3.2 管道、预应力筋和锚具安装
3.2.1 管道安装
⑴ 腹板内的纵向束为连续多波曲线束,由平直线段、斜直线段及圆弧弯曲段,顶板及底板内的纵向束均为平直线束,采用波纹管留孔,安装时根据图纸要求平直线段和斜直线段的定位钢筋间距为1m,圆弧弯曲段的定位间距位0.5m;塑料扁波纹管的线刚度略差,定位钢筋间距严格按0.5m设置。
⑵ 孔道波纹管安装时应曲线流畅,直线段与圆弧弯曲段过渡平顺,先按计算对平弯和竖弯关键点位定位,然后拉光线对直线段进行定位,安装后对个别不平顺处做调整。
⑶ 在夏季天气炎热时,供货至现场的高密度聚乙烯塑料波纹管可能因高温影响线刚度,应注意随时检查是否因直线段定位架间距较大而影响线形流畅,必要时采取措施加密定位筋。
⑷ 根据我部灌浆方向,压浆孔设置在张拉端波纹管端部,用胶带密封;排浆管为内径2cm左右的半透明聚乙烯管,设置在锚固端弯曲管道曲线的最高点。
⑸ 在张拉端端部,塑料波纹管必须插入喇叭管内一定长度,接口处密封确保完好,塑料波纹管的连接推荐采用电热板热接、卡箍套连接。当采用类似于金属波纹管大一号套管旋接时,其套管应有不小于200mm的长度,以免因天气炎热变软而拔出,连接口处用胶带密封(自带密封圈的除外),以免漏气。
⑹ 腹板曲线束的灌浆孔均设置在位于曲线波高施工缝的锚垫板上,位保证全线闭气,中间部设排气孔。位于连接器部位、P锚约束环附近的排气孔兼作真空抽吸孔的安装应注意安装质量,应采用塑料增强管(纤维网增强、或钢丝弹簧圈增强)、或高密度聚乙烯管留孔,要求能承受0.6Mpa的灌浆包压压力,能弯折闭气,内径部小于20mm。
3.2.2 预应力筋和锚具安装
⑴ 预应力钢绞线对腹板和底板曲线束可采用先安装波纹管,后逐根穿入。穿钢绞线时头部应包裹胶布或戴子弹头壳帽,以免戳穿波纹管。
⑵ 板底、板顶直线束翘出板面张拉的张拉端齿板部位安装应注意严格符合设计图要求。
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⑶ 张拉端扁锚垫安装时,塑料波纹管与之接口应严格用胶纸封裹密封,螺旋筋应紧贴锚垫板;在张拉端锚垫板上,沿工作锚板相接处的地方涂一圈宽3cm、厚3mm的玻璃胶,以便在进行张拉后工作锚板与锚垫板之间紧贴;对于纵向预应力束,安装张拉端承压板时锚垫板应与孔道垂直,加强局部承压的螺旋筋圈与圈的间距应保证有50~60mm螺旋筋必须紧贴铸铁喇叭管承压板背面。
⑷ P锚的挤锚具应紧贴承压钢板,P锚处螺旋筋应介于约束环的两侧,约束圈到锚板之间的距离严格按照厂家提供的数据控制,VLM15-15P为56cm,VLM15-22P为72cm,VLM15B-5P为40cm。
⑸ 横向预应力灌浆孔直接设置在扁铸铁承压板上,P锚处的排气管可直接在约束环处,或离约束环在50cm内。
⑹ 纵向束的管道、张拉端和固定端、预应力筋全部安装完成后,浇砼前做全面检查,特别检查点为:
① 金属波纹管有无被电焊铁水烧穿?连接管处两端胶带封闭是否完好?
② 远望安装的孔道曲线是否流畅?关键点(如孔道直线段与圆弧段交接处)的坐标尺寸是否正确?
③ 各灌浆孔、排气孔安装质量如何?接口密封性如何? ④ 张拉端与固定端喇叭管处安装质量如何?
