后张法预应力箱梁施工工艺模板.doc

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后张法预应力箱梁施工工法
箱梁施工工艺: 模板加工及安装→钢筋加工安装及波纹管安装→砼浇筑→拆模、 养生→预应力张拉、 压浆→封端、 存梁
1.模板加工及拼装
1) 模板加工
在模板安装前, 对底板、 外模及内模用磨光机进行打磨, 清除表面锈迹, 然后再用干海绵擦除附着在模板表面的灰尘, 保证模板和底板表面干净洁净、 无污染。待模板清除干净后, 在用滚刷粘上脱模剂对外模、 底模进行均匀涂刷, 最后方可安装模板。
2) 模板拼装
以上工作按要求完成后进行模板安装。安装模板是由龙门吊配合人工安装, 在安装模前要检查台座上口与侧模接缝处槽钢内橡胶管是否完好, 有无上次浇筑时留下灰浆。模板拼装时要保证接缝平整, 接缝严密, 如有错台或缝隙时要及时处理完善后方可进行下道工序。
2．钢筋加工安装及波纹管定位
1) 钢筋加工安装
在钢筋加工前要仔细观看图纸和图纸中的附注说明, 要严格按照图纸设计尺寸进行加工。
⑴钢筋的下料与成型
此项工作主要是经过诸如调直机、 切断机、 弯曲机、 切割机、 电焊机等设备, 将不同型号的钢筋制作成符合设计尺寸的构件。需注意的是各种机械设备的摆放应符合制作程序。一般而言, 调直机、 切断机应紧靠钢筋库, 弯曲机、 切割机排在其后, 电焊机最后。各种设备的布置应以存取、 制作方便为考虑。
⑵腹板钢筋的制作、 就位与调整
在制作中除按”施工设计图”、 ”合同施工技术规范”、 ”公路桥涵施工技术规范”、 ”公路工程质量检验评定标准”等有关规定要求办理外, 还需注意以下问题:
①所有钢筋型号是否符合设计要求。
②钢筋相连接处需相互贴紧并保证其搭接、 焊接长度符合规范。钢筋的所有交叉点均应绑扎, 以避免浇注砼时钢筋移位( 在实际施工中, 由于两个方向的钢筋中距均小于30cm, 故只需隔一扎一即可) 。钢筋连接点不应设在最大应力点处( 即跨中) , 并应使接头交错排列。
⑶钢筋间距是否正确, 布置是否横平竖直。
⑷钢筋上不可有松散锈皮、 油类物质、 泥巴或其它杂质。
⑸是否有少筋漏筋的情况。
⑹波纹管坐标( 包括竖向和横向) 调整, 使其位置与设计要求误差不大于10mm, 并用卡筋或扎丝将波纹管牢固地固定在定位筋上, 以避免浇注砼时波纹管受外力移位。
⑺梁端网片筋焊接, 螺旋筋定位。
⑻其它不符合规定地方的调整工作。
①在此过程中, 质量方面主要有以下监控:
a.波纹管坐标是否正确。已调整好的波纹管线型应成圆滑的曲线, 不应有突起突落。
b.支座预埋钢板是否正确, 与其上的钢筋焊接是否充分。
c.梁端钢筋网片焊接是否牢固, 梁端预埋钢筋有无少筋, 整个网片有无少层、 少筋。
d.螺旋筋( 俗称弹簧筋) 是否紧贴喇叭型锚头。
e.梁肋、 横隔板钢筋是否有靠模, 露筋现象存在。如有需加以垫块, 需要注意的是当垫块强度能够抵挡得住钢筋所加的外力时, 方可使用。
f.波纹管是否在串索存在( 即一条波纹管两端所处索次不同) 。
g.当波纹管位置与钢筋位置相冲突时, 应以波纹管位置为准, 钢筋可适当挪动。
在以上监控中, 与波纹管有关的应特别加以重视。
②顶板钢筋的制作
