预应力工程工艺参数验证.docx
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预应力工程工艺参数验证
预施应力对预应力箱梁的生产、运输、存放、架设、使用等过程至关重要,预施应力准确与否,不仅影响箱梁的结构安全,同时也影响到箱梁的使用寿命;所以为保证箱梁预施应力准确,在进行第一片箱梁张拉时,进行相关工艺参数验证。
预施应力过程简介:
一、概述
宽城预制梁场箱梁为单向(纵向)预应力体系,预应力钢绞线为1×7-15.2-1860-GB/T5224-2003。
锚固体系采用自锚式拉丝体系,管道形成采用内径为φ80mm、φ90mm的橡胶抽拔棒成孔,32米箱梁每片梁预应力钢绞线共27束,24米箱梁每片梁预应力钢绞线共20束。
预施应力按预张拉,初张拉和终张拉三个阶段进行。
初张拉后箱梁由900T搬梁机从制梁台座运至存梁台座,终张拉在存梁台座上完成。
预施力采用两端同步张拉,预施应力采用双控措施,预施应力值以油压表读数为主,以预应力筋伸长值进行校核,张拉过程中应保持两端的伸长量基本一致。
二、材料
1、预应力钢绞线
(1)预应力钢绞线技术条件应符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224)的要求,使用前要求供应商提供每批钢绞线的实际弹性模量值。
其力学性能应符合下表规定:
(2)钢绞线进场时应分批验收,验收时应对其质量证明书、包装标志和规格等进行检查。
验收按批进行,每批重量不大于30t。
钢绞线的尺寸和允许偏差
钢绞线结构
直径允许偏差(mm)
公称截面(mm2)
每米理论重量(kg/m)
1×7标准型
+0.40–0.20
140
1.101
钢绞线力学性能
抗拉强度Rm/MPa
不小于
整根钢绞线的最大力Fm/kN不小于
最大力总伸长率(L0≥500mm)%
弹性模量GPa
1000h后应力松驰率不大于
1860
260
3.5
195±10
4.5
(3)物资部门应对进场钢绞线进行外观、尺寸检查,除直径不得超过规定允许公差外,其表面不得带有润滑剂,油渍等降低钢绞线与混凝土粘结力的物质,也不得有机械损伤、死弯、气孔、锈迹、氧化皮等,允许有浮锈但不得锈蚀成目视可见的麻坑,弦长为1m的Ⅱ级松驰钢绞线,其弦与弧的最大自然矢高不大于25mm。
钢绞线内不应有折断,横裂和相互交叉的钢丝。
(4)试验室应负责对进场钢绞线进行抗拉强度及弹模试验,从每批中任取3盘,从每盘中取二根试样分别作拉伸及弹模试验。
如每批少于3盘则逐盘试验。
(5)钢绞线切断后应是不松散的或可以不困难地捻正到原来的位置。
(6)钢绞线运输应有雨布遮盖。
应分批堆放,并做上标识。
贮存应使钢绞线离地20cm。
严禁沾污油脂及具有腐蚀性物质,严禁堆积,以免压弯砸伤。
2、锚具及配件
(1)钢配件用的普通碳素钢,应符合《碳素结构钢》(GB700)的规定。
(2)锚具符合《预应力筋锚具、夹具和连结器》(GB/T14370-2008)的要求,锚具应能安装密封盖帽。
锚具产品要通过省、部级鉴定。
锚具进场时,除应按出厂合格证和质量证明书检查其性能、类别、型号、规格及数量外,还应按下列规定进行验收:
外观检验抽取10%,且不少于10套;硬度检验抽取5%,且不少于5套;夹片每批至少抽取5片进行硬度检验;静载锚固能力检验抽取3套交由供应商检验,工地派员工监查。
在同种材料和同一生产工艺条件下,锚具应以不超过1000套为一验收批。
(3)锚具领用应根据当天的生产进度由专人从仓库领出,现领现用。
使用中报废的锚具应有专人负责核对领用数字并办理退库手续,报废的锚具须集中另行保管不得混淆。
三、预应力管道制孔
预应力管道采用橡胶抽拔棒成孔,其技术要求如下:
1、橡胶棒的定位。
为满足成形孔道坐标的设计要求,必须用定位网钢筋将抽拔棒定位。
预应力钢束坐标定位间距为50㎝。
