論文導(dǎo)讀:通過三門峽天盛御景工程中灌注樁后壓漿的施工實(shí)例,闡述了灌注樁后壓漿的施工要求和施工要點(diǎn)。
論文導(dǎo)讀:穿出錨孔后再壓花頭。通過10-20%的初張拉應(yīng)力才能完全拉直。這充分說明,張拉工作只要認(rèn)真對(duì)待,每一個(gè)步驟、每一個(gè)細(xì)節(jié)都規(guī)范化,是完全可以達(dá)到伸長量和預(yù)應(yīng)力雙控制的目標(biāo)的。
關(guān)鍵詞:穿絲,壓花頭,頂壓滑絲,回縮量伸長量,張拉應(yīng)力,雙控
1.概述
后張拉工藝是先制作構(gòu)件,并在構(gòu)件中按預(yù)應(yīng)力筋的位置預(yù)留出相應(yīng)的孔道,結(jié)構(gòu)件混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的數(shù)值后,穿入預(yù)應(yīng)力鋼筋,用張拉機(jī)具進(jìn)行張拉,并利用預(yù)應(yīng)力錨具把張拉后的預(yù)應(yīng)力筋錨固在構(gòu)件端部。這樣大型構(gòu)件就可分件制作,運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)再利用預(yù)應(yīng)力鋼筋連成整體。后張法靈活性大,現(xiàn)已逐漸從單個(gè)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件發(fā)展到整體預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。
目前常用的預(yù)應(yīng)力筋有單根粗鋼筋、鋼筋束(鋼絞線束)、和鋼絲束三種。這三種分別適用不同體系的錨具,鋼筋的制作工藝也因錨具的不同而有所差異。雖然光面高強(qiáng)鋼絲與鋼絞線同為高強(qiáng)度低松弛,但因光面鋼絲本身的特點(diǎn),張拉的具體操作與鋼絞線是有所差別的。光面高強(qiáng)鋼絲張拉與鋼絞線張拉比較,在采用夾片張拉工藝時(shí)有以下三個(gè)特點(diǎn):鋼絞線張拉以后,夾片不用頂壓,可利用鋼絞線本身的回縮力把夾片帶進(jìn)夾緊。而光面高強(qiáng)鋼絲束張拉后,夾片必須經(jīng)過足夠的壓力頂壓才能把鋼絲束夾牢固。因此,在千斤頂前面增加了一個(gè)頂壓器,而且測(cè)出頂錨壓力,而油泵也必須增加一條頂壓供油用的油管與之配套。
1.2.穿鋼絲的方法不同
鋼絞線在波紋管內(nèi)無論有多少股,可以一次穿過去,兩端錨環(huán)孔眼的鋼絞線并非全部“對(duì)號(hào)入座”。而光面高強(qiáng)鋼絲一根根是分散的,必須一根根穿或一束束穿(一束由7根鋼絲組成),而一條波紋管內(nèi)可能有多束鋼絲,必須穿多次,使兩端錨環(huán)孔眼的鋼絲全部“對(duì)號(hào)入座”,保持各線平行狀態(tài)。
1.3.張拉分級(jí)不同
一條波紋管內(nèi)無論有幾股鋼絞線,張拉時(shí)可以一次拉完。拉力也可由預(yù)應(yīng)力的10%讀數(shù)記錄后,一直拉到預(yù)應(yīng)力的100%。而光面鋼絲束則不然,在波紋管內(nèi)有幾束光面鋼絲就要分別張拉幾次。不但如此,每束光面鋼絲還不能一次拉到設(shè)計(jì)噸位,而要分2-3次循環(huán)張拉。目的是讓波紋管內(nèi)的各光面鋼絲束的預(yù)應(yīng)力較均衡的、逐步的達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力。避免各光面鋼絲束的預(yù)應(yīng)力在張拉過程中相差過大。
