后张法预制T梁预应力施工质量控制

2010-08-15何川

山西建筑 2010年24期

何川

1 概述

1.1 背景

在我国经济高速发展的背景下,带动了高速公路和铁路的迅猛发展。而在公路、铁路建设中,桥梁施工占整个建设比例是相当大的,一般占整个投资总额的40%左右。特别是在西部地区,地形、地貌复杂,所以大桥、特大桥孕育而生。现在国内桥梁上部结构主要是预制梁及现浇梁,在预制梁施工中质量控制重点是预应力施工,在保证混凝土质量同时,狠抓预应力施工质量就等于抓住了整个质量控制的咽喉。

1.2 问题的提出及研究的意义

在预制梁预应力施工中,先张法施工由于施工安全隐患大、施工复杂,已在最近几年内退出了施工平台,目前施工最主要的方法还是后张法施工。由于预应力施工牵涉施工中各个步骤,对施工中某个环节没控制住,就容易酿成严重的质量事故,轻则人员伤亡,重则影响整个桥梁使用。现就预应力施工就本人现场经验总结及理论知识谈谈自己的感受。

2 预应力施工的控制要点

2.1 预应力施工材料和设备要求

在选用预应力施工中用到的材料时,掌握的原则就是材料要符合国家相关标准。对采购进场的原材料、成品及半成品要有出厂合格证,并由试验工程师组织技术、质量、物资部门及施工队的有关人员进行检查验收,合格后并请监理工程师复检认可后方可用于施工。对于不符合质量要求的材料要坚决抵制,不能因一时之利而酿成大祸。在张拉机具使用前要将设备送往专门的检测机构标定,根据设计及标定的回归方程进行施工。张拉机具的张拉能力一般取预应力筋设计张拉力1.5倍,即 F=1.5N/1 000。油压表的最大读数应为(1.5～2)Pn,Pn为根据设计及标定书计算的油压表读数[2]。

2.2 预应力施工与钢筋施工

大部分人都认为在施工时只要把预应力孔道坐标定位准确就没问题,还有个重要问题就是在钢筋施工时梁端头钢筋施工,端头钢筋安装及螺旋筋的安放位置影响预应力筋施工的安全,端头部位混凝土保护层太大将影响张拉施工,引起锚垫板在张拉过程中凹陷。预应力孔道定位要准确,特别是梁顶钢筋安装时容易占用二期预应力孔道的位置,造成孔道偏位,且返工困难,在施工中要合理安排施工顺序以免留下安全隐患。梁体钢筋在模板安装前要检查钢筋(主要是箍筋)是否有倾斜或偏位情况,如发现此情况要更正后再施工,梁肋钢筋两侧的塑料垫块要紧贴模板,在锚垫板附近钢筋施工时要保证钢筋安装的质量和数量。

2.3 预应力施工与孔道埋设施工

预应力孔道埋设施工是容易引起质量事故的地方。无论是波纹管成孔还是橡胶抽拔棒成孔,接头连接是施工重点。当采用金属波纹管时,接头长度不应少于300 mm,接头装置宜避开孔道弯曲处,管两端用密封胶带封裹,接头长度不应少于300 mm。在孔道接头位置要加强定位筋,接头不密封或混凝土振捣导致接头漏浆将堵塞孔道,造成预应力孔道不能穿束,造成经济上的损失。成孔材料采用钢筋支架网定位,定位网的数量、位置严格按照设计施工图纸的定位坐标安装。安装偏差梁长方向±30 mm,梁高方向±10 mm[3]。在钢筋安装时钢筋电焊施工要注意对成孔材料的保护,电焊时不能直接面对成孔材料,以免电焊引起的高温烧穿成孔材料,进而在混凝土施工时进浆堵塞孔道。当采用橡胶抽拔棒成孔时,可在抽拔棒中孔穿一根钢绞线增加抽拔棒整体刚度,避免在振动棒到此位置时造成抽拔棒变形,影响预应力筋穿束及张拉。在预埋成孔材料的同时,要保证管道大体顺直,特别注意的是孔道不能有反弯情况,造成摩阻值增大,影响张拉质量,情况严重的将导致整片梁报废。

2.4 预应力施工与模板施工

在表面看来预应力施工和模板施工没有必然联系,其实不然,在端头模板施工时,要对照设计图纸在正确的位置留孔。在预制T梁时,二期预应力孔道不仅牵涉高度,平面位置也要求准确,并且所有端头模板要统一,以免后期二期张拉施工时,预应力钢束不在一条直线上,易使钢绞线或钢丝在孔道中的相对位置产生紊乱,使预应力张拉时造成相互制约,受力不均衡,直接降低结构承载能力及桥梁路面使用寿命。

