GLY预应力空心板

关键词： 生产线 预应力 混凝土 空心

GLY预应力空心板（精选十篇）

GLY预应力空心板 篇1

1轻质干硬性混凝土配合比试验

1.1指导思想

轻质干硬性混凝土的配合比设计既要满足生产工艺需求,又要满足结构经济性指标,降低成本。轻质GLY空心板由GLY板成型机冲捣挤压成型,不需模板和蒸汽养护,一次成型。因此,在给定砂、石条件下,找出适合轻质GLY空心板生产的混凝土配合比是重点,其原则是:

(1)调整骨料级配,使空隙最小;

(2)合理选取砂率,满足轻质GLY空心板生产工艺需求;

(3)采用高效减水剂,提高混凝土性能,降低生产成本;

(4)掺入粉煤灰,提高混凝土性能,降低生产成本;

(5)依据经验,调整配合比,使混凝土达到最理想状态。

1.2原材料的检测与选用

水泥:哈尔滨宾西“虎鼎牌”P·O42.5水泥,其物理力学性能见表1。

粗骨料:5~10 mm连续级配900级碎石型页岩陶粒,筒压强度为14.5 MPa。

细骨料:普通中砂,细度模数为2.8。

粉煤灰:哈尔滨双达粉煤灰制品有限公司的Ⅱ级F类粉煤灰。

减水剂:聚羧酸盐类高效减水剂(液体),减水率约为35%, 掺量为1.2%。

1.3试配、确定配合比

依据JGJ 51—2002《轻骨料混凝土技术规程》并参考相关文献[3],采用松散体积法试配LC40轻质混凝土,得到最终配合比为:m(水泥)∶m(砂)∶m(页岩陶粒)∶m(水)∶m(粉煤灰)∶m(外加剂)∶=420∶715∶681∶128∶47∶5.6。混凝土的主要力学性能见表2,工作性良好的轻质干硬性混凝土照片见图1。

图1工作性良好的轻质干硬性混凝土

试验过程中发现,干硬性轻骨料混凝土的强度及工作性主要受砂率、陶粒本身强度、水灰比、振捣等因素的影响。由于生产线工艺的需求,既要保证混凝土内部级配合理,又要保证维勃稠度的合理取值,防止塌边、塌孔现象;保证在冲捣、挤压、 成型过程中产生水泥浆体,使混凝土密实,保证混凝土的强度、 耐久性等[4]。

2轻质GLY预应力空心板生产工艺及试验结果

轻质GLY预应力空心板在长线台座上生产(生产线一般为100~150 m),首先将预应力筋定位布置于台面,按规定标准张拉,然后安放GLY板压型机,由料斗保证供料,机器自动保持稳定的前进速度。待板成型后,覆盖养护一段时间,当混凝土强度达到设计强度的75%以上时,即可断筋并进行切

割,将空心板移出台面。轻质GLY预应力空心板移至堆放场地后,应继续养护,干燥。其生产工艺流程如图2所示。

同时,分别制作了4块相同配筋率、截面尺寸、不同跨度的轻质GLY预应力空心板和普通GLY预应力空心板,试验设计方案见表3,其截面尺寸见图3。

注:LC、C分别指代轻质GLY预应力空心板与普通GLY预应力空心板;4ΦH7表示4根直径为7 mm的低松弛螺旋肋预应力钢筋, fptk=1570 MPa。

对以上8块板在相同的条件下进行三分点受弯加载试验,结果见表4。参照图集07GS02《GLY预应力混凝土空心板》 以及GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》,该轻质GLY预应力空心板适用于环境类别为一类及二a类的工业与民用建筑,裂缝控制等级为二级。因此,需要验证其开裂挠度是否能满足规范l0/200的使用要求,开裂荷载是否符合图集07GS02 《GLY预应力混凝土空心板》要求,开裂挠度开裂弯矩试验结果分别见表5、图4。

注:γcr(γlim)表示轻质GLY预应力板开裂(破坏)荷载与普通GLY预应力板开裂(破坏)荷载的比值。

注:ωLCcr、ωCcr分别为轻质GLY预应力板开裂挠度试验值、普通GLY预应力板开裂挠度试验值;ωlim为规范规定的挠度限值,即l0/200。

由表4可知,由高强陶粒配制而成的干硬性混凝土能够满足GLY预应力空心板的需求,轻质GLY预应力空心板具有和普通GLY预应力空心板相似的承载能力,其开裂荷载比值的平均值为0.994,标准差为0.106,变异系数0.106;其破坏荷载比值的平均值为0.966,标准差为0.039,变异系数0.041。 从承载力的角度来讲,完全具备取代普通GLY预应力空心板的能力。

由表5可知,轻质GLY预应力空心板在开裂之前挠度较普通GLY预应力空心板略大,主要原因是轻质混凝土的弹性模量较普通混凝土低,但是能够满足规范使用要求,其与挠度限值的比值在0.34~0.43,具有较好的安全保障度。

由图4可知,轻质GLY预应力空心板开裂弯矩较普通GLY预应力空心板略小,但是都能满足荷载限值要求。因此, 轻质GLY预应力空心板具有同普通GLY预应力空心板相似的承载能力和变形特性。

尽管由于陶粒的使用,使其单价高于普通GLY预应力空心板,但是,从整个建筑的角度来讲,具有明显的综合效益,主要体现在:(1)生产工艺先进,减少施工人员,提高生产效率; (2)基于其自重较轻(约为20%),轻质GLY预应力空心板用途将更加广泛[5];(3)减少梁柱配筋以及混凝土用量,且跨度越大,作用越明显;(4)隔热、隔声,有效提高建筑整体功能;(5) 由于建筑整体质量的减轻,提高了建筑的抗震性能。

因此,不仅仅针对于GLY空心板,将轻质混凝土应用于其它建筑结构中,也同样会具有可观的综合效益,而轻质GLY预应力空心板的研究,为此提供了参考素材。

3混凝土及产品质量控制

3.1原材料控制

粗骨料选取5~10 mm连续级配的高强页岩陶粒(筒压强度大于6 MPa);细骨料严格参照相关标准控制质量,取中砂为宜,由于GLY板成型机的特殊性,应该严格防止砂中大直径石粒的出现。

