某后張預(yù)應(yīng)力渡槽單端張拉技術(shù)
【摘 要】本文以某后張預(yù)應(yīng)力矩形渡槽單端張拉施工為實(shí)例,詳細(xì)介紹了錨固端P型錨的施工工藝和渡槽單端張拉工藝,可為類似工程的實(shí)施提供有益參考。
【關(guān)鍵詞】P型錨施工 單端張拉 灌漿 施工技術(shù)
1、工程概況
某渡槽工程采用后張預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支梁板式矩形渡槽結(jié)構(gòu),跨度20m,渡槽兩側(cè)墻體內(nèi)各設(shè)一束拋物線狀低松弛鋼絞線,每束14根,張拉采用單端張拉。鋼絞線極限抗拉強(qiáng)度f(wàn)ptk=1860MPa,公稱直徑15.2mm,張拉控制應(yīng)力為0.7fptk;張拉端錨具采用OVM15A-14系列錨具,錨固端采用P型擠壓錨具。
渡槽底板厚30cm,墻體厚40cm,渡槽過(guò)水凈斷面為4.5×2.95m(寬×高),采用C50混凝土,設(shè)計(jì)流量16.3m3/s。
2、渡槽施工流程
支架搭設(shè)及預(yù)壓→渡槽底模鋪設(shè)→鋼筋制安→預(yù)應(yīng)力管道埋設(shè)→預(yù)應(yīng)力筋下料、錨固端制作、預(yù)應(yīng)力筋穿束→錨墊板、加強(qiáng)筋等安裝→渡槽側(cè)模制安→混凝土澆筑→側(cè)模拆除、混凝土養(yǎng)護(hù)→預(yù)應(yīng)力張拉、灌漿、封錨→支架及底模拆除。
3、渡槽混凝土施工
支架搭設(shè)、加固完成并預(yù)壓后,鋪設(shè)渡槽底模,底模鋪設(shè)時(shí)應(yīng)根據(jù)支架預(yù)壓觀測(cè)的彈性變形值預(yù)留底模起拱度。底模安裝完成后,進(jìn)行鋼筋工序施工。
鋼筋材質(zhì)、加工質(zhì)量和現(xiàn)場(chǎng)綁扎、焊接質(zhì)量應(yīng)滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求,鋼筋接頭應(yīng)按規(guī)范要求錯(cuò)開布置。鋼筋安裝完成并檢查無(wú)誤后,進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管道等埋件的埋設(shè)工作。
在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)安裝完成后,對(duì)其及鋼筋進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收,合格后安裝橡膠止水帶和渡槽側(cè)模。止水帶安裝時(shí),采用φ8鋼筋作架箍,按間距40cm左右進(jìn)行固定,以防止水帶移位、變形而影響止水效果;不得在止水帶上隨意打孔。槽身側(cè)模采用定型鋼模,止水帶處模板采用木模;側(cè)模以φ48鋼管作橫豎圍檁,利用φ12mm止水拉條和燕尾卡固定;兩側(cè)墻之間輔以鋼管斜撐固定。
模板驗(yàn)收合格后,澆筑渡槽混凝土,渡槽宜一次澆筑成型。振搗采用插入式振搗器,振搗不許觸動(dòng)鋼筋、模板、預(yù)應(yīng)力埋件等;錨墊板后鋼筋密集部位,應(yīng)加強(qiáng)振搗。澆筑完成后,做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。
4、預(yù)應(yīng)力施工
4.1 波紋管安裝
渡槽鋼筋安裝并驗(yàn)收合格后,按預(yù)應(yīng)力筋設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行定位筋放樣,安裝井字形定位筋,定位筋應(yīng)點(diǎn)焊成片并與周圍主筋焊接以加強(qiáng)其整體性;直線段定位筋間距不大于1m,曲線段定位筋間距不大于0.5m。
