后张预应力张拉施工工艺
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摘要:结合锡张高速路基L10标南套河桥后张法预应力预制箱梁的一些生产情况,简单地谈谈后张预应力张拉的施工工艺。
关键词:后张法预应力;张拉;钢绞线
后张预应力越来越广泛地应用到大型砼构件及大跨度现浇砼梁施工中,其张拉操作工艺更显重要,为此,笔者通过在锡张高速路基L10标后张预应力桥施工过程中,对后张预应力施工中的一些经验体会总结如下:
1 预施预应力前的准备工作
a)检查梁体砼是否达到张拉强度,待达到砼设计标号90%以上方可进行张拉。
b)清除锚垫板上的砼,检查锚垫板是否与孔道垂直,如不垂直则需要准备合适的铁垫板加以调整。
c)检查锚垫下的砼是否有蜂窝和空洞,必要时需采取补强措施。
d)用空气压缩机向孔道内压风,清除孔道杂物。
e)计算钢束张拉的理论伸长值,对于长束(L>20米以上)采用分段计算法。
f)锚具抽检:千斤顶、油表的配套标定校验检验;高压油管的检验。高压油管应用高压橡胶管,其工作压力应达到要求,并同油泵千斤顶相匹配;对夹片进行硬度检测。
g)按照张拉顺序,将钢束进行编号,以免出错;张拉顺序应按设计要求进行,一般应遵循先下后上,先左后右,先中间后两边“对称均衡”的原则。
h)张拉前对张拉工人进行技术交底,对其进行一次岗前张拉培训,使其能熟练掌握操作工艺,并对其进行安全思想教育,确保安全。
i)技术人员准备好各种记录表格,测量卡尺等。
j)好对预应力构件起拱度的观测;设置观测点,测出张拉前标高,待张拉完后再测标高,计算起拱度。
2 钢束的张拉
钢束的张拉严格按照后张预应力的施工要求和张拉顺序执行,其工艺流程为:
a)安装工作锚、限位板b)安装千斤顶、工具锚c)张拉操作d)张拉缸回油、张拉结束e)压浆、封锚
2.1 张拉系统的安装
a)将每束钢绞线理顺平行,不得相互交叉,除去污物附锈等。
b)然后安装工作锚夹片,将工作锚环的小孔分别装入钢绞线,工作锚必须装在锚下垫板止口环内,工作锚要贴紧锚垫板,在每孔钢绞线的外周插入二块夹片。夹片缝隙大小要均匀,用φ20mm的圆管套在钢绞线上,紧靠夹片用小锤轻轻敲打圆管,使夹片进入锚环,要求外漏面要平齐、缝隙均匀。夹片外漏面不齐是由于钢绞线不在孔的正中或变形不圆而引起的,如不齐则需要重新装夹片。
c)装限位板,限位板上的每个孔穿过钢绞线后使每孔对准工作锚的相应孔后而紧贴工作锚。
d)安装千斤顶,千斤顶的穿心孔通过钢束,紧贴限位板,是钢束锚孔在同一轴线上。
e)安装工具锚、工具夹片。工具锚的安装应与前段张拉锚具对正,不得使工具锚与张拉端锚具之间钢绞线扭绞。为了工作锚拆卸方便,工具夹片光面应涂退锚油(石墨粉或蜡+机油)后再装入。
f)油泵开动,少许打油,千斤顶张拉缸保持适量油压后,调整千斤顶和钢束在同一轴线上,以防断丝。
2.2 预应力张拉
2.2.1 张拉伸长值
按照张拉顺序依次对钢绞线束进行张拉。张拉时要求采用伸长值与张拉力双控,并注意实际伸长值与理论伸长值之差应控制在±6%以内。实际伸长值为
ΔL=ΔL1+ΔL0
式中:
ΔL1 从初应力至最大张拉应力之间的实测伸长值(cm);
ΔL0 初应力时推算伸长值(cm),可采用相应的伸长值。
在后张预应力施工中,一般多采用分级张拉程序,如图所示。
分级张拉的优点:保持油压上升速度相等,钢束受力均匀,能使摩擦损失减少,能使两张拉段的钢束伸长值相接近,能得出ΔL0值(张拉时还要注意随时观察梁的上拱度和梁体侧向变形,避免梁体变形过大而产生裂纹)。