3.2混凝土质量控制

根据GB 50164—2011《混凝土质量控制标准》,参照天气情况以及砂石含水率,搅拌站及试验人员须随时观察并调整用水量。由于陶粒的吸水性,混凝土的搅拌时间要比普通混凝土长,以便陶粒充分吸水并搅拌完全。待混凝土搅拌完毕,应立即运至压型机料斗,防止因天气原因导致的水分过快蒸发。由于高效减水剂的使用,成型后的轻质GLY预应力空心板严禁接触流动水,应立即用养护薄膜覆盖养护,防止人为踩踏。

4轻质GLY预应力空心板常见质量问题及预防措施

4.1轻质GLY板表观裂缝分析及预防

轻质GLY板表观裂缝主要包含混凝土收缩裂缝和压型机前进过程中由混凝土与机器之间摩擦导致的裂缝,且主要出现在2盘混凝土交接处。前者出现的原因主要包括:(1)陶粒级配不合理,砂中含泥量超标;(2)前后2盘混凝土工作性存在较大差异;(3)混凝土搅拌不充分,陶粒吸水不够,GLY板成型后,陶粒继续吸水导致水化反应不充分;(4)轻质GLY板成型后没有及时覆盖养护,造成早期失水过多;(5)天气影响, 特别是我国北方地区,空气相对湿度较低,使混凝土表面失水加剧。后者出现的原因主要包含:(1)压型机长时间未清理或者周边生锈,导致混凝土与机器之间摩擦过大;(2)混凝土工作状态较差,在挤压成型过程中,浆体产生不充分,造成混凝土不密实,混凝土内部粘结力差。

预防措施:轻质GLY板表观裂缝的成因往往很复杂,单靠某一方面的努力是不够的,还需要在各个方面同时采取措施, 才能保证产品质量。可以从严格控制原材料质量、保证混凝土的工作性、严格执行养护制度、规范现场作业管理等多个方面同时控制[6]。

4.2轻质GLY板混凝土不密实的分析及预防

轻质GLY板混凝土不密实主要原因有:(1)混凝土过干或搅拌时间不足,导致陶粒吸水不充分;(2)GLY板压型机因调整不到位,导致行走速度过快、孔芯便宜或者振捣频率不够,水泥浆体产生不充分;(3)前后2盘混凝土工作性存在较大差异, 导致交接处混凝土不密实;(4)混凝土下料不及时,或者未有人工辅助下料,导致下料不足,混凝土挤压力不够[7]。

预防措施:现场施工人员密切关注混凝土状态,调整好机器,注意机器运转过程中是否有异常情况,及时发现、及时解决。最重要的是加强技术人员的管理培训,严格操作制度。

4.3轻质GLY板反拱过大分析及预防

轻质GLY板反拱过大的主要原因有:(1)放张时轻质混凝土强度过低;(2)设计时只考虑了轻质混凝土的抗压强度是否达标,而没有考虑到其弹性模量是低于一般普通混凝土的; (3)由于是现场作业,设备精度不够,导致预应力钢筋张拉力超过设计值;(4)轻质GLY板存放时间过长,反拱增大;(5)现场作业温度差异变化对预应力钢筋的影响[8,9]。

预防措施:(1)严格控制放张时间;(2)设计时考虑轻质混凝土的弹性模量低于普通混凝土弹性模量的情况;(3)对张拉预应力实行双控制,即伸长率控制和油泵表盘控制;(4)选用合适张拉设备并校核;(5)缩短轻质GLY板存放时间;(6)考虑温度变化对预应力钢筋的影响,调整张拉力;(7)组织施工人员学习生产规程,规范施工制度。

5结语

公路桥梁预应力空心板施工工艺 篇2

公路桥梁预应力空心板施工工艺

先张法预应力空心板梁板是在专门的预制台座上,首先张拉预应力钢绞线钢筋,再绑扎钢筋,支内、外模板,采用龙门吊或翻斗汽车等浇筑工具浇筑混凝土成空心板梁,待混凝土强度达到设计强度等级后放张,龙门吊吊出预制梁坑槽,堆放,编号,最后采用汽车运至大桥现场,用架桥机安装.它适应于中、小桥,跨径在10-20m的桥梁.

作 者：孙琳 作者单位：河南三元工程监理咨询有限公司,河南信阳,464000刊 名：科技风英文刊名：TECHNOLOGY TREND年，卷(期)：“”(1)分类号：U4关键词：公路桥梁 预应力 空心板 施工工艺

先张法预应力空心板施工工艺 篇3

关键词：预应力混凝土；施工工艺；空心板

空心板是桥梁的最主要构件之一，它的质量的好坏不仅关系到桥梁的使用寿命，而且关系到人民生命的安全。所以预制高质量的空心板是建桥施工单位的重要任务。那么怎样才能预制高质量的空心板呢？以下结合笔者2012年在龙庆高速公路上建造桥梁的实践淡谈先张法预应力空心板的施工工艺及有关问题。

一、预应力混凝土结构施工的基本概念

1.有效预应力。有效预应力是力筋张拉后，从锚下控制拉应力中扣除相应阶段的应力后在钢绞线中实际存在的预应力。有效预应力过大，则会产生如下问题：（1）钢绞线可能被拉断；（2）施工阶段可能会引起构件某些部位受到拉力（受拉区）甚至开裂；（3）使开裂荷载与破坏荷载相近，一旦裂缝，将很快破坏，即可能产生无预兆的脆性破坏，另外还会增大预应力钢绞线的松弛损失。

2.预应力损失。预应力损失，将预应力钢绞线张拉到控制应力后，由于种种原因，其拉应力值将逐渐下降到一定程度，即存在预应力损失。经损失后预应力钢绞线的应力才会在混凝土中建立相应的有效预应力，因此只有正确认识和计算预应力钢绞线的预应力损失值，才能比较准确地估计混凝土中的预应力水平。

