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渭河右岸华阴罗夫河口堤防交通桥工程现浇箱梁分段张拉施工工艺
点击次数:1816次    发布时间:2016-05-30

1 工程概况

渭河右岸华阴罗夫河口堤防交通桥工程位于华阴市罗夫河入渭河口处。桥梁位于渭河南大堤,跨越罗夫河,连接罗夫河两岸的渭河南大堤。桥梁工程级别为:2级;防洪标准:渭河5年一遇洪水;荷载标准:公路-Ⅱ级;城市—B级;人群荷载标准:3.0KN/m2;地震设防烈度:8度,地震动峰值加速度:0.20g,加速度反应谱特征周期0.35s;桥面标准宽度:22m;桥面纵坡:双向1.0%;桥面横坡:双向2.0%;设计洪水位:338.31m;桥梁设计基准期为100年,设计安全等级为一级。

2 设计指标

现浇箱梁采用四跨预应力C50混凝土连续箱梁,跨径布置:30+40+40+30=140m;主桥平面线形位于直线上,桥墩与水流方向平行,主梁为35o斜桥。预应力混凝土箱梁中心高度为2.4m,顶板宽22m,箱梁底宽17m

    主梁采用混凝土连续箱梁单箱三室结构,4道腹板分别设置4×2孔预应力管道,预应力钢束采用23-ФS15.2高强度低松弛钢绞线,张拉端锚具为夹片式15-23锚具;2道端横梁设置6孔预应力管道,3道中横梁设置4×2孔预应力管道,预应力钢束采用13-ФS15.2高强度低松弛钢绞线,张拉端锚具为夹片式15-13锚具。

箱梁钢束采用单端分段张拉,标准强度fpk=1860MPa,张拉控制应力为fcon=0.72fpk=1339.3Mpa。张拉采取张拉力和伸长量双控,以张拉力为主。

3 施工准备

施工前应做好各项准备工作,内容包括技术准备、施工设备准备、现场准备、施工组织准备、物资和材料准备等。

3.1技术准备

组织技术人员熟悉图纸,领会图纸意图,根据现场实际情况编制《现浇箱梁分段张拉施工技术方案》,并对施工人员进行技术、质量和安全交底。

3.2施工设备准备

    根据施工方案进行设备准备,并将千斤顶和油压表送实验室进行配套校验。

3.3现场准备

根据专家组论证的《满堂脚手架搭设专项施工方案》完成脚手架基础处理和满堂架搭设,进行预压检测和调整,并完成箱梁承重模板安装和钢筋制安。

3.4施工组织准备

制定施工进度计划,根据施工方案安排人、材、机,使施工合理有序进行。

3.5物资材料准备

波纹管、钢绞线、锚具、连接器、夹片等材料进场,并送实验室进行检测,合格后方可在工程中使用。

4 施工工艺

4.1施工工艺流程图

4.2施工方法

4.2.1预应力管道制作安装

在箱梁钢筋安装完成后严格按设计坐标布置预应力筋管道,若钢筋和管道位置发生冲突,对钢筋位置进行调整,保证管道位置的正确。管道定位钢筋间距直线段80cm一组、曲线段40cm设置一组,并与箱梁主筋有效连接,保证管道弯起点平滑。管道接头连接采用大一号同型波纹管接头管,接头管长不小于200mm,波纹管连接后用密封胶带封口。之后安装锚下螺旋筋,螺旋筋紧贴锚板背面,保证锚板面、垫板面与管道轴线垂直,波纹管尽可能处于其正中位置。

控制要点及注意事项:

