摘要:简要介绍预应力混凝土简支T梁的设计验算和T梁施工技术,并在施工过程中需要注意的一些问题及处理方法,确保预应力砼T梁的施工质量。
关键词:简支T梁 施工技术 混凝土浇筑 张拉工艺
一、简支T梁桥发展背景及优缺点
预应力混凝土T形梁桥具有结构简单,受力明确、节省材料、架设安装方便、跨越能力较大等优点。
T型梁桥在我国公路上修建最多,早在50、60年代,我国就建造了许多T型梁桥,这种桥型对改善我国公路交通起到了重要作用。
80年代以来,我国公路上修建了几座具有代表性的预应力混凝上简支T型梁桥(或桥面连续),如河南的郑州、开封黄河公路桥,浙江省的飞云江大桥等,其跨径达到62m,吊装重220t。
目前的T形梁大多采用预制拼装后张法预应力混凝土T形梁,预应力张拉后上拱偏大,影响桥面线形,带来桥面铺装加厚。为了改善这些缺点,在预制时在台座上设反拱,反拱值可采用预施应力后裸梁上拱值的1/2~2/3。
二、预应力砼T梁的施工技术
(1)预制梁场选址布置:预制梁场宜选择一块地基承载力较好宽阔的位置,并进行场地硬化。制梁台座的数量的确定,取决于制梁设备配置情况、制梁周期、制梁效率、预制梁数量及工期等。存梁台座根据存放的时间的长短而定,最少存梁台座的存梁数量M=T×η,其中:
η—梁场制梁效率(片/天)T—T梁在存梁台座上最少存放时间(天)
T梁在制梁台座上最少存放时间T=7+1=8d(按在存梁台座上压浆计算,7天压浆强度达到设计的80%)。
(2)模板构造:T梁整套模板由主要由底模、侧模、端模三部分构成,横隔板采用独立的钢底模,不与侧模设计成一整体,以保证在先拆除侧模后,横隔板的底模仍能起支撑作用,直至张拉施工后才能拆除,避免横隔板与翼缘、腹板交界处出现因横隔板过早悬空而产生裂纹。
(3)模板安装:模板安装必须待T梁底、腹板钢筋骨架安装完毕后进行,要严格遵守以下几点,以免造成漏浆导致钢绞线的张拉工作出现问题:
1)在钢筋绑扎过程中,需根据预应力钢束设计坐标精确固定波纹管位置,波纹管U型定位筋每40~60cm设置一道,曲线要素点位置必须有定位支撑钢筋。
2)金属波纹管厚度不小于0.3mm,波纹管的连接采用管长200mm的大一号同型波纹管作接头管,并在波纹管连接处用密封胶带封口,确保不漏浆。
3)为保证预留孔道位置的精确,端模板应与侧模和底模紧密贴合,并与孔道轴线垂直,波纹管与锚垫板喇叭口尾部结合处空隙采用棉布塞严,防治水泥浆灌入,并必须保证锚垫板位置的准确,孔道管固定处应注明坐标位置,锚垫板还应编上号,以便钢铰线布置时对号入座。
4)梁端部负弯矩预应力波纹管预留长度5~10cm,不能过长或过短,并包裹进行保护。
(4)混凝土的浇筑:混凝土浇筑采用一气呵成的连续浇筑施工方法,T梁一般均采用水平层浇筑,当梁高跨长,或混凝土供应跟不上浇筑速度时,可采用斜层浇筑。浇筑方向是从梁的一端循序进展至另一端,在靠近另一端时,为避免混凝土产生蜂窝等不密实现象,此时改从另一端向相反方向投料,在距尾端4m~5m处会合。
在T梁浇筑过程中最大的问题就是防漏浆,现场采用以下办法预防:
1)T梁翼缘梳形板防漏浆措施
环形筋内侧部位采用强力胶皮割成带状防止预留筋孔槽的漏浆,环形筋顶部采用方木条与梳形板捆压牢靠来防止孔槽的漏浆,砼浇筑完后及时拆除。
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2)梁端部预留筋孔防漏浆措施