3.预应力混凝土结构优缺点。预应力混凝土结构有下列主要优点：（1）提高了构件的抗裂度和刚度。对构件施加预应力，大大推迟了裂缝的出现，在使用荷载作用下，构件可不出现裂缝，或使裂缝推迟出现，因而也提高了构件的刚度，增加了结构的耐久性；（2）可以节省材料，减少自重。预应力混凝土由于必须采用高强材料，因而可以减少钢筋用量和减少构件截面尺寸，节省钢材和混凝土，降低结构物自重。这对于自重所占比例很大的大跨径公路桥梁和城市桥梁来说，有着显著的优越性。一般大跨度或重荷载结构，采用预应力混凝土结构是比较经济合理的；（3）可以减小梁的竖向剪力和主拉应力。预应力混凝土梁的曲线钢筋，可使梁中支座附近的竖向剪力减小，又由于混凝土截面上预压应力的存在，使荷载作用下的主拉应力也相应减小，有利于减薄梁的腹板厚度；（4）结构质量安全可靠。施加预应力时，钢筋与混凝土都经受了一次强度检验。如果构件在钢筋张拉时表现质量良好，那么，在使用时也可以认为是安全可靠的。

二、预应力张拉前的准备工作

1.张拉机具设备

（1）锚夹具：夹片式单根钢绞线夹具。（2）千斤顶：QYC270型千斤顶穿心式张拉装置，数量6台。根据设计要求预应力钢绞线的张拉力为137.7 kN，选用额定拉力为270 kN的千斤顶。（3）油泵：配套油泵选用ZB4500型电动油泵，数量8台。（4）油管及接头：连接千斤顶和油泵的外接油管，采用钢丝编制胶管。

2.张拉设备的标定

施工预应力用的各种机具设备及仪表，应经常维护，定期标定。在开始使用前，全面进行标定。但施工过程中发生下列情况之一时，应重新标定：张拉时预应力筋连续断裂；千斤顶漏油严重；压力表指针不能退回零点；千斤顶更换油压部件或使用修复后的测力仪表。

3.钢绞线的下料长度

一端张拉：L=L1+L2+L3，其中，L1为台座长度（包括横梁在内）；L2为张拉端预应力筋外露长度，如L2≥60 cm；L3为非张拉端预应力筋外露长度，L3=8 cm。

三、预应力张拉施工工艺

1.做好施工中的预施应力的控制。预应力张拉时，由技术人员对张拉油表进行控制，以便减小预施应力的操作误差。同时，把张拉千斤顶改用穿心顶楔式千斤顶，减小由于人为装夹片，使夹片安放不均，而使钢绞线回缩不一致的预应力损失。

2.控制钢绞线张拉时间。每槽梁混凝土灌注前，才能张拉钢绞线，如提前几天张拉钢绞线，会使钢绞线应力松弛损失过大。

3.张拉前的准备。（1）建立健全张拉作业组，技术培训考试合格后，持证上岗；（2）张拉设备的检验标定；（3）张拉千斤顶的张拉力应大于所施预应力最大值的1.2～1.5倍，使用前先做摩阻系数的测定，在压力机或压力盒上进行，经传感器和数字显示仪测出摩阻系数f值，试验次数不低于5次，当f值大于1.05时此千斤顶不能使用；（4）油压表精度等级不得底于1.0级，表面最大读数为最大张拉力的1.5～2.0倍，使用前要到国家计量部门进行精度检验标定；（5）在检验标定中，要求将千斤顶、油压表、油压泵、配组送有资格的计量单位进验定，并要明显编号；（6）检验周期：新购设备必须做检验标定，当千斤顶和油压表使用200频次时，或千斤顶受瞬时猛烈冲击（如在断丝突然卸荷）以及千斤顶、油压表修复后，要重新检验标定，方可使用；（7）锚具使用前送有资格的计量单位进行硬度与锚固力值测试，洛氏硬度值在59～62之间。

4.预应力张拉作业。（1）预应力张拉作业张抟原则。使硅梁体的两端面均匀均布受力。严格按没计图给定的顺序进行张拉；予施应力张拉，油泵不可给油过猛，采用分级加载以5MPa/次为一进级的逐级加载张拉方法；两端对称同时张拉，同步同级进行；（2）张拉作业。1）张拉端要设置面积不少于3m2的作业工作平台，四周设好安全防护栏；2）装夹片时，除保证其清洁度外，还要做到一组夹片的后端应在同一平面内，且开口一致，并用钢管捣密实，避免出现错台而影响千斤顶限位板正常工作；3）安装锚具时，一定要保证锚具组合件的清洁，镭具表面用棉布擦干净，工作锚安装时应保证其端面与千斤顶张拉端锚垫板口平面密贴。之间不允许夹杂任何杂质，特别不允许有任何油渍；4）工作锚夹片应用蜡纸封好，不可污染；5）装锚结束后，重新检查油泵与千斤顶的联结油管接头，查看有无漏油等现象；6）观察有无脱锚现象，以及千斤顶轴线与张拉方向是否与钢铰线轴心成一致；7）张拉作业采用两端同时对称张拉，以5NPa/次进行逐级加载；8）张拉完毕后，采用伸长值与张拉应力进行双向控制检查，以应力控制为主，实际伸长值与理论伸长值进行比较校核。当实际伸长值与理论值误差在6%以内时，认定为满足设计及施工规范要求。否则应查明原因重新进行张拉；9）在预应力张拉作业完后，应检查预应钢绞线断丝、滑丝等情况。

四 施工中的安全及注意事项

1.张拉的每一阶段都必须勤检查，细观察，防止由于机具损坏、材料疲劳破坏等意外事故发生。

2.施工中控制油泵，测定千斤顶伸长量的人员应定位、定岗、不能轻易更换。

3.张拉时锚具前面，千斤顶两侧，严禁有人走动、观看等，台面两侧15 m之内不得有人。

4.大型振动机具应离开张拉现场200 m以外工作。

5.台座两端双向同时张拉时，要在台面中间有专人指挥或用对讲机发令。

6.采用连接器连接钢绞线时，一定要认真检查连接器质量和接头效果。

7.张拉过程如有断丝应经检查后再决定能否继续张拉，防止整根钢绞线破断。

参考文献

【1】薄金梅.大路径预应力空心板质量控制【J】.河北水利，2008，（5）.

【2】范新顺.裴松伟预应力混凝土空心板裂缝分析【J】.民营科技，2008，（8）.