預(yù)應(yīng)力筋采用φ90塑料或金屬波紋管成孔。管道接長(zhǎng)采用接頭管,接頭管長(zhǎng)度20~30cm。接頭管兩端采用膠帶纏裹嚴(yán)密以防滲漏。波紋管安裝前、安裝后和穿束結(jié)束后,檢查管道有無(wú)孔洞、破裂等缺陷,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)用膠帶纏裹嚴(yán)密。
4.2 鋼絞線下料、穿束
鋼絞線下料使用砂輪切割機(jī)切斷,不得使用電弧或氣割切割。其下料長(zhǎng)度應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的孔道長(zhǎng)度、錨夾具厚度、千斤頂長(zhǎng)度和外露長(zhǎng)度等因素。鋼絞線應(yīng)放入下料架內(nèi)下料,并在下料架的鋼絞線出口附近設(shè)置導(dǎo)向裝置,以防鋼絞線來(lái)回?cái)[動(dòng)傷人。
下料結(jié)束后,制作擠壓錨,然后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋穿束。為確保擠壓頭與固定端錨板緊密接觸,鋼絞線采用人工逐根穿入。鋼絞線自錨固端向張拉端緩慢穿入,依次穿過(guò)固定端錨板、螺旋筋、約束環(huán)和波紋管。穿入時(shí),鋼絞線穿入端采用膠帶包裹或帶上特制塑料帽,以減小與管道的摩擦并防止戳壞管道。
4.3 擠壓錨制作
擠壓錨采用錨具擠壓機(jī)施工,擠壓機(jī)頂桿推動(dòng)擠壓元件、鋼絞線和硬鋼絲擠壓簧穿過(guò)擠壓模錐孔,由于擠壓模錐孔小端直徑小于擠壓元件外徑,穿過(guò)時(shí)擠壓元件受擠壓而牢牢地壓縮在鋼絞線上,擠壓簧也碎裂在擠壓元件與鋼絞線之間,增大了摩擦力,增強(qiáng)了錨固性能。
擠壓施工前,檢查鋼絞線、擠壓元件及擠壓簧、擠壓模錐、擠壓頂桿是否配套;鋼絞線端面應(yīng)齊整、無(wú)毛刺,毛刺可采用鋼鉗夾住鋼絞線端部反復(fù)旋轉(zhuǎn)的方法去除;擠壓機(jī)與油泵連接后,先空載往返運(yùn)行千斤頂3~5次,觀察油路系統(tǒng)有無(wú)滲漏,活塞運(yùn)行是否均勻,有無(wú)爬行現(xiàn)象,空載油壓不得高于4%額定油壓。
將鋼絞線端部自擠壓模錐孔內(nèi)穿過(guò),安裝擠壓簧和擠壓元件后,一并插入擠壓機(jī)頂桿凹槽內(nèi);開動(dòng)油泵,操縱千斤頂頂桿將鋼絞線、擠壓元件和擠壓簧自擠壓模錐中緩慢擠出,完成擠壓工作。
擠壓施工注意事項(xiàng)如下:
1、擠壓簧應(yīng)緩慢旋入鋼絞線端部,各圈鋼絲要并攏,密排在鋼絞線上,不得有間斷或重疊,擠壓簧一端與鋼絞線端頭相平齊,另一端應(yīng)能露出擠壓元件。
2、擠壓模內(nèi)腔要保證清潔,每次擠壓后清理一次,并涂摸石墨油膏。每次擠壓前,清除干凈擠壓機(jī)頂桿凹槽內(nèi)的殘留物。擠壓元件表面應(yīng)清潔,不得有泥土、灰砂等雜物,以防損壞擠壓模。
3、擠壓施工時(shí),鋼絞線應(yīng)頂緊、扶正、對(duì)中,保證鋼絞線、擠壓模與頂桿在同一中心線上,以免擠壓元件被卡住。
4、擠壓時(shí),觀測(cè)壓力表最大數(shù)值并做好記錄,擠壓時(shí)壓力表讀數(shù)宜為40~45MPa,如讀數(shù)小于32MPa,則該擠壓件不合格。當(dāng)頂壓到位、壓力明顯降低后,操縱閥桿,使千斤頂回程,完成擠壓工序。
5、擠壓后的鋼絞線外端應(yīng)露出擠壓頭2~5mm。
4.4 錨墊板、螺旋筋和加強(qiáng)筋安裝