    a、管道安装前应检查管道质量及两端截面形状,遇到有可能漏浆部分应割除、整形和除去两端毛刺后使用。

    b、接管处及管道与喇叭管连接处,应用胶带或冷缩塑料密封。

    c、管道定位必须准确可靠,严禁波纹管上浮,定位后管道轴线偏差不大于5mm。

    d、预应力束平弯段必须设置防崩钢筋,每隔30cm设置一组,防崩钢筋弯弧内侧必须与管道贴紧,并用铁丝绑扎牢固,防崩钢筋本身与主梁内钢筋可靠连接。

    e、管道与喇叭口连接处管道轴线必须垂直于锚垫板。

    f、预应力管道在混凝土浇筑过程、浇筑完成及混凝土初凝前用高压淡水进行冲洗,以清除管道内渗漏的浮浆,防止预应力管道堵塞而造成无法压浆的事故发生。

    g、焊接管道定位钢筋时应采取防护措施,避免管道被焊渣烧伤,浇筑砼前应派专人对管道进行仔细检查,尤其应注意检查管道是否被电焊烧伤,出现小孔。

    h、在施工缝处预应力管道连接时,不允许将接管外露,只允许被接管外露。

4.2.2钢束制作安装

钢绞线下料采用圆盘锯进行机械切割,且应使钢绞线的切断面为一平面,以便在张拉时检查断丝。钢绞线切断时,应在每端离切口30-50mm处用铁丝绑扎。穿束时,钢绞线前端采用粘胶带包好,不可露出钢头,防止钢绞线捅坏波纹管。钢绞线尽量整束穿,每隔2.0m左右用铁丝扎牢,避免钢绞线互相缠绕。钢绞线伸出锚垫板的长度,在张拉端为1.2米,固定端为0.2米。

钢绞线穿束时在位于管道出口方向(距离比该管道长5m)安放卷扬机,用一根钢绞线由管道固定穿入、管道张拉端穿出与被穿钢束连接,另一头与卷扬机连接,缓慢开动卷扬机,将钢束缓缓拉入管道,直至由张拉端管口拉出至设计长度。

控制要点及注意事项:

a、钢绞线切断必须采用冷切割法(圆盘锯、砂轮机等);

b、下料前必须按图纸核对长度,确实无误后方可下料;

c、穿束过程中,管道进口处、钢束前进方向及管道出口处安排专人观察和调整,保持信息畅通,出现问题及时停止。

d、钢束安装完成后对其位置进行校验,出现移动及时纠正。

4.2.3预应力钢绞线张拉

在第一跨箱梁浇筑完成等强过程中,在第一跨和第二跨张拉端预留2m操作区,第二跨箱梁其他的钢筋、模板、波纹管和钢绞线等全部安装到位,待第一跨压浆完成后立即将第二跨钢绞线与第一跨连接器连接,并完成钢筋模板安装,开始进行第二跨箱梁混凝土浇筑。

4.2.3.1张拉力计算

采用高强度低松弛钢绞线,标准强度fPk=1860MPa,张拉控制应力为fcon=0.72fpk=1339.3Mpa

4.2.3.2伸长值计算

a、钢绞线理论伸长值计算

△L=(Fp•L)/(Ay•Eg)

Fp=P•(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)

Ay——预应力钢材截面积,单位mm2

Eg——钢绞线的弹性模量,E=1.95×105Mpa

μ——管道摩擦系数;μ=0.19为理论摩阻,实际摩阻以实际摩阻为准。

K——管道偏差系数;k=0.0015

θ——曲线管道累计转角之和;rad(弧度)

L——钢束有效长度;m(在管道长度上加上千斤顶的长度,单端张拉时加0.6米。)

x——曲线管道长度;m(x计算摩阻损失用。计算管道摩阻时,不考虑千斤顶内摩阻。)

b、实际伸长值计算

预应力钢绞线张拉时,应先调整到初应力σb(宜为10%×σcon),伸长值应从初应力开始测量。钢绞线的实际伸长值除测量的伸长值外,必须加上初应力的推算伸长值。预应力钢绞线张拉的实际伸长值△L(mm)。

△L=△L1+△L2

上式中:△L1-从初应力至最大张拉力间的实测伸长值(mm)。

△L2-初应力以下的推算伸长值(mm),可采用相邻级的伸长值。

实际伸长值与理论伸长值之差控制在±6%以内,否则应暂停张拉,经查明原因并采取措施后,方可继续张拉。

4.2.3.3张拉控制

    因本桥梁属现浇箱梁且长度较长,钢绞线张拉采用单向分段张拉,即第一跨箱梁浇筑完成待强度达到90%以上后开始进行第一次张拉,第一跨腹梁中N13、N24、N33、N44号钢束进行张拉,N14、N23、N34、N43号钢束长度为第一第二跨箱梁总长,待第二跨完成后张拉,依此类推,第一、第二、第三跨每一跨张拉端有32束钢束,其中16束张拉,另16束在下一跨张拉,到第四跨时对32束进行张拉。

