(中交第三公路工程局工程总承包分公司,北京市 朝阳区 高碑店 100124)
摘要:本文结合后张法预应力混凝土桥梁的施工工艺,阐述了混凝土桥梁的施工工艺,着重阐述了施工的技术。后张法预应力是当前桥梁工程施工的过程中最常使用的,但是在进行施工的过程中,必须要按照施工工艺的要求进行,才能全面的确保后张法在桥梁工程中的不断应用,实现其双收益。
关键词:后张法预应力;混凝土;桥梁施工技术;应用
后张法预应力混凝土简支梁桥(以后简称后张法梁桥)自20世纪50年代以来,由于材料性能不断改进,设计理论日趋完善,施工工艺的革新创造使得这种桥型获得很大发展,在桥梁工程中占有日益重要的地位。后张法梁桥在施工中主要有以下特点:桥梁构件的型式各尺寸趋于标准化,有利于大规模工业化制造;预制场内集中管理进行工业化预制生产,可充分采用先进的自动或半自动机械化的施工技术,以节省劳动力和降低劳动强度,提高工程质量和劳动生产率,从而显著降低工程造价;构件的制造不受季节影响,而且上下部构造可同时施工,大大加快桥梁建设速度,缩短工期;可节省大量支架、模板等材料消耗。由于以上特点,以及在设计中的种种优点,后张法梁桥在高等级公路建设得到广泛应用。
一、采用预应力技术的优点
在桥梁工程施工设计中,用预应力技术对混凝土构件进行预加应力,能够提高桥梁整体工作性能、延长结构使用年限,即通过混凝土结构较高的抗压强度性能来抵抗混凝土结构拉强度上存在的不足,从而延迟桥梁结构受拉区混凝土的开裂时间,提高桥梁结构整体稳定性、耐久性。桥梁施工一般采用强度等级比较高的钢材及混凝土作为原材料,这种高强度的材料组合产生的预应力混凝土构件具有更好的抗渗透性和更强的抗拉裂能力,可以全面的提高钢筋混凝土的结构,防止出现开裂的现象。预应力技术在使用的过程中可以减少桥梁的自身重量,能提高桥梁的耐久性,提升桥梁整体的结构的稳定性,具有较高的安全可靠性。
二、混凝土质量保证
混凝土应保证具有设计要求的强度、良好的和易性及泌水性,且质量均匀性要好。影响混凝土质量的因素有配合比、搅拌、运输、浇筑、振捣、养护等环节。其中混凝土配合比是控制其质量的最重要因素,在满足其施工要求的情形下,应尽量减少单位用水量,相应地减少单位水泥用量,从而减少混凝土水化热,减少由于混凝土的徐变与收缩而引起的预应力损失和施加预应力之前的收缩裂缝。因此混凝土施工质量控制中,要把其作为一个关键点来实行控制。
此外,混凝土振捣的好坏,直接影响到预应力混凝土桥梁施工质量的优劣。混凝土施工的欠振、漏振、过振,均会影响混凝土的内在和外在质量,将导致混凝土出现蜂窝麻面甚至狗洞等质量低劣现象。因此在混凝土浇筑施工质量控制中,要依结构部位的不同,采用不同型号的振捣器以满足振捣密实的要求,严格控制混凝土的施工层厚、振捣密度及振捣时间等。
三、后张法预应力混凝土桥梁施工技术
3.1支架、模板的搭设和安装
支架安装、模板搭设安装支架前,对立柱和支承面应详细检查,准确调整支承面和顶部标高,并复测跨度,确认无误后方可进行安装。各支架在同一节点处的标高应尽量一致,以便于拼装平联杆件。在风力较大的地区,应设置风缆;支架和拱架应稳定、坚固,应能抵抗在施工过程中有可能发生的偶然冲撞和振动。预应力现浇梁模板的制作与安装必须正确、牢靠,安装误差应符合规定。后吊杆和下限位拉杆孔道应严格按计划尺寸准确预留。梁段的预应力筋、管道、钢筋、预埋件的加工及安装应符合规定。
3.2钢筋制作与安装
在桥梁结构施工的过程中,钢筋可以分为纵向受拉钢筋和架立钢筋。在进行绑扎的过程中,首先要进行的就是对钢筋骨架进行焊接,在钢筋绑扎完之后,根据设计的预应力的位置和要求在钢筋骨架上做好标记,安装预应力定位筋,采取点焊或者绑扎等形式。
