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摘要: 随着工程技术的进步和高等级公路建设的不断发展,预应力后张法施工工艺越来越多地被使用在各种大型桥梁结构中,本文针对常用的后张法预应力施工工艺,结合较关键的质量控制技术进行阐述。
关键词: 后张法 预应力 桥梁 施工工艺
Abstract: With the continuous development of engineering and technical progress and highway construction, prestressed-tensioned construction techniques are increasingly being used in a variety of large-scale bridge structure, this paper commonly used post-tensioned construction technology, combined with the critical quality control techniques described.
Keywords: post-tensioned bridge construction process
中图分类号：TU528.571文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
预应力材料的质量控制要点
严把材料质量关, 采用信誉好质量好的厂家产品。产品要有出厂合格证, 质量检测报告, 对到场材料进行检验, 其强度、刚度、严密性及螺旋压接缝咬合牢度等各项指标均达到质量标准方可使用。
(1)进到现场的材料要妥善保管, 要有防雨、防潮措施, 按施工进度计划进料, 或在施工现场随用随加工制作。有严重锈蚀的不得使用, 作报废处理。
(2)波纹管在运、安放过程中, 减少或防止外力作用。防止波纹管变形, 发现变截面的波纹管应更换。
(3)加强对波纹管的保护减少对其损伤。减少电焊作业。在普通钢筋骨架成型后再铺设波纹管, 用振捣棒振捣混凝土时, 要避开波纹管, 波纹管接头。用大一号规格的波纹管作套管, 套管长20～30cm.管道接头在套管内要对口、居中。两端的环向缝隙用胶带封闭严密。
预应力张拉设备的选择设备的选择
(1)施加预应力前应对张拉设备进行核查。施加预应力所用的机具设备以及仪表应由专人使用和管理, 并应定期维护和校验。千斤顶及其配套的油汞、油压表一起进行校验。校验仪器可采用压力试验机、标准测力计或传感器等, 一般采用长柱压力试验机的方法。与每台油泵配套的压力表应有两块, 在操作时, 一块作为备用。张拉力与压力表之间的关系曲线通过校验得出。
(2)张拉机具设备应与锚具配套使用, 并应在进场时进行检查和校验。对长期不使用的张拉机具设备, 应在使用前进行全面校验。使用期间的校验期限应视机具设备的情况确定, 当千斤顶使用超过6 个月或200 次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。弹簧测力计的校验期限不宜超过2 个月。
预应力筋的加工与安放质量控制
(1)预应力筋下料时应注意: 钢丝、钢绞线、热处理钢筋、冷拉iv 级钢筋、冷拔低碳钢丝及精轧螺纹钢筋的切断, 宜采用切断机或砂轮锯, 不得采用电弧切割。下料应根据施工部位的先后顺序进行。最好能当天下料, 当天用完。所下料要及时编号, 编号用胶带贴于材料两端, 当每束下料满足数量时, 需用细铁丝分段绑扎,以备吊装。当钢绞线下料过长时, 为起吊方便, 把下完的料按1m直径盘起, 盘起的钢绞线应盖好, 以免腐蚀。
