后张预应力35mT梁施工技术.docx
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后张预应力35mT梁施工技术
后张预应力35mT梁施工技术
关键词：
T梁后张预应力张拉过程
1．前言
随着国家高等级公路建设的迅猛发展，路线不可避免地同其它路线交叉，桥梁作为跨越河流或障碍的主要工程结构，成为工程建设必不可少的一部分。
随着施工技术，特别是预应力技术的不断发展，后张预应力T梁施工得到更加强有力的技术保障。
我们施工的同三线上跨兖石铁路设计为3孔上部结构为35m预应力T梁的结构形式的桥梁。
桥梁中心线和铁路线夹角为70°，考虑到工期、地形的现场情况和经济的前提下，决定在路基填筑完毕后再生产T梁。
2．施工技术方案
2．1台座制作
台座布置应根据现场实际情况进行，由于此工程施工现场地势低，桥台两侧填土较高，且生产数量不大，同时考虑混凝土运送小车的通道，移梁的场地、以及运梁的通道、拌和站和砂、碎石料场的位置等。
制梁场地选在路基填筑近完毕后，在其上设置。
在路基填筑按照设计要求，压实度、密实度及几何尺寸达到施工规范要求，且标高差设计标高50cm时，在其上设置台座。
设置台座之前，为了防止梁体张拉上拱后重量集中于台座两端，而造成台座破坏，在台座两端2.5m范围内设50cm深的C25砼扩大基础，以承担两端张拉时的全梁反压力。
在台座非两端的区域，在两侧0.5m范围内设30cm深的C25砼基础。
台座铺20cm厚C40砼，在梁端区域铺设钢筋网。
考虑模板以后的加固，在台座砼内每隔1.0m设一道Φ2.0cm的PVC管，用于侧模的拉杆穿过。
PVC管的上下位置要根据模板的制作和台座顶面及台座两侧的标高差而定。
在台座顶层两侧用∠5*5角钢包边,并用5mm厚的橡胶条覆在其上,使之与模板有良好的接触,在浇筑砼时不漏浆。
同时，要根据设计、施工规范在相应位置留出吊梁时穿钢丝绳的孔道和支座钢板预留孔。
台座顶面用水磨石做底模。
做水磨石时应控制水磨石的厚度，以防局部太薄，张拉时被梁体带起。
制梁时底模均应涂脱模剂。
台座做完之后，其周围均采用7.5#砂浆硬化，使生产T梁时不破坏路基。
为了将来调整模板，台座两侧留有预留筋，通过拉线调整模板。
下附台座构造图：
由于梁体张拉完毕后，均有一定的设计上拱度，为了保证桥面铺装的一致性，要求张拉后T梁的顶面为一平面；为了达到这一效果，应要将底模的表面作成反拱，根据计算和以往的施工经验，我们在此选用35mm的最大反拱数值，并在底模做出相应的反拱曲线。
2.2梁体模板
为了便于模板的拼装和拆卸操作，采用每横隔板到横隔板间做成两节，为确保钢模的加工精度和刚度，面板采用5mm钢板，助板用∠7.5*7.5角钢，模板主骨架用8＃槽钢，模板间用22螺栓连接。
模板缝隙间夹5mm厚的橡胶条，用以防止此处漏浆。
在制作中，每节模板的下侧四个脚中都有调整螺丝，为将来模板的调整和拆卸方便，同时在模板上设置两排附着式振动器，马蹄部位一排，马蹄部位到顶板间中部设置一排。
在本工程中，虽然T梁数量不多，但由于工期紧张和设计的原因,在此做成四套摸板,边梁和中梁模板各两套（由于设计斜交，且左右不对称，也必须做四套模板）。
2.3模板加固
模板加固采取在上口加设拉杆，底脚加撑钢管的办法，上口拉杆套上钢管，使其加固并保证梁体尺寸。
埋在台座层里的PVC管穿过的螺栓拉杆将模板与台座紧密接触，不偏位。