GLY预应力空心板 篇4

关键词：碳纤维板,MIDAS/FEA,桥梁加固

0引言

装配整体式预应力混凝土空心板桥在我国既有中小跨径公路桥梁中占有很大比重, 随着其使用年限的增加和公路桥梁荷载的变化, 桥梁病害和承载能力不足的问题越来越突出, 桥梁加固成为工程技术人员需要面对的重要问题之一[1]。目前, 桥梁加固常见的几种方法主要包括碳纤维加固, 简支改连续加固, 体外预应力加固和增大截面等, 其中, 碳纤维板加固是最为传统和重要的加固方式之一[2]。本文利用有限元分析软件MIDAS/FEA模拟了在二次受力下, 普通和预应力碳纤维板加固预应力空心板的受载效应, 根据加固前后, 和是否考虑二次受力的对比结果, 分析了二次受力和碳纤维板预应力对于碳纤维板加固的影响, 为工程计算和使用提供了参考。

1模型简介

通过改变加固方式, 作者共利用MIDAS/FEA分析了5片预应力空心板加固数据。其基本信息如表1所示。

2模型的建立

2.1材料参数

模型中混凝土材料参数参考该桥梁设计时选用的老规范40号混凝土, 其弹性模量为34 GPa, 抗压强度标准值为28 MPa, 另外, 混凝土的受拉和受压曲线均采用非线性模型。预应力钢绞线的弹性模量取200 GPa, 抗拉标准强度1 860 MPa。碳纤维材料参照《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》中说明的高强碳纤维材料, 弹性模量为240 GPa, 极限抗拉强度为3 000 MPa, 其厚度采用1.0 mm, 并且认为碳纤维材料受拉曲线为线性, 在达到强度后迅速断裂, 不考虑其延性。

2.2单元的选取和板体模型

利用软件中的实体单元来模拟混凝土单元, 为了有利于计算的收敛和接近真实, 实体单元划分时截面内尺寸控制在60 mm左右, 纵向长度控制在80 mm左右[3]。碳纤维单元用平面应力单元即膜单元来实现, 在混凝土板底部和混凝土单元共用节点。普通钢筋和预应力钢束均采用植入式配筋。为防止出现应力集中, 在支座处使用橡胶垫块, 橡胶垫块下再添加刚性垫板, 边界约束施加在刚性垫板上。另外, 集中荷载施加处也采用类似的处理办法。本文建立的有限元模型如图2所示。

2.3荷载设置

根据设计图纸, 预应力钢束的张拉控制应力为1 395 MPa, 考虑其预应力损失带来的变化, 模型中有效预应力取为1 100 MPa, 采用预应力碳纤维板加固的模型, 碳纤维板的预应力采用碳纤维板的极限抗拉强度的23%左右, 近似取为700 MPa[3]。

本桥加固后要求荷载等级达到新规范公路—Ⅰ级荷载标准, 因此所施加的荷载均按新规范荷载等级选用。本次模拟目的在于对比同等荷载条件下不同加固方式的加固效果, 所以在加载过程中, 不考虑横向分布的影响, 统一在各模型上施加一个车道荷载。根据规范公式:

其中, 0.27是由规范公式计算出的冲击系数。

考虑二次受力影响时, 通过预加30%车道荷载, 然后激活碳纤维板单元, 再继续施加剩余荷载来实现[4]。施加荷载过程中, 均布线荷载根据板面宽度等效为均布面荷载, 集中荷载也分解成多个节点荷载施加在跨中的刚性垫块上。

3计算结果分析

对本文建立的不同的有限元模型进行分析, 当加载至100%的车道荷载时, 不同模型的最终的挠度和各主要材料的最大应力汇总至表2。

将各加固模型相对于对比模型的加固效果进行对比分析, 计算各指标变化情况, 汇总至表3。

分别对比1号, 3号模型和2号, 4号模型可以看出, 无论是普通碳纤维板加固还是预应力碳纤维板加固, 在考虑二次受力前后, 跨中最大挠度和各材料的最大应力变化均不明显, 这是因为, 二次受力下的预应力空心板在初荷载作用下底部混凝土的应变还很小, 碳纤维的滞后应变很小, 从而导致二者加载结束后的受力状态和变形状态十分接近[5]。以上说明二次受力对碳纤维板加固的效果影响不大。

分别对比0号, 1号, 2号模型, 首先1号模型和2号模型分别比对比梁的挠度减小了32.9%和65%, 改善效果相差一倍, 其次1号模型的混凝土最大应力和预应力钢束的最大应力也比较小。这表明与普通碳纤维板相比较, 预应力碳纤维板的各项加固效果均优于普通碳纤维板, 预应力碳纤维板进一步提升了梁体的抗弯能力。

对比各加固梁的碳纤维板最大应力和高强碳纤维板的极限抗拉强度可以看出, 普通碳纤维加固, 会造成碳纤维板抗拉性能的极大浪费。预应力碳纤维板的最大利用效率则大大增加。

从预应力碳纤维板的最终应力和预应力钢束的最终应力来看, 它们的差值比它们的初始预应力的差值减小, 这是因为, 碳纤维板的弹性模量高于预应力钢束, 并且, 其距离横截面中性轴的距离也大于预应力钢束。如果继续加载, 预应力碳纤维板的应力有可能超过预应力钢束, 因此, 采用预应力碳纤维板加固预应力空心板时, 应尽量采用强度较高的碳纤维板, 以防止碳纤维板提前断裂。

从结果中提取出各荷载步骤的挠度, 绘制各模型的荷载因子—挠度折线图, 如图3所示。

由图3可以看出, 1号, 3号模型和2号, 4号模型的荷载因子—挠度折线图分别接近, 二次受力带来的滞后应变对整个受载过程都没有带来太大影响, 而普通和预应力碳纤维加固与对比梁的荷载因子—位移折线图则呈现出三种不同的发展趋势, 这也证明了预应力碳纤维板加固的优越性。虽然本次模拟没有加载至破坏, 但是可以从图中推测, 对比梁、普通碳纤维板加固梁、预应力碳纤维板加固梁三者的极限承载能力会依次增加, 而其达到极限状态时的变形则依次减小。

4结语

1) 二次受力对碳纤维板加固效果影响不大。但如果在二次受力下, 结构有了裂缝, 则应尽可能卸去活荷载或采用其他方式先减小加固处的挠度和裂缝, 再进行加固;

2) 预应力碳纤维板加固有比较优越的加固效果, 碳纤维板的预应力应在一定范围内尽量增加, 以提高其利用效率;

3) 由于碳纤维板的拉应力随荷载的增加速度高于钢筋和预应力钢绞线, 采用预应力碳纤维板加固时, 应尽量采用高强碳纤维板, 防止碳纤维板出现提前断裂。

参考文献

[1]刘成强.RC空心板桥CFRP抗弯加固理论及应用研究[D].重庆:重庆大学, 2011.