(2)预应力筋强度达不到标准时, 会降低预应力值, 影响承载能力; 其伸长率达不到标准时, 易造成断丝或滑丝。预应力筋要有出厂质量标准书, 按规范要求认真进行检验与试验, 抗拉强度、伸长率和松驰度均应满足规范要求。
(3)预应力筋治锈防锈, 对于轻微浮锈, 除锈后可直接使用;对于轻度锈蚀者, 应作检验, 合格者除锈后使用; 不合格者降级使用。严重锈蚀者, 不得使用清除出厂。钢绞线被固结在孔道内, 不能自由窜动。危害及影响: 由于先穿预应力筋后浇注砼, 孔道漏浆使预应力筋固结, 轻度固结时, 虽一经张拉即可松动, 但会增大磨阻值; 严重时将钢结束固结死, 致使无法张拉或拉断。
(4)预应力筋穿束后, 应认真检查波纹管有无破损处, 若发現应即使处理, 更换。在浇注混凝土时, 设专人随时穿动钢束, 避免漏浆固结。
(5)对于钢丝束、钢绞线相互扭结或各丝、各股预应力筋受力不均匀, 摩阻力值增大, 易发生段丝、滑丝。编束时, 严格按工艺规程要求进行分丝、梳丝、理顺排列顺序, 并分段绑扎牢固。
(6)锚、夹具方面锚具、夹具质量不稳定表现为夹片几何尺寸不合格, 硬度不均匀时夹片硬度大时会造成段丝或夹片脆裂; 夹片硬度小时会造成滑丝。或者夹片与锚环孔几何尺寸不吻合、不匹配, 影响锚固效果。所以必须按规范要求对夹片、锚具进行硬度检查, 合格品才能使用。在对锚环没放入锚垫板的定位槽内, 夹片没有对齐、没摆匀。易造成局部应力集中, 影响锚固效果。安装夹片时, 夹片外露要整齐、缝隙均匀。张拉前要认真检查一次, 各道工序均应符合要求。
砼浇筑质量控制
桥梁预应力构件钢筋布置密集, 混凝土浇筑难度较高, 但是混凝土浇筑质量必须控制。
(1)每一构件尽量一次连续浇筑混凝土。当箱梁较高时可分次浇筑, 但应使施工缝的受力位置最佳, 必须处理好施工接缝。施工缝除凿毛处理外, 应预埋型钢或预流凹槽等加强措施。
(2)由于钢筋及预应力管道纵横交错, 对于预制件尽量采用底、侧模联合振捣工艺; 对于用插入式振动器的施工, 要准备各种类型的振动器, 以便根据钢筋或管道间距的大小配合使用。
(3)应随时注意校正和检查支座钢板、端部锚固板、制孔器及预埋件的位置、数量等。
(4)浇筑混凝土时, 应避免振动器碰撞预应力钢材管道、预埋件、模板, 以保证其位置和尺寸符合要求。
(5)预应力锚垫板后钢筋分布较密, 必须充分振捣并注意混凝土粗骨料粒径。对振捣棒不能达到效果的应用钢筋利用人工进行捣实。
(6)采用蒸汽养护时, 恒温温度应≤60℃。
(7)预应力混凝土浇筑前的预制台座, 保证预留孔道位置的精确, 梁内预埋件位置的准确, 压浆孔的防漏浆措施, 出气孔的安装等前期工作必须按要求完成。
后张法张拉工艺控制要点
(1)预应力后张法前的准备工作: 对力筋施加预应力之前, 应对构件进行检验, 外观尺寸应符合质量标准要求。张拉时, 构件混凝土强度应符合设计要求; 设计无要求时, 不应低于设计强度等级值的75%.当块体拼装构件的竖缝采用砂浆接缝时, 砂浆强度不低于15mpa.对预留孔道应用通孔器或压气、压水等方法进行检查。端部预埋铁板与锚具和垫板接触的焊渣、毛刺、混凝土残渣等应清除干净。应采用先穿束的方法时用压气、压水较好。钢筋穿束前, 螺丝端杆的丝扣部分应用水泥袋纸等包缠2- 3 层, 并用细铁丝扎牢; 钢丝束、钢绞线束、钢筋束等穿束前, 将一端找齐平, 顺序编号。对于较长束, 应套上穿束器, 由引线及牵引设备从另一端拉出。对于夹片式锚具, 上好的夹片应齐平, 在张拉前并用钢管捣实。预应力筋的张拉顺序应符合设计要求, 当设计末规定时, 可采取分批、分段对称张拉。