模板的调整通过拉线和底脚加撑钢管来调整。
模板的拆装和移动采用龙门吊。
2.4梁体钢筋和波纹管安装
梁体钢筋采取在加工厂内弯制成型，在底模上绑扎，箍筋不允许焊接，纵向钢筋搭接，绑扎时搭接长度不小于30d，焊接时搭接长度不小于10d。
钢筋搭接接头应错开，同一截面（50cm长度范围内）内受拉区钢筋接头不应超过受力钢筋的1/2。
波纹管按设计预应力筋坐标进行安放，沿长度方向每50cm设一“井”字形钢筋架将波纹固定并与梁体钢筋骨架相焊牢固。
波纹管使用前应经检查确保不漏浆，检查方法可采取充水检查。
波纹管接头用专用接头接牢后，再裹以胶带纸，直至不漏浆为止。
波纹管在梁两端出露处的轴线方可应确保与锚垫板面相垂直，施工中若钢筋与波纹管相矛盾时，应将钢筋移位，确保波纹管位置准确。
预应力钢绞线采用砂轮切割机截取，截断前在截断处两边5cm处用铁丝将钢绞线捆紧，以防止截取后钢绞线的钢丝散开。
本工程中采用的钢绞线为15.24的规格，钢绞线截的长度应留足两端张拉所需长度，可按下式计算：
L=1+2（h+11+12+13）
L—钢绞线下料长度
l—梁体内预留孔长度
h—锚具厚度
11—千斤顶长度
12—千斤顶后锚夹具长度
13—每端富余长度（取值10ćm）
钢绞线采取整束穿入孔道，穿入孔道前应于地面将钢绞线展开，理顺后每2m用铁丝扎紧，以防止各根钢绞线间发生打叉现象，钢绞线一端系铁丝先穿过孔道，再牵引整束钢绞线穿过孔道。
在本工程中，先将钢绞线穿金属波纹管，再将波纹管和钢绞线一起绑扎定位。
为防止混凝土浇筑后，泌入波纹管的水泥浆阻碍钢绞线的张拉工作，要将钢绞线做移动，以检验孔道状况。
钢绞线切割禁止电弧切割，以免意外打火而造成钢绞线损伤。
2.5梁体砼浇筑
严格采用标准实验配合比，要根据现场的不同砂、碎石含水率及时调整施工配合比，且应在构件截面尺寸和面筋允许下，采用高强度、低塑性砼。
搅拌砼前配料一定要保证水、水泥、减水剂准确到1%。
砼的整个浇筑过程，要严格按设计坍落度来控制，在一片梁的浇筑过程中，至少应分第二盘、中间一盘、倒数第二盘三次做坍落度试验，误差均应在规范允许值之内。
梁体混凝土浇筑所需的砂、石均应干净，无泥土、植物等杂物。
拌和站拌和完的砼通过砼运输车运到浇筑现场，使用吊车吊送的浇筑办法。
浇筑砼的质量从两方面控制：
一是浇筑方法，二是良好的振捣。
梁体浇筑采用一气呵成的连续浇筑方法，特别要注意砼浇筑的连续性，整个梁体浇筑要分三层浇筑。
振动采用插入式振动棒配合附着式振动器振动的方法。
振动时要注意附着式振动器的振动时间，振动时间短马蹄部位的气泡会多，砼的振动质量也不好。
使用插入式振动棒应注意快插慢拔的使用方法，如果慢插则容易使砼离析，快拔容易使下层砼振动不密实，同时注意振动时间。
混凝土浇筑时，要做试件，用以测定梁体的强度，以备拆模和梁体张拉时的依据。
2.6混凝土养护
采用自然养护，砼养生采用洒水养生至少14天，对砼外露面、待砼收浆凝固后，即用草袋覆盖，经常在草袋及模板上洒水，保持砼表面潮湿。
如温度较高，则应在混凝土浇筑完成之后，立即用浸湿的草毡子覆盖梁体。
如遇下雨，混凝土搅拌、运输、震捣可设置防雨工作棚，便于施工。
2.7施加预应力
2.7.1张拉准备
梁体要不间断的养护，待梁体混凝土强度达到90%以后即可施加预应力，一般设计中的张拉控制应力为锚下垫板处的钢绞线的应力，梁体预应力张拉一般采用两端同时张拉，张拉应采用张拉力及伸长值双控的施工方法。
