淺析后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋施工

付 玫

(江西交通咨詢公司)

淺析后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋施工

付 玫

(江西交通咨詢公司)

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)以其良好的實(shí)用性能被廣泛的應(yīng)用。江西南山一橋得工程實(shí)例，從施工方法及工藝幾個(gè)方面論述了后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋施工方法，具有一定的實(shí)際意義。

后張法;預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋;施工工藝

1 工程概況

南山一橋是江西省永修至武寧(廬山西海)旅游高速公路上一座后張法部分預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋，荷載等級(jí)為公路－I級(jí)。采用跨度為35 m的部分預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁，梁長為31.58 m，計(jì)算跨度為31.18 m。橋跨通過拼裝預(yù)制梁、現(xiàn)場澆筑絞縫混凝土和橋面混凝土形成。預(yù)制梁高1.43 m，底面寬1.426 m、頂面寬1.391 m。預(yù)制梁混凝土采用C50混凝土;鉸縫及橋面現(xiàn)澆層(厚7 cm)采用C50混凝土;橋面鋪裝層采用改性瀝青混凝土(厚6 cm)。7 cm厚的C50橋面現(xiàn)澆層和絞縫完全參與梁的受力，橋面鋪裝層(改性瀝青混凝土層)不參與梁的受力。

2 施工方法及工藝

由于南山一橋是在完成混凝土構(gòu)件的制作之后再施加預(yù)應(yīng)力，故把這種構(gòu)件稱作后張法預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制構(gòu)件。后張法又分為有粘結(jié)工藝和無粘結(jié)工藝兩大類。其中有粘結(jié)工藝又可分為先穿束法和后穿束法兩種做法。

先穿束法:將預(yù)應(yīng)力鋼束先穿入管道，再一同預(yù)埋在后澆筑的混凝土中。優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)產(chǎn)生堵管的現(xiàn)象，某些情況下可避免后期穿束的場地條件的限制。缺點(diǎn)是應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)張拉完畢，否則會(huì)引起預(yù)應(yīng)力鋼束的銹蝕。且不能使用蒸汽養(yǎng)護(hù)。

后穿束法:將管道預(yù)埋在后澆筑的混凝土中。當(dāng)達(dá)到張拉強(qiáng)度時(shí)，穿束并完成張拉。優(yōu)點(diǎn)張拉預(yù)應(yīng)力的時(shí)間、地點(diǎn)較為機(jī)動(dòng)靈活，能使用蒸汽養(yǎng)護(hù)。缺點(diǎn):有時(shí)會(huì)產(chǎn)生堵管的現(xiàn)象。

后張法主要工序?yàn)?先澆筑混凝土構(gòu)件，并在構(gòu)件中配置預(yù)應(yīng)力鋼筋的位置上預(yù)留孔道;養(yǎng)護(hù)混凝土至規(guī)定強(qiáng)度后，將預(yù)應(yīng)力筋穿入孔道，利用構(gòu)件本身作為臺(tái)座，用張拉機(jī)具張拉鋼筋至控制應(yīng)力;在張拉端用錨具將鋼筋錨固在構(gòu)件兩端，在孔道內(nèi)灌注水泥漿。

2.1 預(yù)留孔道

預(yù)留孔道是后張法梁體施工中的一項(xiàng)重要工序。預(yù)留孔道的尺寸與位置應(yīng)正確，孔道應(yīng)平順。端部的預(yù)埋墊板應(yīng)垂直于孔道中心線，并用螺栓或釘子固定在模板上，以防止?jié)仓炷習(xí)r發(fā)生移動(dòng)。孔道留設(shè)的方法有埋置式與抽拔式兩種。

(1)埋置式制孔器

它主要采用薄鐵皮套管和鋁合金波紋管，可做成各種形狀的孔道。將管子按索筋的設(shè)計(jì)位置和形狀固定在鋼筋骨架中不再抽出，待混凝土澆筑后，即可形成預(yù)應(yīng)力筋的孔道。此法具有成孔均勻、摩阻力小、連接容易、與混凝土豁結(jié)性能好等優(yōu)點(diǎn)，但管子的加工和安裝比較困難，使用后不能回收，因而成本高，鋼材耗用量大。