当模板安装完毕并验收合格后, 即可进行顶板钢筋的制作。在此工序中, 除了应注意腹板钢筋制作中的注意事项外, 还应注意:
a.钢筋保护层不够或靠模、 漏筋。
b.由于是先涂刷顶板脱模剂后扎顶板钢筋, 故应谨防钢筋沾上脱模剂, 以免造成钢筋与砼不能很好的结合。
2) 波纹管安装定位
波纹管为橡胶制品, 有韧性, 易定位, 定位后线形好。波纹管严格按图纸坐标进行定位, 首先用Φ8钢筋焊接按图纸每米坐标对波纹管进行托底定位。在焊接托底时要注意将波纹管半径尺寸考虑在内。波纹管托底定位完成后, 开始波纹管安装, 待波纹管安装完成后, 再用Φ8钢筋加工成U型对波纹管进行横向定位, 并将波纹管曲线部分每50CM进行加固。
波纹管安装定位工作完成后, 重新对照图纸坐标进行校核, 如有差异应及时更正。另外, 严格检验波纹管是否有砂眼和破损及接头处封闭情况是否完好, 做到及时发现问题及时处理。
3.砼浇筑
砼浇筑工艺时从一端至另一端有序进行, 底板、 腹板、 顶板同时对称分层摊铺、 分层振捣完成。
1) 砼拌和准备
以上工序完成后准备砼浇筑, 在浇筑前对拌和机、 运输车辆、 及相关设备进行检验看状况是否良好( 平时要有专人进行保养) 。确定各项准备工作完好后, 书面通知试验室人员再有试验室人员书面通知拌和站操作人员按C50配合比进行砼拌和
为保证砼拌和质量, 试验室人员将砼所用原材料做含水试验。
拌合站操作人员接到通知后开始准备砼拌和、 为保证砼拌合质量, 首先要试拌, 按试验室提供配合比进行配料并按实际原材料含水量来控制水灰比, 拌和时间应不小于90秒, 待拌和完成后现场做塌落度, 在浇筑过程中, 每次拌和完成后: 首先有试验室专业人员目测砼合易性及塌落度, 如发现差异较大, 及时用塌落度桶做塌落度试验, 如试验结果与设计差异较大时, 此砼做废弃处理。
2) 砼振捣
腹板部位砼采用高频附着式震动器震捣为主, 插入式震动棒配合辅助震捣。预应力管道以上梁腹部位砼主要依靠震动棒震捣。箱梁顶板部位砼采用平板震动器和震动棒震捣。
(1)砼的浇注
因砼浇注时, 不能有超过浇注砼允许间断时间的停顿, 故应加强浇注砼前的准备。准备工作如下:
①调试高频柜及高频振动器, 确保其能正常工作。
②砼运输便道的清理。
③插入式振动棒的调试。
④在容易漏浆的地方加以封堵。
⑤原材料的充分准备。
⑥机械的准备。
⑦如夜间施工, 照明灯具的准备。
⑧为防止在砼浇注过程中, 振动棒不慎触及、 破坏波纹管, 致使水泥浆进入管道造成堵塞, 对后面钢绞线穿索工作形成困难, 应预先在波纹管道中穿入直径稍微比波纹管小的塑料管, 梁的两端应个留1～2米的工作长度。
(2)一切准备就绪后, 方可浇注砼。
①砼浇注时应从箱梁从一端开始, 分层浇注, 每层不能超过30cm, 必须保证在浇注砼的允许间断时间内完成浇注上层砼。
②在砼浇注时, 应有总负责人负责全面的指挥工作。振捣、 放灰人员必须专人, 在上层砼没有出浆前下一层不能放灰。附着式振动器应密切配合。总负责人密切观察砼的振捣情况, 发现问题要处理彻底。
③为避免钢筋移位和已经振捣密实的砼与钢筋握裹力降低, 甚至脱离, 砼浇注过程中不允许振捣棒触及钢筋。
④避免预应力孔道变形、 振破漏浆、 移位, 同样不允许振捣棒触及波纹管。
⑤放砼要根据高频振动器位置合理放, 振捣人员要根据梁体砼浇注情况合理安装高频振动器。