同时为增加橡胶棒的刚度,保证成形的预应力孔道顺畅,在棒中穿入了1根钢绞线做芯棒,芯棒在跨中接头较橡胶棒接头错开500厘米。
2、橡胶棒采用2根橡胶棒分别从两端抽拔,2根橡胶棒连接处外套30㎝白铁皮,并用胶带密封。
3、橡胶棒的抽拔须在混凝土充分凝固后,迅速将橡胶棒拔出。
橡胶棒不宜抽拔过早,否则会拉裂混凝土。
施工中注意根据气温的变化,控制好橡胶棒的抽拔时间。
采用卷扬机抽拔,抽拔时不要回力,要连续不断,直至全部拔出,但速度不要大于5m/min。
4、橡胶棒周围的混凝土应密实,尽量避免在橡胶棒周围设置混凝土保护层垫块。
同时注意加强橡胶棒周围混凝土的振捣,防止因混凝土不密实而造成孔道压浆时向外渗漏。
5、橡胶棒的保养:
橡胶棒入笼前,应在表面均匀涂抹滑石粉,严禁涂隔离剂。
抽拔后将橡胶棒表面混凝土残留物清除干净,再涂上滑石粉备用。
使用一段时间后,检查橡胶棒是否有划伤裂纹,沿径向有深度2㎜以上的裂纹时应停止使用。
6、抽拔棒在保存时应避免高温,日光照射及接触腐蚀性物品,以防老化。
四、钢绞线制束
预应力钢绞线下料、编束、安装等遵照《铁路混泥土工程施工质量验收补充标准》铁建设(2005)160号文中的有关规定办理:
1、钢绞线放盘在特制的框中进行,以防弹出伤人和钢绞线乱盘。
钢绞线放盘过程中注意检查其外观,如有油污、矢高过大等均应局部剪除,剪除下来的钢绞线应单独存放,不得混放;
2、钢绞线放直后应抽查其伸直性,每个班次抽查不少于2次。
伸直性检查方法:
取弦长1m的钢绞线,其弦与弧的最大自然矢高不大于25mm;
3、钢绞线下料时,采用砂轮锯切断,严禁采用电弧切割。
在切断处画线,画线两侧各30mm处用铁丝绑扎,防止散头;
4、同一编号的钢绞线束可集中下料。
为节约用料,钢绞线下料长度可按每个孔道的实际长度+张拉设备长度×2+工具锚厚度×2+限位板的有效高度×2+200mm之和下料,其误差为±10mm。
下料后,钢绞线束应采用设计钢绞线束的梳丝板理顺,不得交叉扭结。
5、钢绞线束应进行编号标识,分别存放。
编号时应在两端系上铁皮小牌,注明编号,以免混杂;
6、钢绞线束存放及移运时,应保持顺直,不受损伤,不得污染。
存放、搬运时支点距离不得大于3m,端部悬出长度不得大于1.5m;
7、不得使钢绞线经受高温,严禁接触焊接火花或接地电流。
五、钢绞线穿束
1、成束的钢绞线束应在梁体强度达到设计要求时,方可进行穿束;
2、钢绞线在穿束前应做弹性模量及拉伸试验。
3、穿束前应探明预应力管道的断面情况,清除管道内的杂物和积水,确保钢绞线束穿束顺利施工;
4、钢绞线束穿束时,即人力推送由一端向另一端穿入孔道中;
5、穿束时应保持钢绞线束顺畅不变形,穿束过程中应确保钢绞线束不受损伤。
六、张拉设备及仪表
张拉所用的机具设备及仪表,应定期维护和校验。
1、千斤顶在下列情况下必须重新进行校验:
(1)张拉了200次以后。
(2)千斤顶校正期限已达一个月。
(3)在常用油压下千斤顶夹缸活塞若有漏油或串缸现象,经修理以后。
2、油压表的选用应为:
(1)精度不低于1.0级(基本允许误差±1.0%)。
(2)最大表盘读数应为张拉力的1.5~2.0倍,读数分辨应不大于0.5Mpa,表盘直径应大于15cm。
(3)防震型。
3、油压表在下列情况下必须重新校正:
(1)油压表校正期限已达一周。
(2)油压表使用时超过允许误差或发生故障。
4、千斤顶使用时张拉行程应控制在规定范围内;
5、千斤顶主缸设置主、副二块油压表,当油压在10MPa以上时,两块压力表所标示油压之差不得大于0.5MPa,否则两块表同时撤换。
七预应力张拉
1、预施应力前应作好如下准备工作。
(1)检查梁体混凝土是否已达到设计要求的龄期、强度及弹性模量要求,否则不允许预加应力。
(2)千斤顶和油压表均在校验有效期内。
(3)检查钢绞线、锚具等技术合格证,并对锚具表面进行质量检查。
(4)第一孔梁张拉前应测定下列数据:
a)锚具的锚口摩阻;
b)管道摩阻;
c)锚具锚固后的钢丝回缩量;