光面鋼絲束張拉后還要頂壓才能回油。否則,夾片就夾不牢鋼絲束而產(chǎn)生超過允許值的滑絲。如何頂壓,要用多大壓力頂壓才能達(dá)到規(guī)范要求,要注意什么問題;如何在波紋管中穿光面鋼絲,如何捆成束(7根1束),這些都是光面鋼絲張拉的重要環(huán)節(jié),必須熟練掌握。
筆者根據(jù)在張拉工作中的體會(huì),對(duì)光面高強(qiáng)鋼絲的張拉作以下介紹,供有關(guān)工作人員參考。
2.穿鋼絲的方法
2.1.穿鋼絲必須遵循的原則是:
(1)7根鋼絲捆成一束,保證斷面形狀為梅花形;
(2)每束7根鋼絲要互相平行,不混雜,不扭轉(zhuǎn),且波紋管內(nèi)所有鋼絲束互相平行,不打絞,不扭轉(zhuǎn);
(3)每束7根鋼絲必須在一個(gè)扇區(qū)內(nèi),而且墩頭錨的各扇區(qū)與夾片錨的各扇區(qū)要互相對(duì)應(yīng),即“對(duì)扇入座”,才能保證波紋管內(nèi)各鋼絲束互相平行,不扭轉(zhuǎn)。論文參考。
2.2.根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況,穿鋼絲可采用以下兩種方法:
。1)每根鋼絲先壓好花頭,后穿鋼絲。每根鋼絲壓好花頭后,一根根鋼絲從墩頭錨錨孔的一個(gè)扇區(qū)由外向波紋管內(nèi)穿。一個(gè)扇區(qū)的7根鋼絲穿完后,立即捆成一束,再穿過夾片錨對(duì)應(yīng)扇區(qū)的錨孔內(nèi),直到波紋管內(nèi)所有鋼絲束穿完為止。
。2)先把7根鋼絲捆成一束,由波紋管張拉端向墩頭錨固端方向穿。穿過波紋管后,再一根根穿過墩頭錨錨孔。論文參考。穿出錨孔后再壓花頭。特別強(qiáng)調(diào),一束的7根鋼絲必須穿在同一扇區(qū)內(nèi), 否則返工,以保證鋼絲互相平行,直到波紋管內(nèi)所有鋼絲束穿完為止。
以上兩種方法,無論采用哪種都可以,但必須做到每束7根鋼絲穿在同一扇區(qū)。墩頭錨的扇區(qū)要與夾片錨扇區(qū)互相對(duì)應(yīng),保證各鋼絲束不扭轉(zhuǎn)。
另外,在張拉前一定要檢查每根鋼絲的壓花頭,是否密貼墩頭錨的錨孔。若發(fā)現(xiàn)個(gè)別鋼絲的壓花頭離開墩頭錨錨孔,就一定要打進(jìn)去或由另一端拉進(jìn)去,使壓花頭緊貼錨孔。否則,由于鋼絲長短不一,就會(huì)造成7根鋼絲內(nèi),各鋼絲的預(yù)應(yīng)力大小不一致,應(yīng)力大的超過了設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力,應(yīng)力小的,則達(dá)不到設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力。這是絕對(duì)不允許的。
3.上夾片和張拉
3.1.上夾片
光面鋼絲上夾片與鋼絞線是一樣的,要注意做到每一夾片的頭齊平,各夾片之間的間隙均勻,不要有的間隙大,有的間隙很小,容易造成滑絲。各夾片上好后,要用鋼管盡量打緊。并保證各束鋼絲夾片的頭齊平。光面鋼絲束上夾片,還要注意頂壓器的外圈必須套住夾片,而不能壓在夾片上。當(dāng)張拉到設(shè)計(jì)噸位時(shí),以便頂壓器的活塞把夾片頂緊,以防止滑絲。
3.2.上千斤頂
由于千斤頂較重,在千斤頂重力作用下,鋼絲束或鋼絞線會(huì)向下彎曲。此時(shí),必須把千斤頂?shù)醺,保證各鋼絲束或鋼絞線成直線,互相平行。然后才能上千斤頂?shù)墓ぞ邐A片,并且盡量打緊。上工具夾片與上工作夾片一樣,要保證夾片頭齊平,夾片間隙均勻。
如果在鋼絲束或鋼絞線彎曲的情況下就上工具夾片,由于各鋼絲長度不一,就會(huì)造成各鋼絲的預(yù)應(yīng)力大小不一,這是不允許的。
3.3.張拉
(1)張拉原則:
① 先張拉中間部位的鋼絲束,后張拉兩邊的鋼絲束;