(2)抽拔式制孔器

它的最大優(yōu)點(diǎn)是能夠周轉(zhuǎn)重復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)而節(jié)省鋼材，目前使用較廣我國常用的抽拔式制孔器有鋼管制孔器、金屬伸縮管制孔器和橡膠制孔器。

①鋼管抽拔法適用于留設(shè)直線的孔道。混凝土澆筑后，每隔一定時(shí)間慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管，防止其與混凝土粘接。選用的鋼管要求平直、表面光滑、致設(shè)位置準(zhǔn)確。較長的構(gòu)件可采用兩根鋼管，中間用套管連接。

②金屬收縮管制孔器是一種用金屬絲編織成的可伸縮網(wǎng)套，具有壓縮時(shí)直徑增大而拉伸時(shí)直徑減小的特性。為了防止翻漿和增強(qiáng)剛度，網(wǎng)套內(nèi)可襯以普通橡膠襯管、插入圓鋼或45 mm鋼絲束芯棒。

③膠管抽拔法可用于留設(shè)直線、曲線或折線的孔道，有5層或7層夾布膠管和鋼絲網(wǎng)橡皮管兩種。為增加膠管的剛度和控制位置的準(zhǔn)確，需在橡膠管內(nèi)置一圓鑰筋(稱芯棒)，芯棒直徑應(yīng)較膠管內(nèi)徑小8～10 mm，長度較膠管長1～2 m，以便于先抽拔芯棒。對于曲線束的孔道，宜用兩段膠管在跨中對接，對接接頭處套一段0.3～0.5 m鐵皮管。接頭要牢固緊密，以防澆筑混凝土?xí)r脫節(jié)和瀚漿，膠管從梁的兩端抽拔，鐵皮管則留在梁內(nèi)。

抽拔制孔器的時(shí)間是能否順利抽拔和保證成孔質(zhì)量的關(guān)鍵，它與水泥品種、環(huán)境氣溫和養(yǎng)護(hù)條件有關(guān)，必須嚴(yán)格掌握，一般在棍凝土初凝后、終凝前進(jìn)行，以用手指按壓混凝土表面不顯指紋時(shí)為宜。如抽拔過早，則混凝土容易塌陷而堵塞孔道;如抽拔過遲，混凝土與膠管粘結(jié)牢固，抽管困難，甚至可能拔斷膠管或根本拔不出來。抽管可用人工逐根地進(jìn)行，也可用機(jī)械(電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)或手搖絞車)分批地進(jìn)行。抽管時(shí)必須速度均勻，邊抽邊轉(zhuǎn)并與孔道保持在一條直線上。

制孔器抽拔完畢后，應(yīng)用比孔徑小4～7 mm的鋼制橄欖形通孔器進(jìn)行通孔檢查，以防穿筋困難。如發(fā)現(xiàn)孔道堵塞，應(yīng)及時(shí)用鋼筋芯棒通搗，若膠管因拉斷而殘留于孔道中，則應(yīng)及時(shí)標(biāo)出準(zhǔn)確位置，從側(cè)面鑿孔取出并疏通管道、重設(shè)制孔器、修補(bǔ)缺口。無論采用何種制孔器，都應(yīng)按設(shè)計(jì)要求或施工需求預(yù)留排氣、排水和灌漿用的孔眼。

2.2 張拉機(jī)具使用前的校檢

(1)目的:由于千斤頂?shù)幕钊c油缸壁的摩擦力，千斤頂?shù)恼鎸?shí)張拉力不等于活塞面積X油壓讀數(shù)，找到千斤頂?shù)膹埨瓏嵨慌c高壓油泵上的油表讀數(shù)(油壓讀數(shù))的對應(yīng)關(guān)系，從而可利用油表讀數(shù)來方便、準(zhǔn)確地控制張拉力。

(2)校檢方法:目前對預(yù)應(yīng)力施工機(jī)具進(jìn)行校檢的方法有應(yīng)力環(huán)(測力計(jì))校檢、壓力機(jī)校檢及電測傳感器校檢等方法，其中應(yīng)力環(huán)(測力計(jì))佼檢(標(biāo)定)方便靈活，不受設(shè)備條件的限制，而壓力機(jī)法的優(yōu)點(diǎn)是千斤頂能夠真實(shí)地伸長，結(jié)果較為準(zhǔn)確。