d)钢绞线直径偏差对张拉控制应力的影响。
2、预施应力是以主油缸油压表读数控制,并以钢绞线束伸长量校核。
3、张拉时钢绞线束之计算伸长量按下式计算:
式中:
a——锚圈口及喇叭口摩阻系数,须按实测数据调整计算;
бk——锚外张拉控制应力(Mpa)
бo——初始应力,要求取бo=0.2бk
L——钢绞线束下料长度(mm)
Eg
4、预施应力程序
(1)采用8孔、9孔、和12孔7φ5群锚的预应力钢绞线:
(2)进行张拉时,应左右对称进行,最大不平衡束不得超过一束,张拉顺序严格按设计图纸进行。
(3)初始张拉:
梁两端同时对千斤顶主油缸充油,使钢绞线束略为拉紧,充油时,随时调整锚圈、垫圈及千斤顶位置,使孔道、锚具和千斤顶三者之轴线互相吻合,同时应注意使每根钢绞线受力均匀,随后两端同时加荷到0.2бcon,打紧工具锚具夹片。
(4)钢绞线锚固:
钢绞线束在达到бcon时,持续5min,并维持油压表读数不变,然后主油缸回油,钢绞线束锚固。
最后回油卸顶,张拉结束。
(5)张拉完成后,在锚圈口处的钢绞线做上记号,以作张拉后对钢绞线锚固情况的观察依据。
(6)张拉完成后,要测量梁体上拱度和弹性压缩值。
5、张拉质量要求
(1)实际伸长量不超过计算伸长量的±6%(两端之和)。
(2)张拉过程中出现以下情况之一者,需要换钢绞线重新张拉。
a)后期张拉时发现早期张拉的锚具当中夹片断裂者;
b)锚具内夹片错牙在1-2mm者;
c)锚具内夹片断裂在两片者(含有错牙的两片断裂);
d)锚环裂纹损坏者;
e)切割钢绞线或者压浆时发现又发生滑丝者。
6、张拉完毕后,,必须经主管技术人员检查签字认可。
7、钢绞线外露头切割。
张拉完毕24小时后复查,确认无新滑丝、断丝即可进行钢绞线头的切割,采用砂轮锯切割,切割处距锚具表面40~50mm。
8、滑丝与断丝处理
在整个张拉过程中,严密注意钢绞线及锚具滑丝情况及其它意外情况。
处理方法:
当一束出现少量滑丝时,可用单根张拉油顶进行补拉。
当一束内出现多根钢绞线滑丝时,须放松整束钢绞线并重新装夹片整束补拉。
9、有关规定
(1)张拉钢绞线之前,对梁体应作全面检查,如有缺陷,须事先征得监理工程师同意修补完好且达到设计强度,并将承压垫板及锚下管道扩大部分的残余灰浆铲除干净,否则不得进行张拉。
(2)高压油表必须经过校验合格后方可使用。
校验有效期不得超过一周。
(3)千斤顶必须经过校正合格后方允许使用。
校正期限不得超过一个月。
(4)每片梁张拉时,必须有专人负责及时填写张拉记录。
(5)千斤顶不准超载,不准超出规定的行程;转移油泵时必须将油压表拆下来另行携转送。
10、注意事项
(1)预应力按预张拉、初张拉和终张拉三个阶段进行;
(2)张拉预应力钢绞线时,采用应力应变双控制,张拉程序为同前。
(3)为避免梁体混凝土收缩开裂,预制梁带模预张拉时,混凝土强度应达到设计强度的60%+3.5Mpa,拆除端模、松开内模,排除对梁体压缩造成障碍进行预张拉;
(4)初张拉应在梁体混凝土强度达到设计值80%+3.5Mpa和模板拆除后,按设计要求进行。
初张拉后,梁体方可吊运出台位。
(5)终张拉应在梁体混凝土强度达到设计值+3.5Mpa、弹性模量达到设计值后、龄期不少于10d时进行;
(6)张拉顺序、张拉控制应力及总张拉力应严格按照设计要求进行。
对于二次张拉的预应力筋,其终张拉的初应力应稍高于第一次张拉锚固应力值;
(7)预施应力采用双控措施,预施力值以应力控制为主,以预应力筋伸长值作校核,按预应力筋实际弹性模量计算的伸长值与实测伸长值相差不应大于±6%;实测伸长值以20%张拉力作为测量的初始点;
(8)当实测伸长值与理论伸长值相差大于±6%时,应分析其不符的原因〔如油压表不准、千斤顶内摩阻过大、预应力筋实际弹模偏高或偏低等〕并进行处理;
(9)箱梁两侧腹板对称张拉,其不平衡束不超过1
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