32m后张法预应力混凝土简支箱梁预应力施工工艺及关键技术

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　　摘要：后张法是指在砼浇捣前先在构件内予留钢筋孔，待砼达到规定强度后再张拉、补浆、养护、再作功。施工工艺较复杂。本文对32m预应力混凝土简支梁的预应力施工工艺及关键技术进行了详细的设计研究。
　　关键词：预应力 施工工艺张拉
　　
　　1工程概况
　　本工程32m后张预应力简支梁共618片，分别分布在6座双线特大桥和上、下行联络线上，施工复杂。
　　2 后张法预应力梁施工方案设计
　　2.1原材料的要求与选用
　　原材料采购前必须按照ISO9000的要求进行合格供方评价，供应商必须在合格供方名录中。所有原材料应有供应商提供的出厂检验合格证，并应按有关检验项目、批次规定，严格实施进场检验。
　　（1） 水泥
　　采用品质稳定、强度等级为42.5级的低碱普通硅酸盐水泥（掺合料采用
　　粉煤灰）。
　　水泥必须入库存放，不得露天放置，存放时须考虑防潮、防水要求。
　　（2） 骨料
　　 细骨料
　　细骨料采用级配合理、硬质洁净的天然中粗河砂，细度模数为2.6～3.0，其余技术性能应符合《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》中的技术要求。当料源发生变化时，应重新进行碱骨料检验。不宜使用机制砂和山砂，严禁使用海砂。细骨料的品质指标应满足表2-5的技术要求。
　　粗骨料
　　粗骨料的技术要求：采用级配合理、质地均匀、坚硬耐久的碎石。粒径为5～20mm，最大不超过25mm，且不超过混凝土设计保护层厚度的2/3照设计值为23mm）和钢筋最小间距的3/4，并分两级（5～10和10～20）储存、运输、计量。使用时粒径5～10mm碎石与10～20（25）mm质量之比为（40±5）%:（60±5）%；其余技术要求应符合《铁路混凝土与砌体工程施工规范》TB10210的规定。当料源发生变化时，应重新进行碱骨料检验，粗骨料按照检验批的频率来检验，其品质应满足表2-6技术要求。
　　（3）预应力钢绞线
　　（a）预应力钢绞线采用强度级别为1860MPa的低松弛钢绞线，应符合《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003的规定并满足设计要求，采用的钢绞线厂家必需提供每批钢绞线的弹性模量值。
　　（b） 钢绞线应存放在干燥处，避免潮湿锈蚀。工地存放应高出地面200mm并及时盖好。每批钢绞线应由同一批号、同一强度的钢绞线组成。
　　（c） 钢绞线的检验：钢绞线表面质量，表面不得有裂纹、小刺和油渍，不允许有锈蚀和目视可见的麻坑；不应有折断、横断和相互交叉的钢丝；同时试验室应按照检验批的要求进行检验，各项性能合格后才能投入生产。
　　(4)锚具、夹具和连接器
　　（a）锚具、夹具和连接器应符合GB/T14370《预应力筋用锚具、夹具和连接器》的有关规定并经检验合格后方可使用，采用的锚具应通过省、部级鉴定，并符合设计要求。锚垫板应安装密封盖帽。
　　（b） 锚具、夹具和连接器外观检查表面无裂缝、夹层、毛刺、气泡及锈蚀，尺寸符合设计要求，应视为合格；反之应另外取双倍数量重作试验，如仍有一套不符合要求，则应逐套检验，合格者方可使用。
　　（c） 对首次进货或当质量证明书不齐全、不正确或有质量疑点时应从同一批中抽取6套锚具，组成3个组装件作静载锚固性能试验。
　　（d） 生产中如发现锚具的某种使用性能不良（如断丝、滑丝、回缩量大）或对锚具的质量产生怀疑时，应立即对锚具的某种使用性能按上述要求进行依次检验，确因质量不良可能影响生产或预应力质量时，应更换质量稳定可靠的产品（厂家）。
　　(5) 抽拔橡胶管
　　抽拔胶管应无表面裂口、表面热胶粒、胶层海绵。胶层气泡、表面杂质痕迹长度不应大于3mm、深度不应大于1.5mm，且每米不多于一处；外径偏差±4mm；不圆率应小于20％；硬度（邵氏A型）为65±5；拉伸强度不小于12Mpa，扯断伸长率不小于350％，300％定伸强度不小于6Mpa。
　　2.2 预应力施工工艺及关键技术设计
　　2.2.1 预应力工艺流程设计
　　预制梁张拉按预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行。预应力工程施工工艺流程见图
　　2-1。
　　
　　
　　
　　预应力工程施工工艺流程图图2-1
　　
　　⑴ 预张拉及初张拉
　　当梁体混凝土强度达到设计值的80%和拆除外模后，拆除端模以及松开内模紧固件，同时清除管道内外的杂物和积水，将预应力钢绞线穿进，按照设计要求对梁体进行预张拉及初张拉，预张拉能有效的控制混凝土预制梁的早期裂纹。初张拉结束后，方可将梁体移出台座。
　　（2） 终张拉
　　当梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值且混凝土龄期大于10天时，进行终张拉。终张拉完成后，应由质检人员对梁体进行上拱度测量。实测上拱值不宜大于1.05倍的设计计算值。
　　2.2.2 预应力张拉操作工艺
　　预应力筋采用7φ5钢绞线束，钢绞线为标准型，强度级别为1860Mpa的低松弛钢绞线。锚具采用低回缩锚具。