[2]邬小光, 白青侠, 雷自学, 等.公路桥梁加固设计规范应用计算示例[M].北京:人民交通出版社, 2011:3-6.

[3]邹旭岩, 陈淮.碳纤维加固预应力混凝土空心板桥力学性能分析[J].郑州大学学报, 2010, 42 (4) :111-115.

[4]张鹏, 郝宪武.碳纤维加固桥用空心板模型试验研究[J].工业建筑, 2005, 35 (sup) :921-923.

高效预应力高强砼空心板的施工控制 篇5

高效预应力高强砼空心板的施工控制

本文阐述了在焦巩黄河公路大桥工程及连接线工程中高效预应力高强混凝土空心板在桥梁施工方法和控制措施,并通过实验分析这种施工方案的可行性.

作 者：王涛 谢江涛  作者单位：焦作市公路管理局,河南,焦作,454000 刊 名：中国科技博览 英文刊名：ZHONGGUO BAOZHUANG KEJI BOLAN 年，卷(期)：2009 “”(5) 分类号：U445.47 关键词：高强砼空心板   施工控制  

GLY预应力空心板 篇6

关键词：预应力加固 斜截面抗剪

一、前言

预应力空心板具有结构形式简单，截面效率高，整体性能好，截面抗扭刚度大等特点。但是在宽幅预应力空心板的使用过程中，会经常在跨中附近出现斜裂缝，初步判断其原因是由于正应力小剪应力大，在中性轴附近出现沿主应力迹线方向的腹剪斜裂缝。所以提出加固方案，防止或减少裂缝的产生，并辅以实际试验来具体认识和分析裂缝产生的机理。

二、实验分析

梁体斜裂缝的发展有两种典型形式，一种是由于正应力小剪应力大，在中性轴附近出现的沿主应力迹线方向产生的腹剪斜裂缝，一种是在剪弯曲段截面下边缘由于弯矩引起的水平拉应力较大首先出现垂直裂缝，随后向着作用点方向延伸成斜裂缝的弯剪斜裂缝。此次抗剪破坏性试验产生的裂缝发展方式多以腹剪斜裂缝为主，加载后期有弯剪裂缝形成。

由现场试验得到的裂缝图可知，现场加载试验裂缝加载点连线与中性轴交点附近，随着荷载的增大沿着连线方向向加载点方向延伸，宽度逐渐加大，至加载后期，裂缝扩展到整个斜截面，形成数条宽度较大的腹剪裂缝以及弯剪裂缝，并有贯通裂缝和混凝土压碎现象出现，由此可以得出抗剪承载力严重不足。

三、加固分析

体外预应力加固法具有改善结构原有内力分布，降低结构应力水平，为结构提供安全富裕度等特点。钢丝绳网片—聚合物砂浆外加层加固法以其优越的施工及加固性能在普通混凝土梁的抗弯、抗剪加固中得到了人们越来越多的重视，本文综合考虑体外预应力加固方法和钢丝网—聚合物砂浆加固法的特点，提出空心板钢丝网体外竖向预应力加固方法，并进行了现场加固试验，探讨该方法的加固效果。

1、钢丝网体外竖向预应力加固原理

在混凝土构件中，箍筋起着约束混凝土，限制裂缝开展和抵抗剪力的作用。不配箍筋的混凝土构件，当所承受弯矩和剪力到达一定程度时，会产生一条临界裂缝。在这条裂缝的上方靠近支座处，形成了一个上小下大的“基本拱体”，拱体下部混凝土的抗剪能力不能充分发挥。当配上箍筋后，箍筋把被裂缝分割的拱形混凝土牢固地连接在一起，充分发挥了下部混凝土的潜力，共同把剪力传到支座上。

此外，由于箍筋限制了斜裂缝的宽度，提高了斜裂缝两侧骨料的咬合作用。箍筋和纵筋形成的骨架对混凝土起了“围箍”作用。箍筋对纵筋的约束使纵筋的“梢栓”作用有所提高。这些都直接或间接地提高了构件的抗剪能力。

体外预应力技术具有消除结构原有荷载、改善结构内力分布的特点，竖向预应力可以有效降低腹板拉应力，推迟斜裂缝出现的时间，降低主压应力对结构的影响，提高结构的抗剪承载力。有研究指出，对于设置竖向预应力的结构，当竖向预应力损失超过22.79%时，将可能造成混凝土开裂。

因此，对于斜截面抗剪承载力不足的构件，通过适当的方式模拟箍筋的受力原理对构件斜截面进行加固，同时合理施加预应力，是一种切实可行的加固方法。

2、现场斜截面加固试验分析

在空心板梁端一定范围内，采用预应力钢丝网片包裹，在转角位置垫角钢，在顶板钻孔，固定锚具，张拉进行固定。由于本梁为30°斜角的空心板，所以加固段起始位置由钝角侧确定，布置两组钢丝绳网片后，锐角侧的钢丝绳网片已经接近加载点，考虑到后期有可能会做加载破坏试验，所以本加固方案最终确定采用两组钢丝绳网片共24根钢丝进行加固。

对宽幅空心板进行抗剪加固后，采用试验测试的方法对加固效果进行检测，试验思路如下：

张拉预应力钢丝网片前，在加载点和支座连线位置确定空心板腹板应变测点的方法布置应变测点，然后进行预应力钢丝网的张拉。通过测试施加预应力后各测点的应变数据，计算竖向预应力钢丝网对梁体产生的预压力，然后对测试结果进行分析，并计算抗剪加固效果。

3、抗剪加固计算

根据以上方案，通过《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）的抗剪强度计算公式进行计算，确定出达到预期效果所需的每根钢丝绳张拉力为1t，预期加固效果为提高抗剪承载力35%左右。