2.5 预应力施工与混凝土施工

在混凝土振捣过程中,由于预应力孔道位置限制了振动棒向下的延伸,所以在振捣过程中工人容易从梁肋两侧振捣。在高标号混凝土普遍加减水剂的情况下,这样施工容易导致混凝土向梁肋另一侧偏移,进而使主梁钢筋偏位。在预应力施工时将导致梁在长度方向弯曲,情况严重时梁板在张拉过程中倾倒。解决的办法是在混凝土振捣时在模板旁设置附着式振动器。振动器功率不宜过大,根据梁高来选择,一般2 m高T梁振动器功率在1 kW～2 kW,且应选用变频的振动器。在混凝土振捣时振动频率与坍落度成反比。振动器位置应随预应力孔道变化。在混凝土振捣过程中要派专人观察混凝土情况,在预应力孔道以下混凝土基本靠附着式振动器振捣,当混凝土到孔道位置时,应关闭振动器,用振动棒振捣孔道以上混凝土。这样做的目的是弥补振动器造成的孔道附近混凝土浆不足,造成此处混凝土空散(某预制场在预制30 m T梁时由于此情况,造成在压浆过程中T梁侧板泌水,后经仔细研究,采用此办法解决)。在梁端及二期张拉孔道混凝土振捣时要充分,保证质量。在梁体拆模后要及时养护,养护要根据当地实际情况进行变化,保证在张拉前混凝土强度能达到设计要求。

2.6 预应力施工与张拉施工

在张拉施工前,预应力钢束的切割长度要随梁预制长度变化。钢束不能用电焊烧,可用切割机切,长度控制在梁预制长度基础上,两端工作长度为千斤顶长度+工具锚长度+安全区长度(一般保证在10 cm),钢束过长造成浪费,过短在张拉施工时千斤顶后的夹具脱落,造成事故。钢绞线编束,每隔1 m左右用18号铁丝进行绑扎,从而保证预应力束在穿及张拉时不致紊乱,以防在穿束过程中钢绞线打绞,张拉时受力不均,导致有的钢绞线达不到张拉控制应力而有的则可能被拉断。在张拉前要有实验室对梁体同条件养护试块的强度报告,在混凝土强度达不到设计要求的情况下严禁张拉,以免造成在张拉过程中端头混凝土拉崩、拉裂的情况。在张拉过程中,施工人员要注意梁体变化,在张拉前要对梁板侧面两面进行对称支撑。反拱度作为参考数据与混凝土强度成反比,不必过分追求此值而擅自加大张拉应力。钢束张拉时,当出现滑丝、断丝时,滑丝、断丝总量不得大于该断面总的1%,每一钢束的滑丝、断丝数量不得多于一根,否则应换束重新张拉;预应力张拉施工过程中,千斤顶、油泵、油表等要定期(每半年)配表校验,并编号使用。如果在张拉计算中发现有异常情况,在排除非人为操作违规情况下,要及时送达专业检测部门重新标定检测。张拉采用双控,即伸长值与油压表读数来衡量张拉的质量。张拉程序:0→初应力(0.1δcon)→δcon(持荷 2 min锚固)。严格按规定的张拉顺序、张拉原则进行张拉,掌握好施力速度,不要过快。张拉时采用张拉力和伸长量双控制,当实际伸长量与设计伸长量相差超过6%时,应重新校验张拉配套机具,重新张拉。计算钢绞线实际伸长值:ΔL实=ΔL1+ΔL2-C,理论伸长值:ΔL理=PL/ApEp,Pp=P(1-e-(kx+μθ))/(kx+μ θ),IΔL实-ΔL理/ΔL理I＜6%[3]即可。当实际伸长值小于理论值时,可适当超张拉,但超张拉值不能大于5%设计张拉应力值。张拉完毕后要及时用水泥浆或玻璃胶对工具锚封头,保证压浆施工的质量。

2.7 预应力施工与压浆施工

在钢束刚张拉完时不能马上压浆。由于张拉过后的钢束存在回缩的情况,过早压浆导致在水泥浆凝结过程中与钢束回缩冲突,导致水泥浆不能凝固。一般在张拉过后12 h进行压浆。压浆时一端压浆,在另一端要有专人观察压浆的情况,控制压浆的饱满度,一般以在出浆口冒清水为评定标准。压浆时工人要注意安全,佩戴防护镜,以免在压浆时堵孔不严,水泥浆冲出,对人造成伤害。压浆中途发生故障,不能连续压注时,应立即用压力水将孔道冲洗干净,待处理完后再压浆。在压浆后,确认无异常情况后,采用小型砂轮切割机张拉端钢绞线(预留钢绞线长度不小于3 cm～5 cm,但也不宜过长,过长影响桥面系中湿接缝横梁钢筋位置)。