淺談石武客專史凹特大橋預應力施工技術
2017-02-27
石武客專史凹跨濟東高速公路特大橋北起衛(wèi)輝市孫杏村鎮(zhèn)張武店材，至新鄉(xiāng)市牧野區(qū)張村。全長4.58486千米，跨省道新濮公路、輸油管線、東孟姜女河、濟東高速公路。本橋采用雙線圓端形橋墩，橋臺采用一字形橋臺，孔跨布置為：1-20m+14-24m+112-32m雙線簡支箱梁，2-（32+48+32）m+1-(40+64+40)m+1-(48+80+48)m雙線連續(xù)箱梁。
箱梁結(jié)構(gòu)形式為雙線單箱單室斜腹板截面，梁高4.2m，梁頂寬13.4m，梁底寬為5.5m。每孔箱梁C50混凝土(474.9+92.9+0.4)568.2立方,鋼筋93.19噸，鋼絞線21.958噸；每孔箱梁總重1561噸。節(jié)段混凝土箱梁最大吊重為150噸。
一、預應力施工工藝
預應力筋張拉施工是預應力結(jié)構(gòu)施工的關鍵工序，鋼束張拉采取張拉力和延伸量雙控。張拉施工的質(zhì)量直接關系到結(jié)構(gòu)安全、人身安全。施工前必須精心組織、策劃，做好各項準備工作，保證張拉施工的順利進行。
?。?）材料要求
采用符合現(xiàn)行國家標準《預應力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224-1995）的φj15.2高強度、低松馳預應力鋼絞線，抗拉強度標準值為1860Mpa，彈模為1.95×105 Mpa，松馳率不大于2.5%。。
預應力錨具及配套的螺旋筋應采用可靠廠家的定型產(chǎn)品。其材質(zhì)應符合現(xiàn)行國家標準《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼技術條件》（GB/T699）和《合金結(jié)構(gòu)鋼》（GB3077）的規(guī)定。其錨固性能應符合現(xiàn)行國家標準《預應力筋用錨具、夾具和連接器》（GB/T14370）的規(guī)定，成套錨具的組合條件，各套間應能互換使用。
錨具在使用前，應進行外形外觀、硬度、錨固性能及工藝性能的抽樣檢驗。經(jīng)檢驗合格后的錨具方可使用。
?。?）預應力鋼絞線束制作
?、黉摻g線下料
A、鋼絞線應在拉直條件下進行切斷，切斷前宜在切口兩端用鐵線扎緊，不得使用電弧焊進行切割。
B、下料方法。根據(jù)鋼絞線線盤的直徑加工放線架，將鋼絞線盤放入放線架內(nèi)，四周卡緊，下料頭從內(nèi)圈抽出。在下料場用鋼尺丈量，用砂輪切割機切割。在切割頭兩端5CM處用20號鐵絲綁扎，以免接頭鋼絲散亂。下好的料，存放在防雨干燥處，并掛牌標識，待施工時運至梁上施工。
C、鋼絞線的下料長度應根據(jù)工藝設備的具體尺寸進行計算后確定。
?、阡摻g線編束
按照設計根數(shù)進行編束，制束時一端至另一端必須順直無交叉，并盡量使各根鋼絞線的松緊一致，且單根鋼絞線無旁彎、燒傷等缺陷。同束鋼絞線應采用同爐、同批、同強度的預應力鋼材，鋼絞線束應按圖紙設計進行編束，并每隔1～1.5m綁扎―道鐵絲，鐵絲扣向里，編束要順、直、勻，綁扎應牢固。編好的鋼絞線束應編號掛牌并置于平坦的場地妥善保管，在堆放、運輸和安裝過程中均不得發(fā)生物理和化學損傷。
?、垆摻g線穿束
穿束前應用壓力水沖洗孔道內(nèi)的雜物，并觀查孔內(nèi)有無串孔現(xiàn)象，而后用風吹干孔內(nèi)的水份。穿束采用引線進行，先由人工穿入引線，再用卷揚機將編好束的鋼絞線穿入。
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當環(huán)氧樹脂膠漿的強度達到可以進行張拉的強度后，即可按設計要求開始張拉。
張拉程序為0～10%δcon～20%δcon～80%δcon，其中0～10%δcon鋼絞線伸長量用10%δcon0～20%δcon伸長量推算。
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A. 在張拉開始前，應向監(jiān)理工程師提交詳細說明、圖紙、張拉應力和延伸量的靜力計算。
B. 選派富有經(jīng)驗的技術人員指導預應力張拉作業(yè)。所有操作預應力設備的人員，應通過設備使用的正式訓練。
C. 預應力張拉過程中，如果發(fā)生下列任何一種情況，張拉設備應重新進行校驗：
a. 張拉過程，預應力鋼絲經(jīng)常出現(xiàn)斷絲時；
b.千斤頂漏油嚴重時；
c.油壓表指針不回零時；
d.調(diào)換千斤頂油壓表時
D. 除非另有書面允許，張拉工作應在監(jiān)理工程師在場時進行。