加固后空心板的开裂区范围和裂缝密度都得到了一定程度的控制，斜截面的破坏形式为腹剪破坏，钢丝束起到了很好的约束混凝土开裂和裂缝扩展的作用，随着混凝土压应力增大，裂缝更集中的出现于近支座端，而靠近加载点附近的裂缝则明显减少。这一现象说明该加固方法可以为混凝土施加有效的预压应力，降低结构拉应力，减少斜裂缝的出现。

四、小结

分析结果如下：

1、试验PC变截面宽幅空心板的抗弯承载力满足桥梁使用要求，但抗剪承载力严重不足。经过加过后，抗剪承载力可以满足空心板的运营要求。

2、采用钢丝绳密度35mm，直径d=3.2mm，抗拉强度标准值ftk=1650MP的高强镀锌钢丝网片对宽幅空心板进行加固，张拉吨位1t，理论计算预计空心板抗剪承载力可以提高35%左右。

3、现场空心板加固试验证明，该加固方法可以为结构提供29.1%～33.75%的安全储备。

参考文献：

[1]安新.PC变截面宽幅空心板桥承载力检测评估及加固关键技术研究[D].西安：长安大学,2011,5

[2]邵旭东.桥梁工程(第2版)[M].北京:人民交通出版社,2007

斜预应力空心板施工裂缝控制 篇7

随着我国公路建设的不断发展, 在公路桥梁建设中长期大量使用常规先张法预应力空心板。在中小跨径及一般大跨径桥梁中, 为满足线性要求, 常常需修筑斜桥, 其中以斜简支梁板桥居多, 尤其是斜预应力空心板得到了广泛应用。因此, 控制施工裂缝的产生就显得尤为重要。

2 裂缝出现的时段及位置

预应力空心板在预应力放松后, 往往在其端部产生不同方向的裂缝, 甚至发生锐角裂脱现象, 裂缝的产生归纳起来主要有纵向和竖向裂缝。

裂缝产生的机理很复杂, 有各种因素影响, 按其主要成因可归纳为:受力裂缝 (由受力因素引起) 和非受力裂缝 (如施工工艺、养护、砼收缩等) 因素引起。在实际生产中, 我们调查统计了角度不同的3种预应力空心板裂缝情况, 统计数字如表1 (各种角度样本均为20块) 。

通过以上数字可以看出, 纵向裂缝的概率超过竖向, 并且随着倾斜角的增大都呈上升趋势。在实际生产过程中, 首先控制非受力因素影响, 裂缝并未得到根本改变, 这说明斜梁裂缝的产生并不是偶然出现的质量问题, 而是与构件本身和角度有关的结构内力共同作用的结果。

3 纵向裂纹产生的原因分析及控制措施

3.1 纵向裂纹产生的原因

纵向裂纹的出现部位多集中于上下两层混凝土浇铸结合处, 由施工工艺决定。空心板浇筑时, 必须先浇筑成孔气囊下面部分, 其高度与先张钢绞线上层基本处于同一水平面, 因上下两层混凝土浇筑时差在30～40 min之间, 构件强度形成后, 该部位仍然是胶结能力最薄弱的地方, 所以, 为纵向裂纹的出现提供了一定的环境。另外, 锐角部分上下层结合面面积随距顶角的距离减小而迅速锐减, 为裂纹产生起到了先导作用, 再加上钢材与混凝土热胀系数差异, 混凝土干缩以及上下面层处剪应力过于集中等因素, 在其共同作用下纵向裂纹就出现在了成品构件的锐角部分。其特征是, 开头较宽 (近梁段部分) 一般在0.3～1 mm, 随着距梁端距离增加而变窄, 最后消失在通过其锐角的垂直平面处, 尾部常常出现2～3条分支。纵向裂缝的产生对主梁质量影响不大, 但裂缝的出现必将对结构的刚度和耐久性产生不利的影响。

3.2 控制纵向裂缝的措施

(1) 要切实把握放张强度和时间, 严格按设计强度进行及时放张。浇制强度试块时, 要适当多制几组, 为放张强度提供较准确的试验数据。

(2) 尽量缩短上下层浇筑的时间差, 以求其放张时有共同强度和足够的粘结力。

(3) 及时洒水养生, 防止混凝土干缩过快, 出现涨裂。

4 竖向裂缝产生的原因分析及控制措施

4.1 竖向裂缝产生的原因

(1) 预应力放张时, 锐角部分应力过于集中, 顶角应力差过大, 使混凝土发生错断。

(2) 放张速度过快, 混凝土来不及收缩徐变, 其结构内力来不及调整和重组, 使混凝土迅速错断。

(3) 放张过程中底模过梁底板产生摩擦, 水平摩擦力和竖向剪力撕裂混凝土。

(4) 形成反拱后, 两顶角形成两集中受力点, 顶角处剪力过大, 使混凝土在应力集中面处前裂。

4.2 竖向裂缝控制措施

竖向裂纹在斜梁中很难避免, 只要距梁端较近, 不会影响主梁受力。所以, 过去有些设计单位就在设计图上标明, 锐角的顶角可以裂脱。但距梁端较远, 开裂较严重时, 就会给主梁造成影响, 甚至使其报废, 直接造成经济损失。竖向裂缝的产生要从两个方面进行预防:一是严格控制放张速度。一般要控制在每分钟12～14 MPa (3.5 mm/min) 。混凝土徐变提供足够的时间, 放张时要有专人负责, 及时调整油阀, 放张速度越慢, 裂纹产生越容易;二是保证底模与梁底板足够光滑, 尽量减小摩擦。必要时可在梁端部下面垫塑料薄膜或在底模上涂刷润滑剂。

5 结语

通过上述措施的采用, 从1999年以来我单位预制厂生产不同跨径的预应力空心板600余块, 施工裂缝得到根本控制, 保证了工程质量, 取得了良好的经济效益。

参考文献

[1]侯继文, 高建辉.预应力混凝土空心板梁端部裂缝成因分析及处理[J].黑龙江交通科技, 2008, (2) .

[2]宋杰.预应力空心板底板裂缝的成因分析[J].公路交通科技 (应用技术版) , 2009, (7) .

[3]董培鸿.预应力混凝土空心板裂缝问题探讨[J].大众标准化, 2009, (S1) .

[4]赵琦.预防预制空心板顺板裂缝的施工措施[J].陕西建筑, 2007, (11) .