3.3孔道安装
施作钢筋绑扎阶段,宜通过轨道固定法固定预应力孔道使其保持圆顺。绑扎时所用的塑料波纹管必须确保其刚度和强度符合施工要求,套管长度则要根据管道长度而定。如有接头,为避免该部位漏浆,必须用封口纸严密包覆接缝部位;按要求装设的波纹管,要保证其在与跨中相距4m的范围内无论任一方向的偏差都小于4mm,其他部位的偏差只要控制在6mm内即可。安装好的波纹管一定要进行加固处理。在拐弯处安装波纹管,不仅要定位准确,而且要保证形状圆滑,否则浇筑混凝土时波纹管极易上浮或被压弯。
3.4、钢绞线安装
(1)在安装之前首先要检查的就是钢绞线的外观和质量,外观不能出现锈蚀和损坏的现象,并且不能有油污。
(2)在安装的过程中还要进行钢筋焊接,这样就可以用来抵挡湿纸板,防止波纹管因为焊接出现的火花而损坏,如果不能避免,那么在进行安装之前也要进行修补。
(3)管道在进行钢绞线的贯穿的时候,必须要一次性贯穿,但是必须要进行标记之后才能贯穿,在贯穿之后必须要查看位置,防止在孔道之内出现缠绕打结现象。
在安装预应力钢绞线以前,需要对其质量进行检查,查看其表面是否有油泽、锈蚀等问题,并进行相关的试验检测,检测合格后方可投入使用。然后确定预应力筋的长度:L=L0+Ld式中,L0为两端锚具之间的孔道长度;Ld为张拉端的长度。
3.5混凝土搅拌、浇筑及养护
(1)在进行施工之前必须要对材料的质量进行检测。工程的材料的质量是否符合相关的性能要求,因为质量是影响桥梁工程的关键,直接决定了工程在后期使用过程中的性能。在砼施工原材料进入施工场地后,必须要对施工材料进行检测,从而保证工程的整体质量。
(2)在进行混凝土拌合的过程中,要采取集中搅拌,搅拌时间要足够,提高混凝土的均匀性。在进行浇筑的过程中,浇筑之前要检查准备工作,波纹管的埋设是否符合相关的要求,满足相关的要求之后才能进行浇筑。并且在浇筑的过程中还需要注意的就是浇筑时间,选择最好的浇筑的时间才能保证混凝土在入模板之前的温度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般情况下进行两次浇筑,首先先对底板和腹板进行浇筑,当顶板和翼板的钢筋安装完成之后,才能对顶板和翼板进行浇筑。
(3)在混凝土浇筑之后,由于其水化的速度相对于较快,所以必须采取一定的措施减少水分的缺少,防止因水分的缺少而产生收缩现象。因此,在后期对混凝土进行养护的过程中,必须要根据天气的具体情况来进行。在天气较热的时候,为了使得表面都处于潮湿的状态,可以在表面进行土工布覆盖并洒水处理。在冬季进行施工的时候,就必须要采取一定的保温措施,可以在表面覆盖一层薄膜或者是涂上保温材料等措施。
3.6预应力张拉
(1)先将钢绞线略微张拉,以消除钢绞线松驰状态,并检查孔道轴线、锚具和千斤顶是否在一条直线上。
(2)当钢绞线初始应力达到张拉控制的10%时,可在钢绞线上划上一个记号,作为量测延伸率的参考点,并检查钢绞线有无滑动。
(3)当预应力加至设计规定值,钢绞线方可锚固,千斤顶的压力应在锚具和钢绞线不受振动的方式下予以解除。
(4)张拉操作认真做到三对中,即孔道、锚固、千斤顶对中;一慢二快,即大缸充油慢,对中找平动作快。张拉时两侧同步进行,统一指挥,张拉时观察有无滑丝,滑移现象,出现异常查找原因,立即处理。
(5)在预应力张拉过程中,如果发生下列任何一种情况张拉设备应重新校验:千斤顶漏油;油表指针不回零,调换千斤顶油表。
3.7混凝土浇筑及养护