(2)当预应力筋施加应力完成, 卸载千斤顶后, 任须对其做详细检查, 此时应注意一下问题:
①检查有无滑丝, 若有滑丝, 其数量不应超过总数量的1%, 否则应对其进行更换后, 重新张拉。
②检查有无断丝, 若有断丝, 其数量不应超过总数量的1%,否则应其进行更换后, 重新张拉。
③检查夹片外露量。一般情况下, 锚头与夹片为配套产品, 夹片外露数量为1～3mm, 当发现普遍存在夹片外露量>3mm 时,可认为锚具不配套或不标准, 应退货或换货。
④检查分片夹片外露量是否一致。
管道压浆及封锚质量控制
孔道灌浆是后张法预应力工艺的重要环节。须注意灌浆用水泥标号应符合设计或规划要求, 一般采用不低于425# 的硅酸盐水泥、普通水泥或采用矿渣水泥。水泥浆水灰比例控制在0.4~0.45 之间, 3h 后泌水率不宜大于2%最大值不超过3%.24h后泌水应全部被浆吸回。为减少水泥浆收缩, 可掺0.05%～0.1%的脱脂铝粉或其他类型的膨胀剂, 并应与水泥浆均匀混合, 水泥浆调度应满足规范要求。灌浆前用压力水冲洗孔道, 压力宜控制在0.3~0.5mpa.灌浆顺序应先下后上, 直线孔道灌浆可以从构件一端到另一端曲线孔道应从最低点开始向两端进行, 在最高点设排气管。孔道末端应设置排气孔, 灌浆时待排气孔益处浓浆后,才能将排气孔赌注继续加压到0.5～0.6mpa, 并稳定两分钟, 关闭控制砸, 保持孔道内压力。每条孔道因一次灌成, 中途不应停顿,否则将已压的水泥浆冲洗干净, 从头开始灌浆。锚固区发生裂纹紧急处理锚固区发生局部裂纹后必须停止一切张拉和混凝土作业, 查明原因并提出处理措施后方可复工。发生裂纹的主要原因有: 混凝土强度不足、加强钢筋设置不当、结构断面设计不合理、张拉力过大等。
以上叙述了预应力工艺几个方面的质量问题。但实际施工过程中可能发生的问题远不止这些, 这里只是起抛砖引玉的作用,各位同行在施工过程中应不断总结, 使施工质量趋于完善。
关键词: 后张法 预应力 桥梁 施工工艺
Abstract: With the continuous development of engineering and technical progress and highway construction, prestressed-tensioned construction techniques are increasingly being used in a variety of large-scale bridge structure, this paper commonly used post-tensioned construction technology, combined with the critical quality control techniques described.
Keywords: post-tensioned bridge construction process
中图分类号：TU528.571文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
预应力材料的质量控制要点
严把材料质量关, 采用信誉好质量好的厂家产品。产品要有出厂合格证, 质量检测报告, 对到场材料进行检验, 其强度、刚度、严密性及螺旋压接缝咬合牢度等各项指标均达到质量标准方可使用。
(1)进到现场的材料要妥善保管, 要有防雨、防潮措施, 按施工进度计划进料, 或在施工现场随用随加工制作。有严重锈蚀的不得使用, 作报废处理。