預(yù)應(yīng)力筋全部穿好后,將固定端錨板按設(shè)計(jì)位置牢固固定,逐根調(diào)整鋼絞線,使其擠壓頭緊貼錨板;調(diào)整約束環(huán)和波紋管位置,使約束環(huán)至錨板的間距不小于50cm;調(diào)整螺旋筋至正確位置,設(shè)計(jì)要求有加強(qiáng)筋時(shí),安裝加強(qiáng)筋;將出漿管插入約束環(huán)內(nèi)后,封堵約束環(huán)、鋼絞線、出漿管之間縫隙,以防水泥漿漏入管道,堵塞出漿管。出漿管采用直徑2cm的塑料管,出漿管應(yīng)引至混凝土面外。
張拉端螺旋筋、錨墊板及加強(qiáng)筋安裝,螺旋筋應(yīng)緊靠錨墊板,加強(qiáng)筋應(yīng)綁扎牢固、位置準(zhǔn)確,必要時(shí)將加強(qiáng)筋點(diǎn)焊成整體;波紋管端頭應(yīng)插入錨墊板內(nèi),接頭處采用膠布纏裹密實(shí),防止漏漿;鋼絞線、錨墊板之間空隙及灌漿孔用棉紗堵塞密實(shí);錨墊板應(yīng)垂直于管道中心線,用螺栓與封頭模板緊密固定在一起。
4.5 預(yù)應(yīng)力張拉
張拉施工前,對(duì)張拉千斤頂、壓力表等設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合標(biāo)定,并根據(jù)其關(guān)系曲線計(jì)算出各張拉控制應(yīng)力下壓力表的讀數(shù);使用中,千斤頂和壓力表應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)定時(shí)的組合使用,嚴(yán)禁混用。
在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)允許的強(qiáng)度后,進(jìn)行單端張拉,張拉力與伸長(zhǎng)量雙控,以張拉力為主控,兩側(cè)墻預(yù)應(yīng)力束同時(shí)、對(duì)稱、同步張拉。本工程預(yù)應(yīng)力束為拋物線狀,單端張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力束與孔道磨擦較嚴(yán)重,造成應(yīng)力損失較大,因此張拉時(shí)應(yīng)適當(dāng)放慢張拉速度,延長(zhǎng)持荷時(shí)間,并采取超張拉的方法,以減少應(yīng)力損失。其張拉流程為:0→0.1Kσ,測(cè)量伸長(zhǎng)量→1.03 Kσ,持荷5min,測(cè)量伸長(zhǎng)量→千斤頂補(bǔ)油至1.03Kσ錨固。
1、千斤頂就位
將鋼絞線按順序穿入工作錨錨孔內(nèi),用套管將夾片均勻打入錨環(huán),確保錨具準(zhǔn)確嵌入錨墊板止口凹槽內(nèi)。然后安裝限位器、千斤頂、工具錨和工具夾片,調(diào)整錨具和千斤頂位置,使孔道、錨具和千斤頂三者軸線重合。夾片打入時(shí)應(yīng)保證兩片接縫大小一致、端面平齊,不可用力過(guò)大而敲壞夾片。
錨具不得有銹蝕、水泥漿等雜物;預(yù)應(yīng)力筋錨固夾持段上的浮銹或水泥漿等清除干凈;夾片牙面不得有油污、水泥漿或其他雜物,以免滑絲;為方便夾片跟進(jìn)或退錨靈活,夾片外表面可涂少量潤(rùn)滑劑,工具夾片外可纏繞塑料薄膜。
當(dāng)工作錨和工作夾片用作工具錨和工具夾片時(shí),使用1~2次后,必須改為工作錨和工作夾片使用到工程中去,以免使用次數(shù)過(guò)多而出現(xiàn)事故。
2、張拉及錨固