张拉施工前应加强对锚具、夹具、和钢绞线的检验，其中锚具、夹具的检验从外观尺寸检查、硬度检查、静载锚固性能试验三方面进行检验。
并应在张拉施工中定期检测千斤顶及油表进行较正，保证精度及良好的工作状态。
张拉机具采用两个YCD-1800型千斤顶、ZB4-500型高压油泵配精度1.5级60Mpa压力表测张拉力，锚具设备采用OVM锚具系列。
此设备均做标准试验。
尤其要由试验中心出示千斤顶的回归方程（油压表读数一张拉力之间的关系）。
2.7.2张拉程序
预应力张拉的施工程序，由设计指定。
本工程中采用的张拉施工程序如下：
0→0.1σk→1.05σk（持荷5min）→σk
σk为张拉控制应力
2.7.3张拉伸长值计算
计算说明：
此计算以第三号钢绞线束单根为例。
预应力理论伸长值计算公式：
△L=PpL/ApEp
其中：
Pp—预应力平均张拉力；（后面计算）
L—预应力筋的长度；（从跨中到张拉端的长度）
此处为L=（1.0+9.0826+7.2929）×103=17375.5mm
Ap—预应力筋的截面面积；单根Ap=140mm2
Ep—预应力筋的弹性模量；经做实验得Ep=201×103Pa
有：
Pp=P（1－e－（kx+uθ））／（kx+uθ）
P为预应力筋张拉端的张拉力
P=1395×106×140×10-6=1.953×105NбK=1395×106PaX为张拉端至计算截面的孔道长度。
查图纸为17.3755m
θ为张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和。
θ=9.0826／47.31=0.192rad
k为孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数,此取k=0.0030
u为预应力筋与孔道壁的摩擦系数,此取为k=0.35
则：
kx+uθ=0.0030×17.355＋0.35×0.192=0.1193
1－e－（kx+uθ）=0.1125
Pp=P（1－e－（kx+uθ））／（kx+uθ）=2.071×105N
△L=PpL/ApEp=2.071×105×17375.5／140×201×103
=127.88mm（此值为一端的理论伸长值）
总伸长值为127.88×2=255.76mm。
同理计算出第一束、第二束和第四束的理论伸长值分别为251.70mm、251.70mm和254.66mm
2.7.4张拉过程
⑴除去锚下垫板、喇叭口内、钢绞线上的混凝土。
装上OVM工作锚圈、夹片、锚圈必须装在锚下垫板止口杯内，锚圈、夹片上有浮锈、油污、混凝土等杂物。
⑵安装限位垫板，吊装YCD-1800型千斤顶；安装工具锚（工具夹片用塑料片包裹或涂退锚油）。
⑶张拉：
张拉前应先调整到初应力σ0（本张拉过程中σ0取控制应力的20%）。
再开始张拉，张拉时采用两端同时张拉，，开动高压油泵，给千斤顶张拉油泵进油—张拉，分级张拉要记录油表读数和量取伸长值（△L1）。
实际伸长值（△L）除张拉时量测的伸长值（△L1）外，还应加上初应力时的推算伸长值（△L2），以及扣除后张法混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩（此处考虑为0），有△L=△L1+△L2。
本施工中张拉时油表读数值见下表：
钢丝束
编号
千斤顶
编号
20%σk
（KN）