2.2.2 张拉程序
a)张拉缸进油到初始应力,记录张拉缸行程值,作为计算伸长值的起点。
b)张拉缸继续进油,两端等速,同步进行张拉,两边要用对讲机及时联系拉力和伸长情况,至张拉力持荷5min后,量测伸长值,符合规范要求做好记录。分级张拉过程中伸长值小的一端可先张拉,伸长值大的一端后张拉,以调整两端伸长值的差距。
c)达到设计预应力后,持荷3-5min,缓慢施放油缸压力至零,钢绞线则整齐地锚固在锚具内。锚固时伸长值的一端先锚固,另一端补足张拉力后再锚固。如需重复张拉,将千斤顶活塞返回零位,将工具锚推装就位。则可继续张拉。
d)千斤顶回程,卸除千斤顶,检查钢绞线回缩值,灌浆及封锚,移走张拉设备,卸除过长的钢绞线(用砂轮切割)、封口、压浆、封锚。
2.2.3 张拉注意事项
a)限位板应根据钢绞线的实际外径来选择。
b)张拉现场的周围应设有明显的警告标志、绳索阻拦,严禁与该工作无关的人员进入,张拉时工具锚后严禁站人。
c)张拉锚固后的锚具和钢绞线不得碰撞、敲击,承受其他应力。
d)切除多余钢绞线时不得使锚具受热退火而影响锚固性能。
e)张拉操作人员应由熟悉本专业的人员参加或培训合格后方可上岗,有专人负责指挥,操作过程中严禁摸踩、碰撞钢绞线和锚具。
f)具夹片和工具锚夹片在使用时应分别存放,绝对不能混在一起使用。
g)油泵操作人员要戴防护眼镜,防止油管破裂及漏油喷射伤眼。
h)拆卸油管时先松除油压,以免油压大喷出伤人。
i)操作人员离开岗位时,必须把油阀门全部松开并切断电路。
3 在后张预应力张拉过程中出现断滑丝的分析和原理
3.1 原因分析
3.1.1 内部因素
a)锚具夹片钢绞线的几何尺寸不精确。
b)技术参数达不到要求,夹片硬度过硬或过软。
C)锚具夹片不配套。
d)夹片齿形圆弧不合要求,夹片变形。
3.1.2 外部因素
a)锚固锥孔与夹片之间有杂物,钢绞线上有油污,锚下垫板喇叭口内有砼和其他物质。
b)锚具偏离锚下垫板止口。
c)夹片安装时不整齐,间距不均匀,不能同时受力。
d)张拉过程中,速度过快。
3.2 采取的措施
a)试验不合格、不配套的锚固系统不得使用。
b)对张拉人员进行技术培训,提高质量意识,增强责任心。
c)安装时对锚具系统的每一部分认真清理,对其外观仔细检查。
d)夹片安装要整齐、间距均匀,夹片槽内橡胶圈要紧。
e)检查锚固体系安装符合要求后再进行张拉,要使钢束、锚具、千斤顶处于同一轴线上。
f)张拉时速度不宜过快,保持油表读数慢慢、均匀地增加。
3.3 滑断丝的处理
a)当滑断丝数量超过规范要求,要对其进行处理。可采用YCL22型千斤顶(YC20D型千斤顶)和卸荷座。将卸荷座支撑在锚具上,YCL22型(或YC20D型)千斤顶安装在滑丝钢绞线,直至将滑断丝夹片取出,换上新夹片,张拉至设计应力即可。如严重滑丝则应将锚具上所有的钢绞线全部卸荷,找出原因并解决,再重新张拉。
b)退锚困难的预防措施。安装工具锚夹片前把千斤顶预先伸长几厘米,工具锚夹片涂退锚油(石墨粉或蜡+机油)。
c)当钢束的伸长值大于千斤顶的行程时,须(倒缸)分次张拉。先张拉至一定张拉力,然后回油,工具锚夹片锚固,再重复张拉直至设计吨位。
参考文献:
[1]《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000) 路桥集团第一公路工程局, 人民交通出版社,2000
[2]《结构设计原理》 邵容光 人民交通出版社