(2)波纹管在运、安放过程中, 减少或防止外力作用。防止波纹管变形, 发现变截面的波纹管应更换。
(3)加强对波纹管的保护减少对其损伤。减少电焊作业。在普通钢筋骨架成型后再铺设波纹管, 用振捣棒振捣混凝土时, 要避开波纹管, 波纹管接头。用大一号规格的波纹管作套管, 套管长20～30cm.管道接头在套管内要对口、居中。两端的环向缝隙用胶带封闭严密。
预应力张拉设备的选择设备的选择
(1)施加预应力前应对张拉设备进行核查。施加预应力所用的机具设备以及仪表应由专人使用和管理, 并应定期维护和校验。千斤顶及其配套的油汞、油压表一起进行校验。校验仪器可采用压力试验机、标准测力计或传感器等, 一般采用长柱压力试验机的方法。与每台油泵配套的压力表应有两块, 在操作时, 一块作为备用。张拉力与压力表之间的关系曲线通过校验得出。
(2)张拉机具设备应与锚具配套使用, 并应在进场时进行检查和校验。对长期不使用的张拉机具设备, 应在使用前进行全面校验。使用期间的校验期限应视机具设备的情况确定, 当千斤顶使用超过6 个月或200 次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。弹簧测力计的校验期限不宜超过2 个月。
预应力筋的加工与安放质量控制
(1)预应力筋下料时应注意: 钢丝、钢绞线、热处理钢筋、冷拉iv 级钢筋、冷拔低碳钢丝及精轧螺纹钢筋的切断, 宜采用切断机或砂轮锯, 不得采用电弧切割。下料应根据施工部位的先后顺序进行。最好能当天下料, 当天用完。所下料要及时编号, 编号用胶带贴于材料两端, 当每束下料满足数量时, 需用细铁丝分段绑扎,以备吊装。当钢绞线下料过长时, 为起吊方便, 把下完的料按1m直径盘起, 盘起的钢绞线应盖好, 以免腐蚀。
(2)预应力筋强度达不到标准时, 会降低预应力值, 影响承载能力; 其伸长率达不到标准时, 易造成断丝或滑丝。预应力筋要有出厂质量标准书, 按规范要求认真进行检验与试验, 抗拉强度、伸长率和松驰度均应满足规范要求。
(3)预应力筋治锈防锈, 对于轻微浮锈, 除锈后可直接使用;对于轻度锈蚀者, 应作检验, 合格者除锈后使用; 不合格者降级使用。严重锈蚀者, 不得使用清除出厂。钢绞线被固结在孔道内, 不能自由窜动。危害及影响: 由于先穿预应力筋后浇注砼, 孔道漏浆使预应力筋固结, 轻度固结时, 虽一经张拉即可松动, 但会增大磨阻值; 严重时将钢结束固结死, 致使无法张拉或拉断。
(4)预应力筋穿束后, 应认真检查波纹管有无破损处, 若发現应即使处理, 更换。在浇注混凝土时, 设专人随时穿动钢束, 避免漏浆固结。
(5)对于钢丝束、钢绞线相互扭结或各丝、各股预应力筋受力不均匀, 摩阻力值增大, 易发生段丝、滑丝。编束时, 严格按工艺规程要求进行分丝、梳丝、理顺排列顺序, 并分段绑扎牢固。
(6)锚、夹具方面锚具、夹具质量不稳定表现为夹片几何尺寸不合格, 硬度不均匀时夹片硬度大时会造成段丝或夹片脆裂; 夹片硬度小时会造成滑丝。或者夹片与锚环孔几何尺寸不吻合、不匹配, 影响锚固效果。所以必须按规范要求对夹片、锚具进行硬度检查, 合格品才能使用。在对锚环没放入锚垫板的定位槽内, 夹片没有对齐、没摆匀。易造成局部应力集中, 影响锚固效果。安装夹片时, 夹片外露要整齐、缝隙均匀。张拉前要认真检查一次, 各道工序均应符合要求。
砼浇筑质量控制
桥梁预应力构件钢筋布置密集, 混凝土浇筑难度较高, 但是混凝土浇筑质量必须控制。
(1)每一构件尽量一次连续浇筑混凝土。当箱梁较高时可分次浇筑, 但应使施工缝的受力位置最佳, 必须处理好施工接缝。施工缝除凿毛处理外, 应预埋型钢或预流凹槽等加强措施。