⑥振捣是否合理是影响砼强度的重要因素之一, 故要求如上:
a.高频振动器的振动应与放砼同步进行, 时间控制在10～15s之间。
b.插入式振捣器应快插慢拔。一是防止砼离析、 分层; 二是将砼中的气泡带出, 并防止快拔使砼产生空洞。
c.插入式振捣棒移动间距不得超过有效振动半径的1.5倍。高频振动器移位间距应使振动半径能覆盖已振实部分10cm左右。
d.插入式振动器要垂直的插入砼内, 并要插至前一层砼, 以保证新浇砼与先浇砼结合良好, 插入深度一般为5～10cm。
e.不能在模板内利用振捣器使砼长距离流动或运送砼, 以免造成砼离析。
f.在振动( 捣) 腹板砼时, 第一步用高频振动器振动, 第二步用插入式振捣器振动, 直至砼停止下沉, 不再冒有气泡、 泛浆、 表面平坦为止。
g.砼震捣要防止灰浆自流充填锚固区
⑦收面板砼时, 表面不能漏筋。要用木镘刀收成带一定坡度的平面, 表面平整且无碎石裸露, 不能有脚印。
⑧应有专人值班, 遇有漏浆等情况及时封堵, 以免造成蜂窝、 麻面、 强度降低等情况。
⑨砼浇筑结束, 要详细检查预埋件位置是否正确, 发现移位要在砼初凝前纠正
腹板部位砼采用高频附着式震动器震捣为主, 插入式震动棒配合辅助震捣。预应力管道以上梁腹部位砼主要依靠震动棒震捣。箱梁顶板部位砼采用平板震动器和震动棒震捣。
4.拆摸、 养生
①砼浇注完成, 待表面收水并硬化后即在箱梁顶板表面上覆盖一层养生布、 麻袋或能延续保持湿润的吸水材料, 并立即洒水, 时刻保持顶板表面湿润, 洒水养生保持7天。应注意养护时不宜间断浇水
②模板顶开后由顶板与模板之间的缝隙处往里洒水, 保持腹板湿润。
③模板拆除后, 采用养生架顶住养生布, 使之紧贴腹板砼, 浇水保持腹板湿润, 并养生7天。
④拆除模板后, 在箱梁两头用沙子堵住, 里面注水, 养生底板。
⑤在春秋季, 根据气温情况, 4～8h洒水养生一次, 并保持砼表面湿润, 直至箱梁张拉完成。
5.张拉
本工程箱梁张拉为后张式, 即砼强度达规定要求后, 从箱梁两端同时对称张拉。由与张拉力相对应的油表读数控制张拉力, 辅以伸长量校核。
( 1) 预应力筋理论伸长值(△L)计算:
△L=PP×L / AP×EP
式中: △L──预应力筋理论伸长值mm计
PP ──预应力筋的平均张拉力( N)
AP──预应力筋的截面面积( mm2)
EP──预应力筋的弹性模量( N/mm2)
L ──预应力筋的长度( mm)
( 2) 张拉设备分为: 张拉架, 由直径约7-8cm的钢管搭接而成, 主要作用有: 悬挂千斤顶, 并使之在梁的长度方向上自由滑动, 固定油泵, 转运张拉设备时可直接吊放张拉架即可。千斤顶、 油泵、 油表( 使用表和备用表各一块) 、 工具锚盘、 工具夹片、 限位板。
( 3) 张拉过程如下:
①下料: 钢绞线进场时, 材料、 实验人员应检查有关技术条件及质量保证书, 并对其外观进行一般查验, 表面不应有明显锈斑。实验人员应对每批钢绞线做力学试验。整盘的钢绞线要放在专用线盘架中固定后方可解捆, 以防散盘。索长应按设计值下料, 即预应力管道的长度加上两端各50cm左右长的张拉段。下料使用工具为高速磨切割轮。为防止一束钢绞线中一根或几根绞扭在一起, 造成其伸长量不均, 钢绞线编束时, 每根应平直顺放, 且每隔1-1.5m绑扎一道扎丝( 注意扎丝扣应向里) 。