3.2.3 管道、预应力筋和锚具安装注意事项
⑴ 波纹管的尺寸与位置应正确,孔道应平顺,锚板应垂直于孔道中心线。
⑵ 波纹管应采用定位钢筋固定安装,使其能牢固地安置于模板内的设计位置,并在混凝土浇注期间不产生位移。
⑶ 压浆管、排气管和排水管应是最小内径为20mm的标准管或适宜的塑性管,与管道之间的连接应采用金属或塑料结构扣件,长度应足以从管道引出结构物以外。
⑷ 管道在模板内安装完毕后,应将其端部盖好,防止水或其他杂物进入。
⑸ 穿束前应检查锚垫板和孔道,锚垫板应位置准备,孔道内应该畅通,无水和其他杂物。
⑹ 预应力筋安装后的保护:
① 在预应力筋安装在管道中后,管道端部开口应密封以防止湿气进入;
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② 在任何情况下,当在安装有预应力筋的构件附近进行电焊时,对全部预应力筋和金属件均应进行保护,防止溅上焊渣或造成其他损坏。
⑺ 对在混凝土浇注之前穿束的管道,力筋安装完成后,应进行全面检查,以查出可能被损坏的管道。在混凝土浇注之前,必须将管道上一切非有意留的孔、开口或损坏之处修复,并检查力筋能否在管道内自由滑动。
3.3 预应力张拉
3.3.1 伸长量复核
我部按照设计图给出的参数:预应力钢绞线松弛率≤2.5%,弹性模量Ey=1.95×105MPa。孔道摩阻系数μ=0.25,孔道偏差系数κ=0.0015,对设计院给出的钢绞线伸长量进行了复核。复核结果与设计伸长量基本一致,可用于指导施工。在实际施工中伸长量允许±6%的误差。
设计院未给出横向预应力张拉伸长量参考,根据《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)预应力筋的理论伸长值计算公式(12.8.3-1)
△L=PPL/APEP (12.8.3-1) 代入数据
△L=937.5×103×16.875×102/(140×10-6×5×1.95×1011)=11.59cm。
3.3.2 预应力张拉顺序
我部严格按照设计图纸要求采用单端张拉,张拉顺序为先张拉腹板束,后张拉顶、底板束;先张拉长束,后张拉短束;腹板束由高处向低处顺序张拉,顶、底板束先中间后两边,并以箱梁中心线为准对称张拉,。张拉过程中分级加载。
各截面的多束预应力束张拉顺序如下图所示:
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⑨②①⑧⑦⑦⑧①②⑨③④⑤⑥1616③④⑤⑥图3.3.2-1 腹板、顶板束张拉—施工缝处(施工设计图S5.1-13第3页E-E断面)
151413121110101112131415图3.3.2-2 底板束张拉顺序图(施工设计图S5.1-13第3页D-D断面)
3.3.3 预应力张拉程序
《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)表12.10.3-1后张法预应力筋张拉程序中规定:当预应力筋为低松弛钢绞线束,采用夹片式等具有自锚性能的锚具时,张拉程序为:
0→0.2σcon→0.5σcon→σcon(持荷2min锚固)
在表下注明表中的σcon为张拉时的控制应力,包括预应力损失值。
张拉程序在施工设计图中未作规定。实际施工中,现场与监理协商后决定初应力及最终应力。
张拉班所用千斤顶行程一般为20cm,仅为纵向预应力钢绞线伸长量的一半,所以张拉时需倒缸一次,中间可取一个控制值,定为0.5σcon。
3.3.4 千斤顶与压力表的标定
⑴ 我部要求施工现场的张拉千斤顶与压力表应配套标定,并配套使用。标定时千斤顶活塞的运行方向应与实际张拉方向一致。千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现场或检修以后应重新校验。
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⑵ 张拉设备的正常使用范围宜在25~90%的额定张拉力。油管不宜超长和超高防止影响压力表的读数。
⑶ 千斤顶与压力表配套标定后,施工现场根据有关主管部门授权的法定计量试验室出具的标定报告和指定的张拉程序,计算分级张拉力(kN),在相应的标定区间内做线性内插,算出各级张拉力下的压力表读数。
我部投入6台千斤顶用于预应力张拉,其中500t千斤顶两台,用于张拉纵向腹板预应力束;400t千斤顶两台,用于张拉纵向底板和顶板预应力束;120t千斤顶两台,用于张拉横向预应力束,后变更横向预应力整束张拉为单根张拉,重新标定了15t千斤顶两台。
这6台千斤顶与压力表配套标定结果如下表:
表3.3.4-1 张拉施工千斤顶与压力表的标定结果
型号 460t 350t 25t 编号 01#顶 02#顶 03#顶 04#顶 05#顶 06#顶 标定线形 Y=91.649X+37.849 Y=94.307X-46.842 Y=75.744X-52.857 注:X为压力表读数,单位为MPa,Y为张拉力,单位给KN。 Y=74.643X-108.57 Y=3.6556X+2.2222 Y=4.4028X-4.25 备注 3.3.5 张拉力及油表读数
我部箱梁预应力钢束设计均采用单端整束张拉,后变更横向预应力整束张拉为单根张拉。预应力钢束控制张拉应力为0.75Ryh=1395MPa,顶板束采用每束15φj15.24,控制张拉力为2929.5KN;箱腹板钢束采用每束22φj15.24,控制张拉力为4296.6KN;底板钢束采用每束15φj15.24,控制张拉力为2929.5KN;顶板横向预应力采用每束5φj15.24,控制张拉应力0.72Ryh=1339.2MPa,控制张拉力为937.5KN,变更后为187.5 KN。
按上述设计控制张拉力和确定的加载程序,根据表3.3.4-1千斤顶标定结果,各级控制张拉力对应的油表读数计算如下表:
表3.3.5-1 张拉施工应力控制表
钢束部位 腹板束 纵向 顶、底板束 横向
控制张拉力(KN) 4296.6 2929.5 187.5 千斤顶编号 01#顶 02#顶 03#顶 04#顶 05#顶 06#顶 8
油表读数 0.1σcon 0.2σcon 0.5σcon 4.27 5.22 4.57 5.38 4.52 5.22 8.96 9.92 8.43 9.30 9.65 9.48 23.03 24.04 20.04 21.08 25.04 22.26 σcon 46.46 47.57 39.37 40.70 50.68 43.55 顶板束