腹板钢束应对称张拉,在箱梁横断面(外腹板、内腹板)上应对称地组合配对,并且同一腹板钢束张拉采用中层束→下层束→上层束的顺序张拉。

张拉采用YDC-500T千斤顶,张拉过程中张拉机具要确保精确可靠,千斤顶与钢束锚圈处于同一条轴线上。张拉预应力束时按要求做好张拉记录,对每束编号记录其张拉施工状态。箱梁张拉顺序按设计规定顺序进行。张拉具体操作程序如下:

预应力施加到初应力σ0(10%σk)→测量千斤顶油缸伸长量L0→预应力施加到应力σ50%(50%σk)→测量千斤顶油缸伸长量L50%→预应力施加到应力σ80%(80%σk)→测量千斤顶油缸伸长量L80%→应力缓慢升到σk 并持荷3分钟→测量油缸伸长量L1 →验算实际伸长量ΔL,符合要求后方进行锚固。

    预应力采用张拉力与引伸量双控,以千斤顶油压表读数为准,钢绞线引伸量作为校核。张拉时实际伸长值与理论伸长值之差应控制在+6%以内,否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施加以调整后,方可继续张拉。每一截面的断丝率不得大于该截面总钢丝数的1%,且不允许整根钢绞线张拉。

开始张拉前将所有钢绞线尾端切割成一个平面或采用与钢绞线颜色反差较大的颜料标出一个平面,在任何步骤下量测均应量测该平面距锚垫板之间的距离,而不可量测千斤顶油缸的变形量,以免使滑丝现象被忽略.

4.2.3.4钢丝伸长、回缩及断丝、滑丝等情况的处理

预应力筋的锚固,在张拉控制应力处于稳定状态下进行。锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量,应不大于设计规定或不超过6mm。预加应力时,每片后张梁出现断丝的总根数不得多于钢丝总根数的0.5%,且不在同一束、同一侧,否则必须进行处理。

处理断、滑丝时,应先退出夹片,放松钢束应力后,抽换所断或刮、滑伤的钢绞线,并重新更换锚具,然后才可对该束钢束继续进行张拉。

钢束张拉完毕后,待应力比较平稳时,及时灌浆。

 张拉控制要点及注意事项:

a、夹片与锚环孔不应粘附泥浆或其它杂物(若有应彻底清除)。

b、锚具安装到位后,应及时张拉,以防止因锈蚀而产生滑丝、断丝。  

c、限位板应根据千斤顶的外径选择,且不能扭缠安装。

d、工作锚板夹片与工具锚夹片不能混用(工作锚具不能重复使用)。  

e、工具锚夹片表面和锥孔内表面用前应涂有润滑剂以便退锚灵活。

f、张拉施工中,要求施工人员严格按各项安全操作规程施工,坚守各项张拉岗位,保证张拉全过程安全施工。

g、张拉区应有明显标志,非工作人员禁止入内,从开始张拉至封锚前要设置挡板。

h、钢绞线开盘,应放在简易钢筋笼内,防止回弹伤人,操作时应站好位置,保证安全。

i、预应力筋持有很大的能量,在任何情况下禁止作业人员站在预应力筋的两端,同时在千斤顶的后面应设立防护装置。

j、操作千斤顶和测量人员,应站在千斤顶侧面进行操作,严格遵守操作工艺。

k、高压油泵连接必须牢固可靠,油泵操作人员要戴防护眼镜,防止油管破裂或油表连接处喷油伤眼。油泵开动过程中不得擅自离开工作岗位。

l、张拉时应认真做到管道、锚环与千斤顶三对中,以便张拉工作顺利进行,并不致增加管道摩擦损失。

m、张拉时,千斤顶行程应根据千斤顶工作长度留出富裕量。

n、千斤顶张拉缸进油时,必须处于回油状态。千斤顶回程缸进油时,张拉缸必须处于回油状态。千斤顶油压不得超过最大油压。顶压过程中必须密切注意张拉油路的升压情况,不得超过1-2Mpa