采用塑、弹性好的泡沫板分割成小块,中间打孔,孔径小于对应钢筋直径,将打孔的泡沫板穿过预留钢筋后与端模紧贴,能很好的起到防止漏浆的作用。
3)梁底板位置防漏浆措施
制梁台座两侧粘贴宽度为5cm、厚度3~5mm的高强橡胶条,橡胶条顶部与台座钢板表面完全平齐,T梁侧模安装加固后,钢模与粘有橡胶条的台座侧面能够密贴,起到止浆的作用。橡胶条上滞留的水泥浆需定期进行清理,以免影响使用效果。
(5)预应力钢绞线的张拉:采用后张法施工,在钢绞线穿束时分为先穿或者后穿,采用先穿法,按张拉顺序为:
100%N1→50%N2→100%N3→100%N2。
1)张拉工艺:采用两端对称张拉,采用油压与伸长值双控工艺;由于锚圈口预应力损失,锚具内缩压密变形损失,采用减小张拉速度,降低回油速度的方法,以减少施工时预应力损失,其工艺为:
当张拉N1及N3时:0→10%→20%→100%→持荷5min(锚固)
当张拉N2时:0→10%→20%→50%;0→50%→100%→持荷5min(锚固)
2)张拉计算:在张拉前需要根据设计预应力束参数表重新计算每种类型钢束的实际伸长量。
预应力筋平均张拉力按下式计算:Pp=P*[1-e-(kx+μθ)]/(kx+uθ)
注:当预应力筋为直线时Pp= P,
预应力筋每段伸长量按下式计算:△Li=10x*Pp/(E*A)
每束预应力筋张拉伸长量=每段预应力筋张拉伸长量之和,然后由张拉设备标定证书的线性方程计算出钢束每个张拉加压阶段对应的压力油表读数。
3)张拉注意事项:梁体砼强度达85%以上且龄期不少于7天时方可进行张拉,施加预应力采用张拉力与引伸量双控。当预应力钢束张拉达到设计张拉力时,实际引伸量值与理论引伸量值的误差应控制在6%以内,实际引伸量值应扣除钢束的非弹性变形影响。
现场张拉钢绞线伸长值与理论值相差较远,出现的情况有以下几个方面:
① 在穿插钢绞线时在波纹管内出现搅麻花的现象,即每束钢绞线之间相互缠绕,一般每隔1.5m用扎丝捆扎,防止穿束后钢绞线相互绞乱;
② 在电焊工作时,高温焊渣烫破波纹管,导致水泥浆漏入管内与钢绞线凝结,采用湿布垫接可防止焊渣影响;
③ 穿束过程中速度过快,拉破波纹管,每束尽量用人力穿过波纹管孔道,使用卷扬机牵引时务必缓慢匀速;
锚固时,调整油泵截止阀,使千斤顶回缩,带动夹片自行锚固。张拉施工前,在钢绞线上画线,作好断丝滑丝记录。每束钢绞线断丝或滑丝不超过一丝,每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的1%。超过以上数据时,需要更换钢绞线。
4)注浆:张拉锚固完成后,进行孔道注浆工作,后张法预应力混凝土T梁预应力管道注浆一般都采用真空注浆法施工,施工工艺流程如下:
水泥浆配合比专项试验→波纹管留孔→压浆设备准备→切割锚头部分钢绞线、封锚→锚头安装控制阀门→连接真空泵对孔道抽真空→制浆、压浆。
张拉完成后,切除外露的钢绞线(外露量3~5cm即可),水泥浆要采用无收缩水泥砂浆封锚,保证灌浆通道通畅。
(6)封锚:压浆完毕后,将锚具周围冲洗干净,并对梁端混凝土作凿毛处理,然后按设计要求设置钢筋网浇筑封锚混凝土。随后对封锚混凝土进行良好的养护,以减少收缩,防止与梁体间出现裂缝。
(7)梁的起吊运输存放。
论文作者:刘海江
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/4
标签:预应力论文; 混凝土论文; 波纹管论文; 孔道论文; 台座论文; 钢绞线论文; 水泥浆论文; 《基层建设》2017年第28期论文;