油压表读数
MPa
σk
（KN）
油压表读数
MPa
105%σk
（KN）
油压表读数
MPa
1#
YCD-18001#
305.28
8.26
1526.4
42.96
1602.72
44.07
YCD-18002#
305.28
8.15
1526.4
41.36
1602.72
43.44
2#
YCD-18001#
305.28
8.26
1526.4
42.96
1602.72
44.07
YCD-18002#
305.28
8.15
1526.4
41.36
1602.72
43.44
3#
YCD-18001#
305.28
8.26
1526.4
42.96
1602.72
44.07
YCD-18002#
305.28
8.15
1526.4
41.36
1602.72
43.44
4#
YCD-18001#
267.12
7.21
1335.6
36.70
1402.38
38.54
YCD-18002#
267.12
7.10
1335.6
36.17
1402.38
37.99
说明：
YCD-18001#千斤顶回归方程为:
Y=0.0276X－0.1645
YCD-18002#千斤顶回归方程为:
Y=0.0272X－0.1557
⑷锚固：
达到设计应力后，持荷5min，缓慢释放油缸压力至零，钢绞线则自动地锚固在OVM锚具内。
2.7.5张拉误差的检验
张拉过程中两端千斤顶升压、降压、画线、测伸长的插垫板等工作应一致并保证在控制张拉应力达到时，实际伸长值与理论伸长值之差在6%以内，否则应暂停张拉，查明原因并采取措施后再进行张拉。
同时也应测量跨中（L/2）、L/4的起拱度，检查跨中（L/2）的起拱度是否与设计起拱度吻合，检查两个L/4处的起拱度是否对称。
2.7.6张拉注意事项及事故处理
⑴张拉系统使用有应进行标定。
⑵夹片与锚圈锥孔不应粘附泥浆或其他杂物，且不允许锈蚀。
对表面有锈的钢绞线，张拉前应彻底除锈。
⑶锚具安装就位后，应及时张拉，以防止因锈蚀而产生滑丝、断丝。
⑷切割多余钢绞线，必须在距锚具8厘米以外的位置使用切割器。
⑸张拉现场应有明显标志，无关人员严禁入场。
张拉时，千斤顶后不得站人，以防钢绞线拉断弹出伤人。
⑹机具使用安全：
油泵运转不正常时应立即停机检查，有压情况下严禁随意拧动油泵或千斤顶上的螺丝。
作业应由专业人负责，操作时严禁摸踩及碰撞受力的钢绞线，测伸长值时应停止千斤顶操作。
⑺张拉锚固定后应及时压浆，如情况特殊不能及时压浆者，应采取保护措施，保证锚固装置及钢绞线不被锈蚀，以防滑丝。
灌浆后三天内不得切割钢绞线和碰撞锚具。
拉时的控制应力
⑻锚板与梁端垫板应接触良好，位置正直对称；高压油管接头应加防防套，以防喷油伤人。
⑼已张拉而未注浆的粱体严禁剧烈震动，以防钢绞线断后造成重大事故。
2.8孔道压浆和封端
2.8.1施工准备
首先将锚具外多余的钢绞线用切割器或砂轮机切断，严禁用电弧或气割。
切割后钢绞余留长度不超过8ćm。
因为注浆孔在锚下垫板的一个角上，为防止浇筑梁体混凝土时，将注浆孔堵塞，应在混凝土浇筑之前，用柔软的物体将其塞住；待拆模之后，将锚下垫板表面的混凝土凿除，将注浆孔里柔软的物体用弯钩其取出。
其次用环氧树脂胶泥或水泥浆填塞锚具外围及钢绞线间隙，防止冒浆损失注浆压力，压浆在一端进行，另一端留排气孔。
