。根據(jù)該工程工期短,處于冬季施工及板梁長度差異較大的特點,要確保按合同工期、質量要求完工,同時創(chuàng)造最佳經(jīng)濟效益,需要解決兩方面的問題:(1)受施工場地限制,板梁預制、張拉臺座的數(shù)量有限,如果采用常用的混凝土冬季施工方法——蓄熱法施工、覆蓋養(yǎng)護,則因受工期限制,將要大大增加臺座數(shù)量,這是難以實現(xiàn)的。(2)板梁長度13～25m不等,張拉臺座設計長度只能按最長梁考慮,在預制較短的板梁時,勢必大大增加鋼絞線的損耗。結合工程實際情況,我們決定采用現(xiàn)場蒸汽養(yǎng)護預制板梁,以減少臺座數(shù)量,降低工程成本,縮短制梁周期。設計制作鋼絞線連接器及放張器,以求最大限度地降低鋼絞線損耗量,使預應力放張均勻,保證梁體質量,提高產(chǎn)品合格率。2預制板梁組張拉臺座設計成四路一聯(lián),長度按最長梁25.47m考慮,每路可預制4片板梁,臺座長度取108m。采用鋼結構的張拉臺座端橫梁和C25混凝土縱梁,在縱梁之間設混凝土橫系梁,以提高臺座的穩(wěn)定性。2.1kn結構端橫梁長10m,設計承載能力為13000kN,由2片I50c工字鋼與厚20mm的鋼板焊接組成(見圖1)。在下側工字鋼翼板開20mm槽口,以便鋼絞線穿過。2.2截面尺寸和內跨聯(lián)索縱梁設計荷載為13000kN/5=2600kN,為C25混凝土結構。端部截面尺寸700mm×450mm,中間段截面尺寸500mm×450mm(圖2)。縱梁間設系梁橫向聯(lián)結,系梁截面尺寸為200mm×200mm,間距1000cm。梁端表面設一塊厚20cm的鋼板,以求傳力均勻。3絞線壓延器和裝置3.1放張器3.1.1預應力錨索錨索與鋼絞線張拉放張器的構造如圖3所示。兩根?42mm高強螺栓,一根正絲,一根反絲,由45號?45mm圓鋼加工而成。兩螺母之間及高強螺栓與鋼絞線固定器之間用2×2?28mm鋼筋對稱雙面搭焊連接,鋼絞線采用單孔錨具錨固于鋼絞線固定器上(圖4)。放張器加工成型后要進行焊接抗拉強度試驗,確保使用安全。放張時,人工均速旋松放張器螺母,使兩螺桿同時向外移動,從而達到鋼絞線預應力釋放的目的。3.1.2每根鋼絞線張拉力n采用ASTMA416-92(279級)?15.24mm低松弛鋼絞線,Ry=1860MPa,Ey=1.95×105MPa,鋼絞線控制應力為0.78Ry,則每根鋼絞線張拉力N=203kN。(1)螺栓強度檢算(2)連接鋼筋強度檢算(3)連接鋼筋與鋼絞線固定器及連接筋與螺母之間焊縫強度的檢算D=60mm,d=28mm,δ=3mm,N=203kN。τ=N/(hu·∑If)式中:hu——焊縫計算厚度;D——螺栓直徑;If——焊縫長度;d——連接鋼筋直徑;δ——焊接表面至兩個圓鋼筋公切線的距離。(4)連接鋼筋與螺桿之間焊縫強度檢算故放張器安全。3.2鋼筋混凝土與雙向異構節(jié)點連接器由兩個鋼絞線錨固器組成,鋼絞線錨固器之間采用2?28mm鋼筋雙面搭焊連接(見圖5)。使用鋼絞線連接器,將長度小于張拉臺座的短頭鋼絞線連接使用,減少鋼絞線的浪費。4控制蒸汽排放蒸汽養(yǎng)護棚由可折疊移動式?15mm鋼管支架外覆帆布外罩組成。設計蒸汽量為0.78kg/(m3·h),安置二臺0.5t/h蒸汽鍋爐于張拉臺側面。混凝土灌注完畢,靜置4～6h,拆除模板。加溫養(yǎng)護,升溫速度控制在(10℃～15℃)/h,恒定溫度不超過60℃。蒸汽養(yǎng)護時間在24h左右。蒸汽養(yǎng)護后期逐漸降低蒸汽排放量,降溫速度控制在(10℃～15℃)/h。拆除蒸汽養(yǎng)護棚時,混凝土表面溫度與環(huán)境溫度之差不得大于20℃。5張力、張力和張力5.1鋼絞線初始張拉控制預應力張拉采用單束張拉法,張拉機具采用QYC-230型穿心式千斤頂及YBZ型電動油泵,工具錨采用Vm15-1夾片式錨具,張拉控制采用應力值與伸長值的“雙控法”,以應力值控制為主,伸長值校核為輔。單束鋼絞線控制張拉力為:σ控=σK+(σS錨+σSW)σ控=σΚ+(σS錨+σSW)式中:σK——設計張拉應力;σS錨——錨具與橫梁、橫梁與縱梁之間壓縮值及夾片回縮值之和;σSW——因蒸汽養(yǎng)護溫差造成的應力損失值。5.2旋松帶張器的點待梁體混凝土強度達到設計強度的80%,即可進行應力釋放,放張操作要點:①人工旋松放張器螺母,用力要均勻;②鋼絞線放張順序:左右對稱分級放張直至應力全部消除,每一級放張,各束鋼絞線放張螺母旋松的絲數(shù)應相同;③禁止一次放松完一根鋼絞線,再放松下一根鋼絞線的作法,嚴格按要求分級放張。6預應力的鋼絞線連接器鑒于上部結構設計為大量異形梁,工程工期短,部分施工時間處于冬季等特點,制作的張拉臺座及移動折疊式蒸汽養(yǎng)護棚,簡便易行,縮短了制梁周期,降低了工程成本。預應力施工中,采用鋼絞線連接器