千斤頂充油,兩側(cè)墻處預(yù)應(yīng)力束同步張拉至初始應(yīng)力(0.1kσ)時(shí),用鋼尺測(cè)量油缸伸出長(zhǎng)度及夾片外露量,再穩(wěn)步超張拉至1.03 Kσ并持荷5min,測(cè)量油缸伸出長(zhǎng)度及夾片外露量。計(jì)算實(shí)測(cè)伸出長(zhǎng)度與理論伸長(zhǎng)量之間的誤差是否在±6%之內(nèi),如不符合要求,應(yīng)查明原因予以處理。穩(wěn)壓結(jié)束,再將千斤頂補(bǔ)油至1.03kσ,回油錨固。張拉施工應(yīng)做好對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力和延伸率的測(cè)量記錄。
3、張拉安全操作注意事項(xiàng)
(1)張拉現(xiàn)場(chǎng)設(shè)明顯標(biāo)志,安排專人負(fù)責(zé)指揮,無(wú)關(guān)人員嚴(yán)禁入內(nèi)。
(2)張拉時(shí),嚴(yán)禁摸踩及碰撞預(yù)應(yīng)力筋,千斤頂后不得站人,以防預(yù)應(yīng)力筋拉斷或錨具、夾片彈出傷人;測(cè)量伸長(zhǎng)值時(shí),千斤頂應(yīng)停止供油。
(3)高壓油管的接頭應(yīng)加防護(hù)套,以防噴油傷人;油泵運(yùn)轉(zhuǎn)不正常時(shí),立即停車檢查;有壓情況下,不得隨意擰動(dòng)油泵或各部位的螺絲。
(4)千斤頂支架應(yīng)穩(wěn)固,位置合適,以防支架不穩(wěn)或受力不均而傾倒傷人。
4.6 灌漿及封錨
張拉結(jié)束后,對(duì)預(yù)應(yīng)力管道及時(shí)進(jìn)行壓力灌漿。灌漿前,先切除錨外多余鋼絞線,余留長(zhǎng)度不小于3cm;然后將錨具外的鋼絞線間的空隙用砂漿進(jìn)行封堵,待砂漿強(qiáng)度達(dá)50%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,方可灌漿;沖洗孔道,排除其中雜物,再用空壓機(jī)吹去孔內(nèi)積水。
配合比應(yīng)根據(jù)孔道形式、材料性能、壓漿方法及設(shè)備等因素通過(guò)試驗(yàn)決定。灌漿采用純水泥漿,水灰比一般在0.4~0.45之間。水泥漿強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí),強(qiáng)度應(yīng)不低于30MPa。拌和時(shí),先下水再下水泥,拌和時(shí)間不小于1min,達(dá)到設(shè)計(jì)要求稠度后過(guò)篩注入壓漿機(jī)內(nèi)。水泥漿自調(diào)制到壓入管道的間隔時(shí)間不得超過(guò)40min。
在張拉端錨墊板的注漿口安裝一節(jié)帶閥門的短管,以備壓注完畢時(shí)封閉,保持孔道中的水泥漿在有壓狀態(tài)下凝結(jié)。短管和閥門內(nèi)徑不得小于10mm。
灌漿應(yīng)緩慢均勻地進(jìn)行,不得中斷,若中間因故停歇時(shí),立即將孔道內(nèi)的水泥漿沖洗干凈;灌漿壓力開始要小,逐步增加,一般0.5~0.7MPa,以保證孔內(nèi)水泥漿密實(shí);當(dāng)錨固端出漿孔飽滿出漿,漿濃度與進(jìn)漿口濃度一致時(shí),堵塞出漿孔,進(jìn)漿口繼續(xù)持壓2~3min后關(guān)閉進(jìn)漿口閥門。
孔道壓漿后,將梁端水泥漿沖洗干凈,清除錨墊板、錨具及端面混凝土上的污垢,鑿毛端面混凝土,按設(shè)計(jì)要求對(duì)錨具進(jìn)行防腐保護(hù)。然后立模澆筑預(yù)留的槽身缺口,混凝土采用C50微膨脹細(xì)石混凝土。
5、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)以上工程實(shí)例,詳細(xì)介紹了錨固端P型錨的施工工藝和渡槽單端張拉工藝。雖然不同建筑物有各自不同的特點(diǎn),但相對(duì)于P型錨施工和單端張拉施工,其施工要求和施工程序基本相同,可以互相借鑒引用。