、 左右兩邊的鋼絲束要對(duì)稱張拉。
(2)每束鋼絲張拉完后,要立即測(cè)量實(shí)際伸長量、回縮量。只有伸長量、回縮量都達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求后,才能卸下千斤頂。否則要找出原因,補(bǔ)張拉。一直達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求為止。
4.伸長量的控制和測(cè)量
從理論上分析,預(yù)應(yīng)力鋼絲或鋼絞線的工作應(yīng)力,即設(shè)計(jì)強(qiáng)度,一般都在標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的75%左右。也就是說,完全控制在材料的彈性限度范圍內(nèi)。因此,應(yīng)變(伸長量)與應(yīng)力是成正比的。張拉后的伸長量應(yīng)該與設(shè)計(jì)計(jì)算的伸長量相符(包括±6%誤差)。如果張拉后的實(shí)際伸長量,超出了設(shè)計(jì)計(jì)算的伸長量(包括±6%誤差在內(nèi)),那一定就是在某個(gè)方面有問題。必須找出原因,加以糾正。
設(shè)計(jì)計(jì)算的伸長量若有問題,可通過復(fù)算來確定,必要時(shí)還可通過現(xiàn)場(chǎng)管道摩阻力試驗(yàn)來確定預(yù)應(yīng)力管道的摩阻力。鋼絲或鋼絞線的截面面積和彈性模量也可在現(xiàn)場(chǎng)取樣通過試驗(yàn)來確定。這樣便可更準(zhǔn)確的計(jì)算出鋼絲束或鋼絞線的伸長量。
4.1.張拉方面可能出現(xiàn)的問題:
許多人在測(cè)量伸長量時(shí),是測(cè)千斤頂活塞的伸長量。認(rèn)為千斤頂活塞的伸長量,就是鋼絲束或鋼絞線的伸長量。這是不對(duì)的。千斤頂活塞伸長量不等于鋼絲束或鋼絞線張拉后的伸長量。千斤頂活塞伸長量一般要大于鋼絲束或鋼絞線伸長量。因?yàn)椋?/p>
、佟′摻z束或鋼絞線在沒張拉前,在波紋管內(nèi)并不是完全筆直的,而是稍有彎曲。通過10-20%的初張拉應(yīng)力才能完全拉直。所以在初張拉應(yīng)力下的千斤頂活塞伸長量中,還包括鋼絲束或鋼絞線由不直到拉直這部分伸長量。為了消除這部分誤差,在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)就不計(jì)算這部分伸長量。而只計(jì)算10~100%預(yù)應(yīng)力下的伸長量。但是,錯(cuò)誤地把測(cè)量得到的活塞伸長量,當(dāng)作鋼絲束或鋼絞線在0~100%預(yù)應(yīng)力下的伸長量。這樣,必然使測(cè)量的伸長量偏大,即大于設(shè)計(jì)計(jì)算的伸長量。
、凇∏Ы镯敽竺娴墓ぞ邐A片,在裝好、打緊,但未張拉以前,外露長度約為15mm。在張拉過程中,夾片漸漸被拉進(jìn)錨環(huán)的錨孔中。當(dāng)張拉到100%預(yù)應(yīng)力時(shí),這些夾片外露長度只有7-8mm。另7-8mm已被拉進(jìn)錨孔中去了。這被拉進(jìn)去的7-8mm夾片,同樣會(huì)使千斤頂活塞伸長7-8mm。所以,若用千斤頂活塞伸長量來代替鋼絲束或鋼絞線的伸長量,每端就多出了7-8mm,兩端加起來就有14~16mm。論文參考。所以,絕不能用測(cè)量千斤頂活塞伸長量來代替鋼絲束或鋼絞線的伸長量。
4.2.伸長量的測(cè)定
如何正確、簡便的測(cè)量鋼絲束或鋼絞線的伸長量,根據(jù)筆者工作的體會(huì),推薦用下面的方法:
在工具夾片后面4-5cm的鋼絲束或鋼絞線上,安裝一個(gè)固定不動(dòng)的測(cè)量標(biāo)志板,分別測(cè)量張拉應(yīng)力為10%……100%等應(yīng)力下,千斤頂外殼端頭固定點(diǎn)到標(biāo)志板的水平距離l10……l100,作為該應(yīng)力下的伸長量讀數(shù)。
伸長量計(jì)算:
ΔL=l100l10ΔS
式中:
ΔL —— 鋼絲束或鋼絞線10-100%應(yīng)力的伸長量
l10 —— 張拉應(yīng)力為10%時(shí)伸長量讀數(shù)
l100 —— 張拉應(yīng)力為100%時(shí)伸長量讀數(shù)
ΔS —— 回油后鋼絲束或鋼絞線的固縮量,由測(cè)量得到
ΔS由兩部分組成:
、 錨具變形、鋼絲束或鋼絞線滑絲,按施工規(guī)范,夾片錨允許4-5mm。
、 鋼絲束或鋼絞線在千斤頂內(nèi)工作段的回縮量,根據(jù)千斤頂長度可計(jì)算出來,一般在3-5mm范圍內(nèi)。
所以ΔS一般在8-10mm范圍內(nèi)。
4.3.回縮量ΔS的測(cè)量:
無論是光面高強(qiáng)鋼絲張拉或鋼絞線張拉,都必須測(cè)量實(shí)際發(fā)生的回縮量ΔS。測(cè)量方法很簡單:回油后測(cè)量l0。
l0為千斤頂外殼端頭固定點(diǎn)到測(cè)量標(biāo)志板的水平距離。
ΔS=l100l0
若實(shí)測(cè)的ΔS超過允許的回縮量2mm以上,必須立刻找到原因,重新張拉。否則,鋼絲束或鋼絞線就達(dá)不到設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值。
尤其是光面鋼絲束張拉,回縮量的測(cè)量更為重要。因?yàn)楣饷驿摻z束與夾片之間摩阻力較小,容易產(chǎn)生滑絲。若夾片受的頂壓力不夠或某個(gè)操作細(xì)節(jié)不規(guī)范都可能產(chǎn)生不允許的滑絲。
5.夾片頂壓
光面鋼絲束張拉后,夾片必須頂壓。因?yàn)楣饷驿摻z束與夾片之間的摩阻力較小。頂壓的壓力要多大,現(xiàn)無規(guī)范可查。理論計(jì)算也很難算準(zhǔn),只能通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際試驗(yàn)來確定。
本人在某特大橋的引橋,20m、30m跨徑連續(xù)箱梁的張拉中,做了大量試驗(yàn),得出以下數(shù)據(jù):
每束鋼絲由7根鋼絲組成,設(shè)計(jì)張拉力為317KN,張拉油壓表讀數(shù)為50MPa(到100%設(shè)計(jì)應(yīng)力時(shí)),當(dāng)采用不同的頂壓力時(shí),得到不同的回縮量ΔS。
根據(jù)計(jì)算,鋼絲束在千斤頂內(nèi)的工作段,回縮量為4mm。夾片錨允許變形量1mm,允許回縮量4mm。允許總的回縮量為:4+1+4=9mm。
從試驗(yàn)得到的上表看出,只有當(dāng)頂壓油表的讀數(shù)為43MPa時(shí),實(shí)際的回縮量ΔS才達(dá)到規(guī)范的要求。
這是根據(jù)柳州錨具廠生產(chǎn)的該類型錨具,做試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)。其它廠家生產(chǎn)的錨具還必須另做試驗(yàn)。
上面已分析了,張拉后的實(shí)際伸長量是可以、而且應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)計(jì)算的伸長量(包括±6%的誤差在內(nèi))。從實(shí)踐方面來檢驗(yàn)也是完全可以達(dá)到的。這充分說明,張拉工作只要認(rèn)真對(duì)待,每一個(gè)步驟、每一個(gè)細(xì)節(jié)都規(guī)范化,是完全可以達(dá)到伸長量和預(yù)應(yīng)力雙控制的目標(biāo)的。