公路橋梁體外預(yù)應(yīng)力的加固設(shè)計(jì)與施工

李榮生

(新疆路橋橋梁工程建設(shè)有限責(zé)任公司)

0 前言

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，交通運(yùn)輸壓力不斷加大，橋梁建設(shè)作為交通運(yùn)輸?shù)臉屑~工程成為交通建設(shè)的關(guān)鍵之一，為了提高橋梁建設(shè)材料的使用強(qiáng)度、解決橋梁使用過(guò)程中開(kāi)裂現(xiàn)象、減輕橋梁自重、增加橋梁跨度等，所以公路橋梁體外預(yù)應(yīng)力的加固設(shè)計(jì)與工程施工技術(shù)在橋梁建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。公路橋梁體外預(yù)應(yīng)力的加固設(shè)計(jì)與工程施工步驟可以分為:孔道成型、下料、穿筋、張拉、壓漿五個(gè)部分，下面我們就重點(diǎn)對(duì)公路橋梁體外預(yù)應(yīng)力的加固設(shè)計(jì)與工程施工技術(shù)的五個(gè)部分進(jìn)行分析和探討，希望對(duì)讀者有所幫助。

1 孔道成型

公路橋梁體外預(yù)應(yīng)力的加固設(shè)計(jì)與工程施工步驟第一步要進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管道的施工，施工可以采用鋪設(shè)金屬波紋管和預(yù)埋塑料的方法。在框架梁支撐筋搭建完成之后，鋪設(shè)金屬波紋管，在對(duì)金屬波紋管進(jìn)行鋪設(shè)前，腰筋拉結(jié)筋不要對(duì)其綁扎，波紋管之間使用波紋管連接頭連接，連接頭長(zhǎng)度一般為30cm左右，并使用膠帶纏繞密封，謹(jǐn)防出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象和出現(xiàn)管與管之間斷開(kāi)的問(wèn)題。波紋管穿入時(shí)應(yīng)從梁端開(kāi)始，在穿入時(shí)與腹板箍筋通過(guò)焊接的方法定位，在孔道端部通過(guò)波紋管與預(yù)埋鑄鐵承壓墊板喇叭管進(jìn)行連接，連接的接縫位置進(jìn)行焊接和捆扎膠帶，做密封處理。確保施工工藝的連貫性，施工過(guò)程中避免對(duì)金屬管進(jìn)行反復(fù)的彎曲，電焊時(shí)要小心會(huì)燒透金屬管管壁，按照工序進(jìn)行施工，施工完成后，還要仔細(xì)檢查每一個(gè)連接點(diǎn)是否焊接牢固和密封，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)解決，對(duì)破損的位置進(jìn)行修補(bǔ)或者更換。

2 下料

對(duì)施工所用材料進(jìn)行質(zhì)量檢查，要求鋼絞線表面無(wú)損傷、裂縫、氧化、油漬等現(xiàn)象出現(xiàn)，保證符合工程施工標(biāo)準(zhǔn)要求。根據(jù)工程計(jì)算方法對(duì)鋼絞線進(jìn)行下料，下料公式為

鋼絞線下料長(zhǎng)度L=L1+L2+L3

L1為構(gòu)件內(nèi)鋼絞線長(zhǎng)度，即平面水平長(zhǎng)度+曲線增長(zhǎng)長(zhǎng)度;L2為工程施工設(shè)計(jì)要求的預(yù)留預(yù)應(yīng)力筋張拉長(zhǎng)度;L3為下料誤差。

公路橋梁體外預(yù)應(yīng)力的加固設(shè)計(jì)與工程施工，在穿金屬波紋管前，對(duì)橋梁鋼筋進(jìn)行放線，放線依據(jù)預(yù)應(yīng)力的曲線坐標(biāo)進(jìn)行，將架立筋按照標(biāo)準(zhǔn)要求，高度誤差小于±10mm、縱向誤差小于30mm、固定鋼筋間距約為500mm，焊接在梁箍筋上，并進(jìn)行位置的校正，為了做到放線預(yù)應(yīng)力曲線的準(zhǔn)確性，在梁箍筋下放置墊塊，在進(jìn)行打點(diǎn)放線，對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，如有誤差較大時(shí)，及時(shí)調(diào)整，嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，在經(jīng)過(guò)監(jiān)理部門(mén)檢查驗(yàn)收后，進(jìn)行穿管工作，穿波紋管時(shí)使用鋼絲扎緊固定。如果預(yù)應(yīng)力筋與其他的鋼筋管線的位置重疊，首先考慮的是預(yù)應(yīng)力筋的位置，必須確保預(yù)應(yīng)力筋的位置準(zhǔn)確為先的原則進(jìn)行施工。在混凝土澆筑施工前要為波形管設(shè)置排氣孔，排氣孔使用排氣管送氣，由于錨墊板自身具有灌漿孔，所以只設(shè)置排氣孔就可以，不用在設(shè)置灌漿孔。波形管的排氣管安裝在波形管曲線波峰的位置，在澆筑完混凝土后，在波形管上的混凝土鑿開(kāi)一個(gè)洞，用細(xì)管引出梁頂面，并進(jìn)行定位固定。使用細(xì)管的內(nèi)徑需要大于16mm，長(zhǎng)度設(shè)定在超出混凝土表面100mm。