(3)校檢結(jié)果:利用“最小二乘法，求得大多數(shù)點(diǎn)所在的直線。校檢結(jié)果一式兩份，施工單位和監(jiān)理工程師各一份。施工期間，內(nèi)業(yè)計(jì)算與外業(yè)張拉時(shí)所用的千斤頂和油表必須經(jīng)過校檢，且均應(yīng)按照校檢結(jié)果進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算和外業(yè)張拉，不得使用未經(jīng)校檢的設(shè)備組合。

(4)校檢頻度:200次以上的連續(xù)張拉;6個(gè)月以上的使用;新工程、新設(shè)備使用過程中有異常感覺。

2.3 預(yù)應(yīng)力筋的張拉工藝

當(dāng)梁體混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上時(shí)，才可進(jìn)行穿束張拉。穿筋工作一般采取直接穿筋，較長的鋼筋可借助長鋼絲作為引線，用卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行穿筋。

不同預(yù)應(yīng)力筋構(gòu)件所采用的張拉程序按下列規(guī)定采用:

(1)對鋼筋、鋼筋束，張拉程序?yàn)?0→初應(yīng)力→1.05(持荷2min)→0.9→6(錨固)。

(2)對于用夾片式等具有自錨性能的錨具張拉鋼絞線束和鋼絲束時(shí)，其張拉程序?yàn)椤?/p>

①普通松弛力筋:0→初應(yīng)力→1.03(錨固)。

②低松弛力筋:0→初應(yīng)力→〔持荷2 min錨固)。

(3)對于用其他錨具張拉鋼絞線束和鋼絲束時(shí)，其張拉程序?yàn)?0→初應(yīng)力→1.05(持荷2 min)→6(錨固)。

(4)對于精軋螺紋鋼筋，張拉程序?yàn)椤?/p>

①直線配筋:0→初應(yīng)力→ (持荷2 min)。

②曲線配筋時(shí)。0→(持荷)→0。(上述程序可反復(fù)幾次)→初應(yīng)力→ (持荷2 min錨固)。

其中為張拉時(shí)的錨下控制應(yīng)力。

張拉時(shí)應(yīng)注意以下方面:張拉時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)張拉順序施工:孔道軸心、錨具軸心、千斤頂軸心在一條軸線上:控制張拉力達(dá)到設(shè)計(jì)張拉力，控制實(shí)測伸長量與理論伸長量的差值在理論伸長量的6%之內(nèi);施工中斷、滑絲的允許偏差:鋼絲、鋼絞線1束不超過1，1個(gè)斷面不超過1%，鋼筋則不允許出現(xiàn)上述情況。

2.4 孔道壓漿

孔道壓漿用專門的壓漿泵進(jìn)行，壓漿后的漿體要求密實(shí)、飽滿，并應(yīng)在張拉后盡早完成。孔道壓漿應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥配置的水泥漿;對空隙大的孔道，可采用砂漿壓漿為了增加孔道壓漿的密實(shí)性。在水泥漿中可摻入專用微膨脹劑，但摻入量不得使混凝土自由膨脹率超過10%，且不得摻入氯化物或其他對預(yù)應(yīng)力筋有腐蝕作用的外加劑。

壓漿前，應(yīng)用壓力水沖洗孔道，確保孔道暢通，并吹去孔內(nèi)積水。壓漿順序應(yīng)先下孔道后上孔道，以免上孔道漏漿把下孔道堵塞。直線孔道壓漿時(shí)，應(yīng)從構(gòu)件的一端壓到另一端;曲線孔道壓漿時(shí)，應(yīng)從孔道最低處開始向兩端進(jìn)行。

3 結(jié)語

目前公路上預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁的跨徑已做到50～60 m。我國編制了后張法裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖，標(biāo)準(zhǔn)跨徑為25 m、30 m、35 m、40 m。這就有利于在工廠內(nèi)或工地上廣泛采用工業(yè)化施工，組織大規(guī)模預(yù)制生產(chǎn)，采用裝配式的施工方法。近年來對于中小跨徑的橋梁.絕大部分均采用裝配式的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋。

［1］韓利濤.后張法施工技術(shù)分析［J］.中國房地產(chǎn)業(yè)，2011，(3).

［2］詹新偉.后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工質(zhì)量控制［J］.中國城市經(jīng)濟(jì)，2011，(11).

U445

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1008－3383(2014)03－0134－01

2013－10－15

付玫(1979－)，女，江西南昌人，工程師，研究方向:路橋工程。