(2)由于钢筋及预应力管道纵横交错, 对于预制件尽量采用底、侧模联合振捣工艺; 对于用插入式振动器的施工, 要准备各种类型的振动器, 以便根据钢筋或管道间距的大小配合使用。
(3)应随时注意校正和检查支座钢板、端部锚固板、制孔器及预埋件的位置、数量等。
(4)浇筑混凝土时, 应避免振动器碰撞预应力钢材管道、预埋件、模板, 以保证其位置和尺寸符合要求。
(5)预应力锚垫板后钢筋分布较密, 必须充分振捣并注意混凝土粗骨料粒径。对振捣棒不能达到效果的应用钢筋利用人工进行捣实。
(6)采用蒸汽养护时, 恒温温度应≤60℃。
(7)预应力混凝土浇筑前的预制台座, 保证预留孔道位置的精确, 梁内预埋件位置的准确, 压浆孔的防漏浆措施, 出气孔的安装等前期工作必须按要求完成。
后张法张拉工艺控制要点
(1)预应力后张法前的准备工作: 对力筋施加预应力之前, 应对构件进行检验, 外观尺寸应符合质量标准要求。张拉时, 构件混凝土强度应符合设计要求; 设计无要求时, 不应低于设计强度等级值的75%.当块体拼装构件的竖缝采用砂浆接缝时, 砂浆强度不低于15mpa.对预留孔道应用通孔器或压气、压水等方法进行检查。端部预埋铁板与锚具和垫板接触的焊渣、毛刺、混凝土残渣等应清除干净。应采用先穿束的方法时用压气、压水较好。钢筋穿束前, 螺丝端杆的丝扣部分应用水泥袋纸等包缠2- 3 层, 并用细铁丝扎牢; 钢丝束、钢绞线束、钢筋束等穿束前, 将一端找齐平, 顺序编号。对于较长束, 应套上穿束器, 由引线及牵引设备从另一端拉出。对于夹片式锚具, 上好的夹片应齐平, 在张拉前并用钢管捣实。预应力筋的张拉顺序应符合设计要求, 当设计末规定时, 可采取分批、分段对称张拉。
(2)当预应力筋施加应力完成, 卸载千斤顶后, 任须对其做详细检查, 此时应注意一下问题:
①检查有无滑丝, 若有滑丝, 其数量不应超过总数量的1%, 否则应对其进行更换后, 重新张拉。
②检查有无断丝, 若有断丝, 其数量不应超过总数量的1%,否则应其进行更换后, 重新张拉。
③检查夹片外露量。一般情况下, 锚头与夹片为配套产品, 夹片外露数量为1～3mm, 当发现普遍存在夹片外露量>3mm 时,可认为锚具不配套或不标准, 应退货或换货。
④检查分片夹片外露量是否一致。
管道压浆及封锚质量控制
孔道灌浆是后张法预应力工艺的重要环节。须注意灌浆用水泥标号应符合设计或规划要求, 一般采用不低于425# 的硅酸盐水泥、普通水泥或采用矿渣水泥。水泥浆水灰比例控制在0.4~0.45 之间, 3h 后泌水率不宜大于2%最大值不超过3%.24h后泌水应全部被浆吸回。为减少水泥浆收缩, 可掺0.05%～0.1%的脱脂铝粉或其他类型的膨胀剂, 并应与水泥浆均匀混合, 水泥浆调度应满足规范要求。灌浆前用压力水冲洗孔道, 压力宜控制在0.3~0.5mpa.灌浆顺序应先下后上, 直线孔道灌浆可以从构件一端到另一端曲线孔道应从最低点开始向两端进行, 在最高点设排气管。孔道末端应设置排气孔, 灌浆时待排气孔益处浓浆后,才能将排气孔赌注继续加压到0.5～0.6mpa, 并稳定两分钟, 关闭控制砸, 保持孔道内压力。每条孔道因一次灌成, 中途不应停顿,否则将已压的水泥浆冲洗干净, 从头开始灌浆。锚固区发生裂纹紧急处理锚固区发生局部裂纹后必须停止一切张拉和混凝土作业, 查明原因并提出处理措施后方可复工。发生裂纹的主要原因有: 混凝土强度不足、加强钢筋设置不当、结构断面设计不合理、张拉力过大等。
以上叙述了预应力工艺几个方面的质量问题。但实际施工过程中可能发生的问题远不止这些, 这里只是起抛砖引玉的作用,各位同行在施工过程中应不断总结, 使施工质量趋于完善。