排氣管構(gòu)造簡(jiǎn)圖如圖1。

圖1 排氣管構(gòu)造簡(jiǎn)圖

3 穿筋

在對(duì)波形管進(jìn)行施工完成以后，要對(duì)波形管進(jìn)行穿預(yù)應(yīng)力筋工作，將標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的預(yù)應(yīng)力筋穿入安裝好的波形管內(nèi)，在穿預(yù)應(yīng)力筋的適合注意錯(cuò)開(kāi)同束內(nèi)的鋼絞線，這是為了對(duì)錨具的安裝，起到方便的作用，在對(duì)波形管穿預(yù)應(yīng)力筋工作完成后，進(jìn)行檢查，首先要檢查張拉位置的預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度，要求其能夠完全滿足張拉，再要檢查和調(diào)整固定位置的錨具墊板位置，要求錨具位置不重疊也不斷檔，最后要對(duì)張拉端的端口、波紋管、錨墊板進(jìn)行縫隙的填充，這樣在澆灌混凝土的時(shí)候波紋管孔道內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。

4 張拉

公路橋梁體外預(yù)應(yīng)力的加固設(shè)計(jì)與工程施工張拉是使用千斤頂設(shè)備施工，在施工前，為了確保張拉的準(zhǔn)確，要對(duì)千斤頂進(jìn)行測(cè)試和檢驗(yàn)，使用的如果是油壓千斤頂，要對(duì)油壓表和千斤頂進(jìn)行準(zhǔn)確性的標(biāo)定，檢查油壓表的計(jì)量單位，使用大噸位砝碼配試驗(yàn)機(jī)測(cè)試千斤頂，當(dāng)滿足標(biāo)定要求后投入使用。

在進(jìn)行張拉前要對(duì)腹板和中橫梁的混凝土進(jìn)行測(cè)試，要求混凝土強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后，再進(jìn)行張拉，張拉的方法是對(duì)稱(chēng)張拉，先張拉獨(dú)立柱墩橫梁鋼束，使其長(zhǎng)度達(dá)到整體長(zhǎng)度的一半，再對(duì)腹板鋼束進(jìn)行張拉，腹板的張拉，應(yīng)先從中腹板進(jìn)行對(duì)稱(chēng)張拉，再對(duì)邊腹板進(jìn)行對(duì)稱(chēng)張拉，最后完成橫梁鋼束的張拉。

張拉施工流程:安裝工作錨→安裝工作夾片→安裝限位板→安裝千斤頂→安裝工具錨→安裝工具夾片→供油達(dá)到初始張拉應(yīng)力10％δk→持荷、測(cè)量身長(zhǎng)值→張拉至控制應(yīng)力→中橫梁和腹板張拉至50％δk→持荷并測(cè)量伸長(zhǎng)值→回油→卸掉工具夾片→卸掉工具錨→卸掉千斤頂→卸掉限位板→切掉多余鋼鉸線→封錨。

鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉值:0→10％δk→中橫梁和腹板張拉至50％δk→100％δk并持荷2min→錨固。

張拉控制標(biāo)準(zhǔn):

(1)張拉過(guò)程要求按照張拉標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，在張拉和測(cè)量伸長(zhǎng)值時(shí)加上初應(yīng)力的推算伸長(zhǎng)值，控制采用張拉應(yīng)力及伸長(zhǎng)值雙控，如果實(shí)際的伸長(zhǎng)值比理論的伸長(zhǎng)值正負(fù)差距6％時(shí)，立即停止張拉，在檢查問(wèn)題所在并解決問(wèn)題后再進(jìn)行張拉，張拉控制以張拉應(yīng)力為主，使用伸長(zhǎng)量的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行核查。