②穿索: 穿索前应将先穿进去一端的钢绞线头用俗称”炮弹头”的套件箍住或裹以胶布。为防止钢绞线的钢丝松开, 将波纹管划伤、 划破、 阻碍穿索、 压浆。砼浇注完毕后, 即可拔出波纹管中的塑料管, 进行人工穿索。
③安装锚盘: 穿索完毕, 安装锚盘前须先把锚垫板表面清理干净, 不得有水泥灰浆等杂物, 之后即可向钢绞线上套装工作锚盘, 中间夹有夹片。之后按先后顺序分别套装限位钢板、 千斤顶、 工作锚盘、 工具夹片。注意应用短铁管将工具夹片捣紧, 使夹片初步夹紧钢绞线。张拉结束后, 为使夹片能顺利地从锚孔中退出, 可在工具锚盘圆锥形锚孔上涂以石腊。
④张拉: 当一切准备妥当后, 即可进行张拉。
张拉程序为: O→初应力→σcon( 持荷5min) →测量及汇总钢绞线伸长量→锚固→卸顶结束张拉。
a.箱梁预应力张拉准备
接通电路, 接通油路。启动油路阀门, 往返进油, 回油排泄空气操作, 直至油路管中无气泡为止。安装工作锚、 液压顶压器、 千斤顶、 工具锚。
b.划线: 用红色油漆沿夹片端部划线, 作为张拉的起始点。
c.箱梁施工预应力张拉操作
关闭张拉油路卸荷阀门, 开始张拉油路进油阀门, 使张拉油缸进油, 油压缓缓上升, 千斤顶活塞开始伸长。千斤顶由于自重下垂, 开始拉紧钢绞线抬高。这时要注意锚环、 垫板、 千斤顶是否正常, 要保持锚环和孔道同心圆, 若有错位要放松千斤顶纠正。
钢绞线张拉力根据油泵压力表值与张拉力关系分级控制施加张拉力。到达控制张拉力要持荷, 保持压力表值不变, 压力表值下降要进油补压。
d.张拉顶楔
持压达到控制张拉应力或相应油表值读数。开启顶压器进油阀门, 顶压器活塞伸出顶压夹片咬住钢绞线, 顶锚控制。钢束顶锚两端时间要错开, 不得同时进行。在顶压时保持张拉油路平衡, 张拉油路阀门不进油也不回油。
e.张拉回程
钢束顶压后关闭张拉油路进油阀门, 开启张拉油路卸荷阀门, 张拉缸回油到油泵, 张拉千斤顶活塞回缩, 工具锚松开, 压力表下降回零。顶压油路也回油。卸下工具锚和千斤顶、 液压顶压器, 预应力张拉结束。
f.对于张拉我们有以下步骤与要求:
Ⅰ.当张拉至设计张拉力的10%时, 量测千斤顶伸长量△L1, 并作下记录。这一工序我们称之为初拉。
Ⅱ.当新校核过的千斤顶和油表刚使用时, 采取初拉、 终拉两阶段即可。
Ⅲ.当张拉至设计油表读数( 我们称之为终拉) 时, 量测千斤顶伸长量△L2, 并作下记录。
Ⅳ.稳压5分钟。
Ⅴ.油泵回油, 卸除千斤顶、 工具锚具、 工具夹片, 准备下次张拉。
Ⅵ.用水泥砂浆或其它代用物将工作锚盘凹座封闭。目的是压浆时水泥浆不致漏出而使压力达不到设计值。在实际施工中, 只要能将工作锚盘凹座封闭并能抵抗压浆时浆的压力且与砼无不良化学反应的代用品均可使用。( 需注意的是糊锚盘时不要将其上的压浆眼堵住。)
⑤张拉结束后, 需:
a.测定工作锚盘的变形量, 如大于5mm, 则需要更换锚具后重新张拉。在实际施工中, 工作锚盘的变形量未发现有大于1mm现象。
b.计算张拉过程中钢绞线的总伸长量△L。计算公式如下:
△L=△L1+△L2
如△L与设计伸长量之间的差大于设计伸长量的6%, 应视不同情况采取以下应对措施:
Ⅰ.重新校核或更换张拉油顶与油表。
Ⅱ.测试钢绞线性能是否稳定。
Ⅲ.测定工作锚盘的变形量。
