大型渡槽施工中有粘結預應力技術分析

趙麗

1 工程情況概述

南水北調是我國為解決北方地區水資源短缺問題所規劃建設的一項重點工程,工程整體長度為1273km,建成后每年能夠將130億方的水資源從南方調至北方水資源匱乏的地區。漕河渡槽是南水北調工程中線應急供水工程中的核心組成部分,是應急段用于控制工期的一項工程。這一部分的渡槽總長度為30m,屬于連續跨多側墻簡支三維預應力砼形式,整個工程的設計流量是125m3/s,最大流量在150m3/s左右,總計41跨,工程全長為1256m。這一大型渡槽建設是我國現階段最大的渡槽建設工程,預應力施工技術也是現階段我國施工難度最大、結構最為復雜的施工技術,是整個大型渡槽施工中最為重要的控制工序。

2 工程結構特點

本段工程為強度較高的預應力混凝土建筑結構,屬于多側墻渡槽段,總計35跨。中心線多為彎道段,總長339.85m,第一段轉彎半徑為530.946m,中心角度為21.574°;第二段轉彎半徑為482.897m,中心角度為23.721°。渡槽槽身的高為7.7m,寬度達到22m,單跨長達20m,其中,由于第34跨需要越過鐵路,因此,該跨要設計為30m的跨多側墻槽身。槽身設計為三槽一聯多側墻結構形式。槽身的底部設計為橫梁、縱梁、底板三個部分,厚度為50cm;縱梁沿著槽身的水流方向設置4根,每根間距離設計為5.3m,縱梁結構設計為1．8mX1．3m(1．4m);橫梁沿槽身的垂直方向設置,每根間距離設計為2m,總計8根,橫梁結構設計為0．9mx0．5m;槽身中間段隔墻厚度設計為70cm,邊墻厚度設計為60cm,邊墻外部為側肋結構,側肋之間距離設計為2m,總計8根,設計結構為0．7mx0．5m;在槽身上部設計為連系梁結構,梁間距離為2.2m,總計8根,設計結構為0.7×0.3m。

3 預應力施工技術流程

第一,波紋管的安裝定位和孔道施工。混凝土結構的預應力施工主要使用后張法,孔道施工選擇HDPE高密度聚乙烯波紋管,鋼絞線和波紋管之間的摩擦力保持在0.15左右,進行預應力張拉之前要進行摩阻試驗。在側向鋼筋和底網鋼筋完成綁扎后,要根據設計要求在定型模板上規劃出各個孔道的矢高和斷面,再用12號鋼筋固定在側向鋼筋或底網鋼筋上,準確測量出鋼筋上波紋管的位置,在鋼筋上用箍筋固定好波紋管,使其與鋼筋緊固相連,避免波紋管位置出現上浮或移動,最后進行穿索和編索操作。

第二,鋼絞線的下料。使用無齒砂輪鋸技術切割鋼絞線,而不能使用氧氣焊技術,鋼絞線下料要嚴格根據設計標準進行,下料長度必須準確無誤。具體計算方法為:L=Lo+2L1+L2+L3。其中,Lo是指張拉端與固定端之間的曲線或直線長度;L1指錨具長度;L2指張拉作業的長度;L3指固定端錨板上鋼絞線的長度。

第三,安裝、擠壓固定端。完成下料后,用鋼絞線穿在P錨錨墊板的小孔上,在將擠壓簧放入擠壓套之后,使用BJL一60擠壓機把鋼絞線與擠壓套相互連接,將OVM擠壓套的壓力設定在38Mpa左右,完成擠壓操作后,將P錨錨墊板與封壓板牢固地捆綁在一起,從而避免鋼絞線出現位移問題。

第四,編索。根據設計要求,合理配置鋼絞線的長度和根數,用鋼絲將鋼絞線捆綁成束,每隔1.5m捆綁一次,在拉張端每隔0.5m長度進行一次捆扎。

第五,下索和運索。使用人工為主、機械為輔的運索操作方法。下索時要首先用膠布將穿入波紋管的鋼絞線包裹好,防止穿束操作對波紋管造成損壞。在固定端進行下索施工時,要先把螺旋筋和約束換在P錨上固定好,牢固鏈接波紋管和約束管,排除約束管內的多余氣體,為灌漿提供方便。完成下索操作后,要把錨索的標志對應好,避免其出現變形或扭曲問題。

第六,安裝固定錨墊板。下索施工后,先在波紋管上套入螺旋筋,再將波紋管套入與錨索型號相匹配的錨墊板上,錨墊板與波紋管之間的搭接距離應在30mm以上,用膠布固定好搭接部分,并捆扎牢固。

第七,張拉。張拉施工全部為大噸位的高空作業,且規格多,鋼線需要在橫向和縱向上進行復雜布置,然而,縱向鋼定位工作難度較大,且絞線較難扶直,張拉錨的固槽安裝工作量和難度都較大。三維預應力張拉程序和順序都較為繁瑣,存在較多的障礙物,縱向張拉空間十分狹小,約110cm左右,為張拉施工帶來了較大的難度。在混凝土結構施工強度達到預計強度的80%左右時,即可以進行預應力張拉錨索施工。

第八,灌漿。張拉施工完成后,要在工作錨末端預留5cm左右的鋼絞線,切除多余的鋼絞線,同時,將外露的鋼絞線和工作錨用保護罩罩好,并與錨墊板固定在一起,將水泥漿灌注在保護罩里面,并填充嚴實,避免工作錨出現腐蝕和生銹等問題。灌漿施工應選擇P042．5R級的普通硅酸鹽水泥與清潔的飲用水混制而成。在灌漿施工時,要按照實際需要添加專用外加劑,且保證外加劑中不能含有腐蝕鋼絞線的化學原料。在進行灌漿施工之前,要確認孔中無雜物和積水,具體施工時使用真空輔助灌漿技術。水平放置錨索時,要由張拉端開始壓漿,排除固定端內部的空氣;縱向放置錨索時,同樣由張拉端開始壓漿,固定端排氣。水泥壓漿要均勻緩慢地注入,不能出現停頓和中斷。漿液將孔道填滿后,要依次開放排氣孔排出空氣,直至漿液從孔中流出,在保持30s左右后,將排氣孔堵住。

4 結語

綜上所述,漕河段渡槽施工選擇大跨度三槽一聯預應力混凝土施工結構,在實際的施工過程中難免會遇到各項技術和操作難題,因此,大型渡槽建設施工單位必須具有較高的二次設計能力、豐富的實踐經驗以及較高的技術素質和施工水平。在進行實際施工前,要做好充分的準備,實現各方面的良好配合,采取先進的管理模式。從而保證施工效率的提高。

參考文獻

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