E. 張拉即將開始前，所有的預應力鋼材在張拉點之間應能自由滑動，同時構(gòu)件可以自由的適應施加預應力時產(chǎn)生的移動。
F. 預應力筋張拉時應對稱張拉，其張拉順序為先腹板后底板，先上后下，對稱進行張拉。
G. 預應力筋張拉后錨固值與設計規(guī)定的檢驗值的允許偏差為±5%。
H. 每次預應力張拉以后，如監(jiān)理工程師要求，應將下列數(shù)據(jù)抄錄給監(jiān)理工程師：
a. 每個測力計、壓力表、油泵及千斤頂?shù)蔫b定號。
b. 測量預應力鋼材延伸量時的初始拉力。
c. 在張拉完成時的最后拉力及測得的延伸量。
d. 千斤頂放松以后的回縮量。
二、真空壓漿工藝
真空灌漿是后張預應力混凝土結(jié)構(gòu)施工中的一項新技術，其基本原理在于：采用真空泵抽吸預應力孔道中的空氣，使孔道達到負壓0.1Mpa左右的真空度，然后在孔道的另一端用壓漿機以≥0.17Mpa的正壓力將水泥漿壓入預應力孔道，以提高孔道壓漿飽和度，減少氣泡影響。漿體的材料、配比及灌漿施工工藝是真空灌漿的關鍵。
?。?）真空壓漿優(yōu)點
?、僭谡婵蛰o助下，孔道中原有的空氣和水被清除，同時，混夾在水泥漿中的氣泡和多余的自由水亦被排出，增強了漿體的密實度。
?、跐{體中的微沫漿及稀漿在真空負壓下率先進入負壓容器，待稠漿流出后，孔道中漿體的稠度即能保持一致，使?jié){體密實性和強度得到保證。
?、壅婵諌簼{的進程是一個連續(xù)且迅速的過程，縮短了灌漿時間。
?、芸椎缐簼{在真空狀態(tài)下，減小了由于孔道高低彎曲而使?jié){體自身形成的壓頭差，便于漿體充盈整個孔道。尤其是一些異形關鍵部位。
（2）真空壓漿配合比
用P.052.5R水泥拌制水泥漿，添加高效減水劑、膨脹劑、阻銹劑，設計強度等級C50。采用真空壓漿專用攪拌機攪拌水灰比控制在0.33左右，稠度控制在21±4秒之間。
（3）準備工作
?、贆z查確認材料數(shù)量，種類是否齊備，品質(zhì)是否保證；
?、跈z查機具是否齊備、完好；
?、蹤z查供水、供電是否齊全、方便；
④按配方秤量漿體材料，減水先溶于一部分水，待用。
?、葸B接裝好各部件。
?。?）試抽真空
將灌漿閥、排氣閥全都關閉，抽真空閥打開；啟動真空泵抽真空，觀察真空壓力表讀數(shù)，即管內(nèi)的真空度，當管內(nèi)的真空度維持在-0.1Mpa時（壓力盡量低為好），停泵約lmin時間，若壓力能保持不變即可認為孔道能達到并維持真空。
(5）攪拌水泥漿
?、贁嚢柚埃铀辙D(zhuǎn)數(shù)分鐘，將積水倒凈，使攪拌機內(nèi)壁充分濕潤。攪拌好的灰漿要做到基本卸盡。在全部灰漿卸出之前不得再投入未拌合的材料，更不能采取邊出料邊進料的方法。
?、谘b料順序
首先將稱量好的水（扣除用于溶化減水劑的那部分水）、水泥、0.0001水泥用量的鋁粉倒入攪拌機，攪拌2min；將溶于水的減水劑倒入攪拌機中，攪拌3min出料；
?、鬯酀{出料后應盡量馬上進行泵送，否則要不停地攪拌。
?、鼙仨殗栏窨刂朴盟浚駝t多加的水全部泌出，易造成管道頂端有空隙。
⑤對未及時使用而降低了流動性的水泥漿，嚴禁采用增加水的辦法來增加灰漿的流動性，而應給予棄除。
(6）灌漿
?、賹⒒覞{加到灌漿泵中，在灌漿泵的高壓橡膠管出口打出漿體，待這些漿體濃度與灌漿泵中的濃度一樣時，關掉灌漿泵，將高壓橡膠管
此端接到孔道的灌漿管上，扎牢。
?、陉P掉灌漿閥，啟動真空泵，當真空度達到并維持在-0.1Mpa 值時，啟動灌漿泵，打開灌漿閥，開始灌漿，當漿體經(jīng)過空氣濾清器時，關掉真空泵及抽氣閥，打開排氣閥。
?、塾^察排氣管的出漿情況，當漿體稠度和灌入之前稠度一樣時，關掉排氣閥，仍繼續(xù)灌漿2～3min，使管道內(nèi)有一定的壓力，最后關掉灌漿閥。
④清洗拆下抽真空管的兩個活塞，卸下真空泵；拆下空氣濾清器和灌漿膠管，清洗灌漿泵、攪拌機、閥門、空氣濾清器以及粘有灰漿的工具。
(7） 注意事項
?、馘^頭一定要密封好，最好在密封后24h開始灌漿。
?、诠酀{管應選用牢固結(jié)實的高強橡膠管，抗壓能力≥1MPa，帶壓灌漿時不能破裂，連接要牢固，不得脫管。
?、蹏栏裾莆詹牧吓浜媳龋駝t多加的水會全部泌出，易造成管道頂端有空隙。對未及時使用而降低了流動性的水泥漿，嚴禁采用加水的辦法來增加其流動性。漿體材料（水泥、水及外摻劑）誤差不大于2%。
④灰漿進入灌漿泵之前應通過70目的篩子。
?、莨酀{工作宜在灰漿流動性沒有下降的30～45min時間內(nèi)進行，孔道一次灌注要連續(xù)。
⑥中途換管道時間內(nèi)，繼續(xù)啟動灌漿泵，讓漿體循環(huán)流動。