[5]王启民, 陈亮, 王柏璎.先张法预应力混凝土空心板施工工艺[J].吉林交通科技, 2007, (4) .

先张法预应力空心板施工工艺 篇8

本标段需生产20m预应力梁板748片, 其中中板A型68片, 中板B型544片, 边板136片, 共需C50混凝土6336.2m3。

2 预制场位置的选定

根据本标段实际工程量及结构物分布情况, 预制构件吊装运输及材料的进场情况, 预制场的位置应选在交通比较便利的场地, 运输预制板的结构物较为方便。

3 预制场的平面布置与安排

1) 预制场的选择应做到有足够的空间, 根据模板的套数、需生产板的块数、工期的安排等进行选择。预制场地东西150m, 南北50m总占地面积7500m2, 预制板台座共7道, 每道设5个梁底板。2) 预制台座是先张预制构件的重要施工前提, 台座必须有足够的强度、刚度、稳定性要好, 为了便于混凝土的运输浇筑及养护, 本场选用槽式台座, 工作区内设积水坑、台座应平整光滑, 采用5mm钢板面层, 两侧角钢焊接应顺直、牢固, 考虑生产中的安全问题在台座的两端混凝土梁上设置安全防护网, 每道中每两片板之间的工作区间距为1m, 两侧支撑墙为钢筋混凝土墙, 并保证有0.5m的工作道, 顺张拉台方向从中间向两侧设排水坡, 两侧混凝土横梁后设置钢横梁, 钢梁的变形不应超过2m m, 各定位孔道位置应准确, 不能在张拉过程中影响钢绞线的拉伸, 钢绞线中心偏位不应大于0.5cm。

4 预制板施工组织机构及安全管理

张拉施工队有施工队长、油泵司机、记录人员、辅助人员组成、另有施工人员包括施工员、钢筋负责人、土木负责人、质量检验及试验负责人员等。施工队伍应严格按施工方案进行施工, 有强烈的质量意识, 认真负责。张拉施工区非工作人员不得入内, 操作人员要在安全位置操作、佩戴安全帽, 避开预应力钢绞线的轴线方向进行作业, 互相提醒、注意安全。张拉区、树立明显的警示标志。预应力板的施工方法如下:

4.1 钢筋 (板中除钢绞线以外的钢筋)

预制板制作前应进行钢筋加工, 钢筋下料前应平直无局部弯折, 并将表面油渍, 漆皮、麟锈等清除干净。各种型号钢筋的制作尺寸必须按图纸要求。钢筋间距应正确, 绑扎应牢固, 水泥砂浆垫块应事先准备好, 应与钢筋扎紧并互相错开、保护层厚度应符合设计要求。钢筋的夹头应反方向于胶囊, 防止损坏胶囊。板下部连接筋支模后应紧靠模板, 拆模后可顺利凿出。浇筑混凝土前施工员、质检员、钢筋工应对各个部位钢筋的安装、绑扎及预埋件等各部位进行严格检查。

4.2 台座

台座表面在每次施工前进行检查、修补, 保证其平整光滑。清理干净台座表面及两侧角钢后涂刷脱模剂。放钢绞线时应避免与台座接触。混凝土浇筑振捣过程中应避免振捣器与台座长时间接触, 一定周期后适当对台座进行打磨。施工员在每次施工前对台座进行严格检查。

4.3 模板 (钢质定型模板)

在施工前应对每块模板表面进行平整检查, 除去表面鳞锈, 接缝处理要平整不错台, 严密不漏浆。相邻模板高差不超过2mm, 预留孔位置偏差不超过10mm。支模拼装应检查各部位支撑是否牢固。浇筑混凝土前, 施工员、质检员、木工应对模板支设的部位按图严格检查。

4.4 预应力钢绞线

钢绞线进场前严格检验, 进场后根据钢绞线盘尺寸做钢支架, 支架应牢固安全防止剪去包装后散盘伤人, 放线应由内盘向外盘, 下料要认真计算足够的设计长度和工作长度, 切断要采用砂轮切割机, 钢绞线表面不得带有润滑油、油渍等降低钢绞线与混凝土粘结力的物质。

4.5 张拉设备及器具

千斤顶与压力表配套校验, 确定张拉力与压力表之间的关系, 计算出相应张拉力情况下压力表的读数, 做成标签粘在表上某处, 张拉使用前开关油压机看是否能正常运转, 锚具、夹片机其它辅助工具应事先准备就绪, 记录人员认真记录好张拉过程中各项需要数值。

4.6 张拉施工

钢绞线张拉采用两段单根张拉, 张拉一端采用拉杆, 可节约钢绞线;另一端直接用钢绞线, 张拉施工方便。进行初应力张拉取张拉控制应力的15%, 为了安全施工, 张拉应力为50%δK时进行钢筋及预埋件的安装、绑扎。模板拼装处应粘海绵防止漏浆, 模板下部用方木支撑, 上部用φ12的螺杆拉紧, 模板上部内口用方木支撑控制, 整体适当加斜撑防止板倾斜, 模板初步支设后进行张拉至105%δK持荷5m in放至0后进行100%δK张拉, 张拉时同一板内钢绞线断丝率不得超过1%, 张拉锚固后继续进行模板支设及钢筋调整, 板两侧封头处模板孔口周边要磨光防止划破胶囊, 下部打混凝土前用海绵塞好并在外部用砂浆勾缝。

4.7 预应力混凝土

预应力混凝土浇筑先浇底板在铺设胶囊, 胶囊外要刷脱模剂, 在底板混凝土初凝前必须完成第二次浇筑, 浇注过程中避免胶囊上浮, 造成板顶过薄事故发生, 浇筑混凝土前严格控制混凝土的各项指标合格率, 浇筑中控制坍落度不大于10cm, 振捣要密实不得漏振, 振捣半径30cm, 浇筑过程中随时做试块, 随板同条件养护以备做放张依据, 进行标养, 以此测定28天强度。板面混凝土浇注完毕应做平整-木抹粗平-拉毛处理, 混凝土初凝强度大于后5MPa时以胶囊放气, 抽取胶囊的时间根椐混凝土强、施工时间等确定, 防止发生塌孔或取不出胶囊。养生浇水不少于7天, 混凝土强度达到2.5MPa以上时方可拆除模板, 拆模后模板及周围环境应及时清理干净为下期预制施工带不方便。