o、张拉过程中,若发现咔咔响声,或预应力断丝,飞片等现象,要停下来检查原因。

p、张拉后灌浆前,不得用重物去敲击锚头,不得随意碰撞锚头及钢绞线,以防止飞锚伤人。

q、雨天张拉时,应设临时雨棚,防止雨水淋湿张拉设备。

r、千斤顶上吊钩丝要拧紧,严防滑扣脱钩掉落伤人,挂顶强索要随时注意检查,防止破皮漏电伤人,不用时要关电闸。

s、在千斤顶正后方禁止站人,张拉施工作业面正后方必须设置安全防护挡板,挡板厚度不小于5cm,防止钢绞线张拉时,滑丝和断丝、锚具和张拉设备意外飞出伤人。

4.2.4封锚压浆

预应力钢束张拉完毕并经监理工程师同意压浆后用切割机割除锚具外部多余钢绞线,余留长度为3cm,之后采用环氧树脂加水泥封锚,封锚时留排气孔。封锚达到一定强度后即压浆。

 

预应力管道在张拉完后24小时内对管道进行压浆。压浆采用专用压浆机进行压浆,保证了管道的饱满度和密实度。

管道压浆水泥浆强度不小于40MPa,用P.O 42.5级硅酸盐水泥水泥拌制,并掺入适量的减水剂、膨胀剂,水泥浆体的水灰比控制在0.35左右。水泥浆采用水泥浆专用搅拌机搅拌,拌和时先下水再下水泥,搅拌时间不少于1min,水泥浆过筛后存放于储浆桶内,且保持足够的数量以保证每根管道的压浆能一次连续完成。水泥浆在使用前和压注过程中保持流动状态。

管道压浆顺序先下后上,将集中在一处的管道一次地压完,压浆时从管道低端向高端压浆。管道在压浆前用压力水冲洗干净,保证管道畅通,冲洗后用空压机吹去孔内积水,使水泥浆与孔壁的结合良好。压浆时采用灌浆机将已搅拌好的水泥浆往管道压注。当排气端流出的水泥浆连续排出并与压浆端压入的水泥浆稠度一样时,关闭出浆端的阀门,再用压浆机进行加压至0.5Mpa~0.7Mpa后持压3分钟,关闭压浆机和压浆端阀门,待管道内水泥浆初凝后拆除管道两端阀门。

压浆过程做好压浆记录。压浆时,每一个工作班留取不少于3组试样(每组为70.7mm×70.7mm×70.7mm立方体试件3个),标准养生28天,检查其抗压强度,作为评定水泥浆质量的依据。

预应力管道压浆完成后,对于有连接器的部位及时清理连接器,方便下一跨钢绞线连接。对需要封端的锚具进行封端施工,压浆后将锚具周围冲洗干净并对锚槽面混凝土凿毛,然后严格按图纸要求安装封端钢筋网浇筑封端混凝土。

控制要点及注意事项:

a、压浆管道为曲线,在波纹管每个波峰的最高点靠同一端设立泌水管,高出混凝土200mm

b、输浆管应选用高强橡胶管,橡胶管的抗压能力≥1Mpa,带压压浆时不易破裂,连接要牢固,不得脱落。

c、搅拌后的水泥浆进入储浆斗之前应通过1.2mm筛网进行过滤,水泥浆在压入管道前必须做稠度、泌水性实验,符合技术指标要求后方可进行压浆。

d、压浆工作宜在水泥浆流动性下降前进行(约30~45分钟内),单根管道压浆要连续,直至完成。

e、水泥浆搅拌前应注意检查配合比计量的准确性,投料顺序,搅拌时间及水泥浆的流动性水泥浆的标准拌和时间为5MIN。压浆时的水灰比及所须添加的外加剂掺量见压浆配合比申请单。

f、灌浆后,应该填写灌浆记录,检查管道密实情况,如果有不适,应急时处理;压浆中每一工作班须留取不少于3组试件,作为水泥浆强度的评定依据。

    g、封锚前锚口处的钢筋应予以恢复,局部还需要进行补强。

    h、封锚砼采用与梁体相同的砼,以避免与梁体有色差,确保封锚混凝土的浇筑质量。


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