　　张拉方法为按照设计的张拉顺序，两端两侧同时对称张拉（即四台张拉千斤顶同时工作）,当油表读数达到0.2σcon时，测量出各千斤顶活塞伸出长度，待梁体受力稳定后，四台千斤顶分三阶段张拉到σcon，每阶段应力达到相应的规定后，四台千斤顶全部停止工作待梁体受力稳定后，才可进行下一次张拉，通过计算得出工作锚夹片回缩及自由长度的伸长值，从而与理论伸长值进行校核。如果实测伸长值与理论伸长值之差超出设计规定，须将钢绞线松开，重新进行张拉，张拉的控制应该是油表读数与伸长值进行双控。
　　张拉程序： 0→初应力(0.2σcon）（作伸长量标记）→σcon（静停5min）→补拉到σcon（测伸长量）→锚固。
　　注：σcon―指设计应力与各种实测摩阻之和。
　　按每束根数与相应的锚具配套，带好夹片，将钢绞线从千斤顶中心穿过。张拉时当钢绞线的初始应力达到0.2σcon时停止供油。检查工具夹片情况完好后，画线做标记。
　　向千斤顶油缸供油并对钢绞线进行张拉，张拉力的大小以油压表的读数为主，以预应力钢绞线的伸长值加以校核，实际张拉伸长值与理论伸长值的误差应控制在±6%范围内，每端钢绞线回缩量应控制在6mm以内。
　　油压达到张拉吨位后，关闭主油缸的油路，并持荷5min，测量钢绞线伸长量加以校核，若油压有所下降，须补油到设计吨位的油压值，千斤顶回油，夹片自动锁定则该束张拉结束，及时作好记录。全梁断丝、滑丝总数不得超过预应力钢丝总数的0.5%，且一束内断丝不得超过一丝，也不得在梁体的同一侧。
　　2.2.3 有关张拉的其它规定
　　张拉钢绞线之前，对梁体混凝土强度、弹模及外观质量应做全面检查，如有缺陷，须事先征得监理同意，修补完好且达到设计强度，并将锚垫板及锚下管道扩大部分的残余灰浆铲除干净，否则不得进行张拉。
　　高压油表必须经过校验合格后方可允许使用，使用期间校验期限不得超过一周。高压油表的精度不得低于1.0级。
　　张拉千斤顶必须经过校验合格后方可允许使用，使用期间校验期限不得超过一个月。千斤顶的校正系数不得大于1.05。
　　每片梁张拉时，必须有专人负责及时填写张拉记录。
　　千斤顶不准超载，不准超出规定的行程。转移油泵时必须将油压表拆卸下来另行携带转送。
　　张拉钢绞线时，必须两边同时给千斤顶主油缸徐徐供油张拉，两端伸长应基本保持一致，严禁一端张拉。如设计有特殊规定可按设计要求办理。
　　张拉期间应对锚具进行遮盖，以避免锚具、预应力筋受雨水、养护用水浇淋，而造成锚具及预应力筋出现锈蚀。

　　预制梁试生产期间，应至少对两孔梁进行各种预应力瞬时损失测试，确定预应力的实际损失，必要时应由设计方对张拉控制应力进行调整。正常生产后，每100孔进行一次损失试验 。
　　2.2.4安全要求
　　(1) 高压油管使用前应做耐压试验，不合格的不能使用。
　　(2) 油压泵上的安全阀应调至最大油压下能自动打开的状态。
　　(3) 油压表安装必须紧密，油泵与千斤顶之间采用的高压油管连同油路的各部接头均须完整紧密，油路畅通，在最大工作油压下保持5min均不得漏油，若有损坏者应及时修理更换。
　　(4) 在张拉时千斤顶后面不准站人，也不得踩高压油管。
　　(5) 张拉时发现张拉设备运转异常声音，应立即停机检查维修。
　　(6) 锚具均应设专人妥善保管，避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤或散失。施工时在终张拉完后按设计文件要求对锚具进行防锈处理。
　　
　　2.3 压浆、封锚工程
　　2.3.1 管道压浆
　　(1) 预应力管道压浆采用真空压浆工艺。压浆泵采用连续式，同一管道压浆应连续进行，一次完成。压浆前先清除管道内杂物及积水，水泥浆拌制均匀后，须经2.5mm×2.5mm的滤网过滤方可压入管道。管道出浆口应装有三通管，必须确认出浆浓度与进浆浓度一致后，方可封闭保压。压浆前管道真空度应稳定在-0.09～-0.10MPa之间；浆体注满管道后，在0.50～0.60MPa的压力下保持2min，以确保压入管道的浆体饱满密实;压浆的最大压力不得超过0.60Mpa。
　　 (2) 终张拉结束后，宜在48h内进行管道真空压浆。压浆用的胶管一般不得超过40m，最长不超过30m。水泥浆自搅拌结束至压入管道的间隔时间，不得超过40min，管道压浆应控制在正温下施工，并应保持无积水无结冰现象。压浆时及压浆后3天内，梁体及环境温度不得低于5℃。冬季压浆时要采取保温措施，并掺加防冻剂。
　　(3) 水泥浆试件的制备和组数，由试验室按常规办理，R28天标准养护的试件作评定水泥浆强度之用，但检查入库用的强度试件必须随同梁体在同条件下进行养护。
　　2.3.2 封锚
　　封锚混凝土采用无收缩混凝土，抗压强度不应低于设计要求。
　　封锚混凝土采用自然养护时，在其上覆盖塑料薄膜，梁体洒水次数应以保持混凝土表面充分湿润为度。当环境相对湿度小于60%时，自然养护不应少于28d；当环境相对湿度在60%以上时，自然养护不应少于14d。当环境温度低于50C时，预制梁表面应喷涂养护剂，并采取保温措施；禁止对混凝土洒水。
　　3结论
　　通过对32m后张法预应力混凝土简支箱梁预应力施工工艺及关键技术的研究设计，提高了后张梁的质量。
　　
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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