压浆前应对孔道用压力水冲洗，以排除内粉尘等杂物，保证孔道畅通，冲洗后用空压机吹去孔内残留积水，保持也道湿润，以利水泥浆与孔壁的良好结合。
2.8.2压浆工艺
水泥净浆应采用标准试验机构出据的配合比。
水泥净浆的强度除设计说明外，不得低于30Mpa。
孔道压浆顺序是先下后上，将集中一处的孔一次压完。
若中途因故停止，应立即将孔内水泥浆冲洗干净，重新压浆时保证孔道畅通。
张拉后应当天压浆，压浆可采用ZNB6—32型立式双缸压浆机，最大压力可达3.2Mpa，灰浆拌和采用YJ—340搅拌桶。
压浆时由一端冒出原浆后封闭，最大压力控制在0.7Mpa，并稳定5min。
当气温高于35摄氏度时，为防止水份蒸发过快致辞使浆液流动损失过快，压浆安排在夜间温度较低度时间进行或搭设活动防晒棚进行作业。
2.8.3封端作业
孔道压浆结束后立即交梁端水泥浆冲洗干净，清除锚下垫板、锚具及端面砼的污垢，将端面砼凿毛，冲洗掉浮碴。
为保证外观质量，封端用定型钢模，并加强支撑，防止跑模。
封端砼浇筑时，应他细操作认真振捣，务必使锚具处砼密实。
砼凝因后浇水养护，脱模后仍需浇水养护至14天。
当梁体砼达到安装强度要求时，进行架设。
2.9.吊运、存放及架设
在封端作业完毕后，用龙门吊将T梁运至存梁场，等下部结构物施工完毕后，T梁生产完后统一用架桥机进行架设。
2.10.针对将要出现问题的解决办法
2.10.1严格控制露筋现象的出现,垫块统一制作成塑料垫块，制作垫块时，要严格控制其厚度，确保其厚度均匀，并要在垫块上预放扎丝，放垫块时，将扎线绑在要垫的位置的钢筋上。
如不采取以上措施，则厚度不均，可发生部分钢筋悬空于垫块，在浇注混凝土时，由于振动等原因，可能要使垫块移位，最终导致露筋的出现。
在拐角处，要增加垫块的数量，并应将扎丝准确的绑在预定的位置。
并随时注意振动过程，发现垫块脱落及时补上。
2.10.2严格控制梁体气泡现象的出现
混凝土的搅拌和振动的操作都会引起梁体表面出现气泡。
特别马蹄部位，是气泡最集中的地方。
分析其原因，一方面是振动时间没有控制好及振动操作不当,另一方面是气泡在新浇筑混凝土里受上浮力和模板侧的向下摩阻力,而摩阻力与模板的内表面的光洁程度有很大的影响。
为减少此情况的出现应采取如下措施：
⑴控制好振动时间和操作方法。
振动时间要合适，不要时间过短，此种情况气泡会多，但振动时间过长则会出现过振。
故要严格控制模板上的附着式振动器的工作时间，同时在安装附着式振动器时一定科学地布置，特别是在马蹄部位。
用插入式振动棒振动时，操作应符合规范（快插慢拔）的要求，同时注意振动时间，不要出现漏振。
⑵模板的内表面要采用光洁或摩擦系数小的面材，每一片梁在预制之前，均应涂脱模剂。
在每次外脱模之后，应将粘附在模板表面的混凝土等污物清除干净。
且不得用粘稠系数大的油脂作为脱模剂，并且脱模剂应涂抹均匀。
3.小结：
在考虑到施工现场的实际情况、经济、工期及生产数量不大的情况下，我们选择了在路基基本填筑完毕后，开始加工台座，进而生产T梁。
在生产T梁的的过程中，我们科学管理，严把各个施工工序的关口，交叉连续作业，能够在较短的时间内将T梁生产完，进而再修整因生产T梁而对路基造成的破坏，并进行路基的最后填筑，使总体工期不受影响。
同时，在生产T梁的过程中，又积累了一部分关于后张法预应力的施工经验，并行成文字，望同行们提出宝贵的意见。
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