張拉預(yù)應(yīng)力理論伸長(zhǎng)值Δl計(jì)算公式

式中:Δl為理論伸長(zhǎng)值;P為張拉端張拉力;L為張拉端至計(jì)算斷面孔道長(zhǎng)度;Ay為預(yù)應(yīng)力筋總面積(每根Φs15.2鋼絞線公稱(chēng)截面面積為140mm2);Ey為鋼絞線彈性模量;k為孔道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)(塑料波紋管取0.0015);μ為預(yù)應(yīng)力筋與孔道的摩擦系數(shù)(塑料波紋管取0.15);θ為張拉端至計(jì)算截面曲線孔道部分切線的夾角之和。

張拉預(yù)應(yīng)力實(shí)際伸長(zhǎng)量按下式計(jì)算

式中:ΔL1為從0至初張拉力推算伸長(zhǎng)值;ΔL2為從初張拉力至控制應(yīng)力實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值。

對(duì)張拉預(yù)應(yīng)力伸長(zhǎng)量的計(jì)算數(shù)據(jù)要進(jìn)行嚴(yán)格的分析和檢查，并通過(guò)監(jiān)理部門(mén)審查合格后進(jìn)行張拉施工。

(2)進(jìn)行張拉施工，要保持千斤頂軸線與預(yù)應(yīng)力筋的平行，這樣才能夠保證張拉力的控制可以按照施工要求進(jìn)行施工。

(3)張拉施工要確保左右兩端同時(shí)進(jìn)行，保證張拉力兩端力度平衡，對(duì)施工人員要求認(rèn)真仔細(xì)，并且及時(shí)溝通保持聯(lián)系，達(dá)到張拉同步的要求。

(4)張拉施工，標(biāo)準(zhǔn)要求施工人員做好自我保護(hù)工作，穿施工工裝，佩戴防護(hù)面具，并對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)異常情況，及時(shí)停止施工，檢查和維修設(shè)備，待施工設(shè)備合格后再進(jìn)行施工，確保施工人員的工作安全和施工工程的質(zhì)量。

5 施工步驟五壓漿

對(duì)工程進(jìn)行壓漿要在張拉完成后立即施工，使用高壓水槍沖洗孔道，排出孔道內(nèi)的雜質(zhì)，再用空壓機(jī)吹干孔道，使用真空壓漿機(jī)施壓力控制在1.0MPa，將C50水泥漿由下至上進(jìn)行壓漿，等到孔道另外一端出漿，并持荷3min后再進(jìn)行補(bǔ)漿，并保持孔道內(nèi)的水泥漿在有壓的狀態(tài)下凝結(jié)，壓漿結(jié)束后使用切割機(jī)切斷預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉端外部露出的鋼絞線，大約保留40mm左右，壓漿孔道兩端使用帶閥門(mén)的短管，可以再壓漿結(jié)束后閉封孔道。

6 結(jié)束語(yǔ)

公路橋梁體外預(yù)應(yīng)力的加固設(shè)計(jì)與工程施工技術(shù)是公路橋梁施工技術(shù)發(fā)展的體現(xiàn)，在施工過(guò)程中需要不斷的總結(jié)和創(chuàng)新，對(duì)新型材料的應(yīng)用要實(shí)際測(cè)試，確保對(duì)材料的剛度完全掌握，方可采用。施工材料的選擇需要嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行采購(gòu)，材料的供應(yīng)商選擇有相關(guān)資質(zhì)的正規(guī)廠商，在材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)要嚴(yán)格檢查，確保材料滿足施工要求，施工設(shè)備需要選用先進(jìn)的施工設(shè)備，提高施工的質(zhì)量和速度，在施工過(guò)程中保證設(shè)備的正常運(yùn)行，需要及時(shí)的檢查，如發(fā)現(xiàn)設(shè)備不正常，及時(shí)停止施工，待設(shè)備正常運(yùn)行后再進(jìn)行再次施工，聘請(qǐng)的施工人員需要具有專(zhuān)業(yè)的技能，和高度的責(zé)任心，嚴(yán)格依據(jù)施工圖紙和施工流程進(jìn)行施工，并對(duì)施工人員進(jìn)行項(xiàng)目相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)和崗位要求，工程監(jiān)理人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)，按照工程施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查，每一項(xiàng)都檢查合格后方可讓其進(jìn)行下面的工作，在保證施工人員安全的前提下，提高工程的質(zhì)量，確保工程按時(shí)完成。

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