Ⅳ.钢绞线平直顺放地穿入预应力孔道。防止钢绞线绞扭在一起, 其中一根或几根满荷运行, 而其它束受力很少, 造成伸长量过长。
Ⅴ.工具夹片紧箍钢绞线, 防止滑丝、 滑索。
Ⅵ.重新张拉。
⑥预应力钢绞线滑束、 断丝处理
a.预应力钢束放松
在张拉过程中, 由于各种原因会引起预应力钢绞线断丝、 滑束。断丝超过限制值数量或滑束, 已张拉的钢束必须要作相应处理。
预应力钢束张拉发生滑束断丝, 要立即停止张拉作业, 对张拉设备、 锚具、 钢绞线进行检查, 搞清原因后, 再恢复作业。
预应力钢束放松: 将一端千斤顶按张拉状态安装好, 并将锚环夹片顶紧。另一端千斤顶张拉, 随着钢绞线伸长, 锚环上夹片带出或松动, 这时可用小钢钎( 针) , 轻轻地把夹片踢撬出来, 待全部退出夹片后, 然后放松千斤顶。一次夹片处理不完, 可在千斤顶放松后, 再次进行处理。经检查完后, 重新张拉作业或调换钢绞线。
b.钢绞线单根补拉
预应力钢束顶压后, 若发现单根钢绞线滑束。可用yc20型千斤顶补拉作业。在锚垫板上设支撑架, 进行单根钢绞线张拉。
⑦预应力损失的因素及减少措施
在箱梁施工中, 引起预应力损失的因素及减少措施如下:
a.砼的收缩与徐变: 砼收缩会对钢绞线产生压应力, 抵消了部分拉应力, 使砼损失了部分压应力。砼的徐变是在力的作用下产生塑性变形的现象, 是砼中所含胶凝体因受压而产生粘性流动或砼中大量微细空隙和薄弱界面因受压而产生变形的结果。在砼施工中注意振捣, 达到密实。保持早期充分的潮湿养护条件。
b.钢绞线的松驰: 钢绞线在受拉力作用下, 其拉应力随着时间的增长而降低, 特别在张拉的几分钟内最激烈, 约占全部松弛的50%。鉴于此损失原因, 采取步骤: Ⅰ张拉至设计张拉力后, 稳压5分钟。
Ⅱ采用低松弛钢纹线。
c.锚具、 夹具的变形: 采取措施为: Ⅰ采用质量优良的锚具、 夹片。变形量＜1mm。Ⅱ夹片夹紧钢绞线。
d.钢绞线与波纹管道摩擦引起的应力损失。
e.砼弹性压缩引起的应力损失。限于张拉设备的条件, 对钢索进行分批张拉。当按批次张拉第二索时, 砼所产生的弹性压缩会使第一索钢绞线产生应力损失。同理, 张拉第三索时, 又会使第一、 第二索钢绞线产生应力损失, 余此类推。
⑧张拉注意事项
a.预应力钢束张拉是一项有一定危险性的工作, 思想上要引起高度重视, 两端操作人员要在统一指挥下, 明确分工, 精心认真操作。
b.预应力钢束张拉作业中, 要及时测定钢束伸长量, 并现场作好有关原始记录。
c.张拉机具设备要有专人保管使用。以防非操作人员乱拧机具设备, 造成损坏、 失灵、 丢失零件。张拉设备转移时, 不能碰撞、 震动、 倒置, 以防损坏。
d.张拉机具设备: 千斤顶、 油泵、 顶压器、 压力表等, 要按规定维修、 保养、 校验。确保油泵、 油表、 千斤顶配套完好。
e.预应力钢束张拉作业操作人员要站在两侧, 不得站在千斤顶正面。油泵操作人员要戴眼镜防护。作业时要注意油泵、 油管、 油表、 千斤顶等情况是否正常。
f.预应力钢束张拉作业中, 发生断丝超过规定值, 滑束、 回缩值过大, 伸长量不正常等质量问题, 要停止作业, 报技术部和监理人员, 及时采取处理措施。
g.已经张拉未压浆的预应力钢束。严禁在钢绞线上脚踏站人、 敲击、 碰撞锚环。锚头钢绞线禁止电焊切割。
注意: 梁的张拉强度一律以最后灌注的试模强度为准。