结束预应力筋穿束工序后,查看已敷设管线的型号规格、数量和辐射位置是否符合设计要求,及时调整不合格的部位。如波纹管上存在破口,也要尽快修补。经隐蔽验收合格后进入混凝土浇筑工序。为防止波纹管在浇筑施工中被振捣棒等器械划破,浇筑时切忌振动棒与波纹管直接接触。为把关键部位振捣密实,宜采用小直径振捣,否则采用大直径振捣棒振捣混凝土内部会产生蜂窝状孔洞,张拉阶段也会因此出现事故。浇筑混凝土浇筑的过程中,注意预留同条件养护混凝土试件,以便根据试件强度安排预应力筋后张拉顺序。混凝土浇筑工序结束后将锚垫板面上的混凝土及时清理干净,以免影响锚具安装。
3.8孔道压浆
(1)泥浆制备。在制备泥浆的过程中,对于水泥的选择应该选择出厂时间在一个月之内,强度相对于较大的水泥,并且还要优化压浆材料的配合比。在进行拌合的过程中,需要注意的是水分的添加和对于时间的控制,把握水泥浆拌合的时间,搅拌出来的水泥浆要及时进行压浆工作。
(2)孔道清理。在波纹管施工尤其是金属波纹管施工中大量锈渣、灰尘以及油污等杂质将存在于管道内,在压浆前应对其进行清理,可通过排水孔进行冲洗,若有油污存在还应掺入中性洗涤剂进行清洗,清洗结果以出水口水质相同于进水口水质,冲洗完成后应用不含油的压缩空气将孔道内积水冲出。
(3)压浆。预应力技术是桥梁施工的过程中最关键的技术,是保证整个桥梁的承载力的达标体现。因此,为了保证预应力的合理性,必须要做好以下几点:首先,要保证混凝土的结构强度满足要求;其次,在进行张拉的过程中必须要准确到位,坚决不能出现任何的差错,一旦出现问题,那么就会影响其压浆的工艺;最后,在进行压浆的过程中必须要对其稳定性进行综合的控制。
3.9封锚
压浆完毕后应立即将梁端水泥浆冲洗干净,并清除支撑垫板、锚具以及端部混凝土,并应将端部混凝土进行凿毛处理;待压浆完成3d后则可进行混凝土封锚,封锚前应将梁端混凝土面冲洗干净,之后方可进行钢筋网绑扎并浇筑锚端混凝土,封锚长度以两端封锚长度加梁长为准,但应控制总长不超过设计梁长。
四、预应力施工质量控制措施
4.1钢绞线与锚具
每次进场的钢绞线与锚具等,必须有出厂合格证,同时进行原材料试验、锚具组装件的静载锚固性能试验。不同规格的钢绞线与锚具应分类堆放,做好标识。施工中,应校对所施工的钢绞线与锚具的规格与设计是否一致。
4.2预应力设备
张拉前张拉机具须进行标定,千斤顶与压力表配套检验,确定千斤顶和压力表之间的关系曲线,千斤顶与压力表配套使用不得互换。压力表的刻度不低于1.5级。
4.3预应力张拉
施加预应力前对砼构件进行检验,外观和尺寸应符合质量标准要求,砼强度不得低于设计规定。检查夹片与锚孔是否有泥浆或杂物,对夹片处的钢丝束用钢丝刷进行清刷。张拉开始前所有的预应力钢束在张拉点之间应能自由移动,各钢绞线松紧程度应一致,其应力值不得超过总应力5%,钢束伸长值与计算值相差不宜超出6%。当张拉力加至设计值,上紧主拉杆螺母。千斤顶的压力应在锚具和钢绞线束不受振动的方式下予以解除。
结束语
在公路桥梁施工中,施工环境的复杂,施工规模的扩大,施工人员的素质等各方面的因素,都使得公路桥梁的施工质量控制变得更加复杂和艰难。后张法预应力混凝土桥梁施工技术的应用,不仅关系到整个桥梁工程的施工质量和工程造价,也关系到我国交通质量和服务水平的提高,因此,要做好对后张法预应力混凝土桥梁施工的质量控制,以促进交通事业的发展。
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论文作者:廖巍崴
论文发表刊物:《知识-力量》2018年7月上
论文发表时间:2018/7/16
标签:预应力论文; 混凝土论文; 桥梁论文; 过程中论文; 孔道论文; 钢筋论文; 千斤顶论文; 《知识-力量》2018年7月上论文;