6.孔道压浆
孔道压浆是用压浆泵将水泥浆压入管道内, 使水泥浆注入钢绞线间隙, 充填管道空隙, 让钢绞线与梁体砼结合为整体。
(1)水泥浆配合比与拌制
压浆水泥一般采用硅酸盐水泥或普通水泥。水泥浆采用电动搅拌机拌和。拌和操作程序: 先加清水, 然后加水泥。拌和时间不少于一分钟, 把拌好的灰浆经过筛孔排入储浆桶内。储浆桶内灰浆仍要低速搅拌。储浆桶容积不小于压一根管道所需的水泥浆体积。
(2)孔道压浆机具设备及准备工作
①孔道压浆主要机具设备: 活塞式压浆机( 泵) 、 空压机、 水泥浆搅拌机、 储浆桶以及操作工具, 实验室还要配备稠仪。
②压浆前在箱梁两端锚环上安装进出浆短钢管。钢管两端均有丝扣, 一端与锚环预留孔( 丝孔) 连接, 另一端压浆操作时与阀门连接。
③箱梁两端锚环夹片和钢绞线有间隙, 提前采用早强水泥封堵锚头( 纯水泥稠浆不加沙) , 要求封锚密实牢固, 以防压浆渗水和破裂。
④冲洗预应力管道。先用空气压缩机吹洗管道中的污物。之后向管道中注水, 并用空压机将水冲洗干净( 目的有以下几点: ①湿润波纹管壁; ②冲洗过程中, 将污物带出, 以利于水泥浆与波纹管壁及钢绞线良好结合; ③管道是否通畅) , 但仍要保持管道润湿。
(3)压浆
当锚具上的水泥砂浆强度上升至能抵抗压浆产生的压力时, 即可进行孔道压浆。
①孔道压浆采用活塞式压浆机。吸浆泵头放在储浆桶内, 压浆管与箱梁进浆钢管连接, 中间设进浆阀门( 也可采用软塑料管, 不设阀门) , 箱梁另一端安装排浆控制阀门( 也可采用丝扣堵头, 不设阀门) 。管道压浆顺序: 先下后上原则。
②压浆操作: 起动压浆机, 打开进浆阀门和排浆阀门, 水泥浆从进浆管压入箱梁管道内。开始压力小, 逐步增加。当排浆孔出浆时, 应让废灰浆全部排出, 达到排出水泥浆和进浆稠度相同时为止。关闭排浆阀门进行稳压( 或用堵头堵塞出浆管口) , 一般控制压力0.5～0.7MPa, 压力表下降时要进行补浆增压。持压两分钟后把进浆阀门关闭, 拆除压浆管, 孔道压浆结束。
(4)压浆注意事项
①冬季施工时, 严禁预应力管道内有积水。夏季气温高于35℃时, 压浆作业安排在夜间为宜。
②压浆作业冲洗孔道时, 发现孔道有串孔现象, 应情况充分掌握后, 采取措施, 串通孔道进行同时压浆作业。操作程序同上, 顺序先压下后压上。
③孔道压浆中途故障, 一时不能恢复正常作业。应决定用压浆机压清水冲洗管道, 并要求冲洗干净。用空压机把管道内积水吹排出来。
④压浆操作人员应戴防护眼镜, 以防水泥浆喷伤眼睛。
7. 吊运箱梁
吊运箱梁前, 检查穿插在活动底板的钢丝绳与吊具是否牢固连接。
准备就绪后, 即可用门架吊运。在此工程中, 吊运箱梁的门架司机应操作一致, 并在吊运前, 检查和清理门架轨道。
8.封端
梁端砼封锚, 是将箱梁端头外露的预应力锚具用砼保护起来, 而且成为梁体的组成部位。当箱梁吊运至存梁底座后, 即可用高速磨切割机将露在工作锚盘外的钢绞线割除( 注: 应留2-3cm的锚前钢绞线) , 之后焊接封端钢筋、 套装模板、 浇注砼。在此施工中需注意以下问题:
( 1) 砼梁端封锚应先把梁端清理干净, 清除锚垫板上的灰浆, 梁端砼断面要凿毛。焊接绑扎封锚钢筋, 安装封锚模板。
( 2) 检验箱梁长度等尺寸。现浇封锚砼。并注意安排洒水养护