4.8 放张施工

板混凝土强度通过外部同条件养生试块压测强度为设计强度的90%以上时方可放张, 放张从两侧向中间两根对称同时放张, 放张量应同等, 防止板发生翘曲, 裂纹及钢绞线断裂等现象发生。从外两侧向内应跳格放, 放张过程应严格控制, 不应过急, 应逐步完成。

4.9 板的后期工作

放张完毕后对钢绞线进行切割, 第一次采用气焊切割两块预制板空隙中间部分, 第二次在构件吊出堆放到堆放场后用砂轮切割机切割, 切割部位在板端向里1cm处, 先应凿下部分混凝土切割, 切割后用砂浆抹好防止钢绞线端部生锈。在板封堵头前应做与之圆堵, 混凝土标号按设计要求, 外部用砂浆抹平, 每块板封完堵头后, 应认真做好标识, 包括浇筑日期、检验合格、位置编号等。

4.1 0 预应力钢绞线张拉应力

预应力空心梁板施工质量监理 篇9

关键词：预应力空心梁板,质量,监理

1 强度不足或强度离散性大

1.1 原因分析

影响预应力空心梁板混凝土强度的原因有很多,概括起来,主要有以下几种:电子自动搅拌设备误差较大;水灰比不准确;集料不符合要求;不同材料之间"窜料";试件制作不标准;砼振捣、养护等原因。如有些工地的搅拌站工人经验不足或责任心不强,没根据集料含水量变化及时调整用水量,造成水灰比波动较大,砼离析、强度离散性大。有的工地试件制作由民工代劳,试件取样随机性不足,抗压试验的加载速率也不符合要求。有的工地砼工人没经过专门培训,振捣不符合要求,梁端锚下砼漏振造成张拉时梁端压裂,或过振出现水纹,浮浆过厚。

1.2 质量监理重点和措施

(1)加强混凝土施工前的技术交底,督促项目部对施工操作人员和试验人员进行岗前培训。(2)材料进场进行严格检验,经常测定粗、细骨料的含水率和混凝土坍落度,对外加剂采用应特别重视,加强巡视和旁站,及时发现问题,督促试验人员调整施工配合比。(3)试件的制作、试验应注意制作、养生、试验操作的规范性,经常用回弹仪对实体质量进行校验对比。(4)对电子自动搅拌设备可参照《GB/T10171-2005混凝土搅拌站(楼)》进行检查控制,对自动搅拌设备的配料斗的挡板进行加高,以防止材料之间的"窜料"现象发生。(5)对砼振捣的程序、振捣时间要严格控制,防止漏振或过振。

2 气囊上浮或下陷

2.1 原因分析

气囊是预应力空心梁板常用的芯模,但是气囊的使用带来的突出问题是浇筑混凝土时容易上浮,致使混凝土空心梁板外观尺寸产生较大的偏差,这些偏差包括:顶板厚度不足,底板超厚,且顶板下部钢筋保护层厚度不足。工地上常在梁板的底板钢筋上每隔一段距离绑扎或焊接定位钢筋以限制气囊的上浮,但往往会造成气囊沿梁板纵向呈藕状浮起,结果导致定位钢筋处的外观尺寸能够满足要求,但距离定位钢筋越远,偏差就会越大。

此外,气囊本身的质量问题如漏气以及不能够提供稳定的气压,可造成气囊下陷,砼未凝结前失去支撑而产生裂缝。

2.2 质量监理重点和措施

(1)要求在定位钢筋(间距一般在1m左右)的顶部布置1道纵向钢筋,形成一个抵抗气囊上浮的稳定的水平体系,就可以有效地阻止气囊的上浮问题。(2)气囊在使用前要妥善地进行保养,经常检查,防止漏气和跑慢气的情况存在。(3)浇筑混凝土时,要保持平稳的振捣速度,且浇筑速度不宜过快。

3 反拱超值

3.1 原因分析

由于砼收缩和徐变,张拉龄期、施工温度、存放时间等因素影响,使反拱值超出设计,影响桥面标高。如有的工地为加快施工速度,常在砼强度达到,但龄期未达到就进行张拉(放张),砼弹性模量偏低,反拱较大。有的工地因施工安排不合理,存梁时间较长,反拱超值。

3.2 质量监理重点和措施(1)缩短预应力梁板架梁前的存放时

间,从而减少架梁前的徐变值。(2)夏季应对梁板采取有效的覆盖和降温措施,减少梁板上、下边缘的温度,降低徐变值;冬季应尽量采取蒸气养护的方法,以缩短混凝土的龄期,缩短徐变的时间。(3)在架梁后及时进行横向铰缝连接和桥面铺装层施工,从而抑制个别梁板的超值反拱。

4 预制空心板底板超厚,顶板厚度不足

4.1 原因分析

由于预制空心梁板的芯模(钢模或气囊)固定不牢,及混凝土振捣时因挤压力的作用使芯模上浮,造成空心板底板超厚,顶板厚度不足。

4.2 质量监理重点和措施

(1)空心板的模板安装应进行认真检查。(2)采用一次性浇注砼的,应控制好下料和振捣速度及对称性,避免产生较大的上浮力。(3)对空心板顶板局部厚度不够的,可在设计同意下进行局部开仓处理,将厚度不足部分凿除,并增加补强筋,浇筑比原砼标号高一级的砼,使顶板厚度达到设计标准,在顶板上的桥面铺装层增加设置加强钢筋网。

5 预制空心板高度、长度偏差大,封端端面不垂直、斜交角大小不一致

5.1 原因分析

预制空心板几何尺寸不准确原因主要是施工马虎,施工前后、施工中没有进行认真检测所致。还有的是施工单位为了保证顶板厚度,人为加大了板高的尺寸。

5.2 质量监理重点和措施

(1)模板安装应进行认真检查,及时进行工后检测。(2)预制空心板高度超过设计标准,直接影响桥面铺装层的厚度,凡桥面铺装厚度达不到设计要求的,应凿除超厚的顶板部分,或经设计单位同意后采取调整墩台帽或垫石高度、纵坡的方法处理。

6 钢筋安装及保护层不合格或合格率低

6.1 原因分析

主要是工人技术水平和责任心不够造成,如有的工地钢筋根数不足,钢筋间距偏差大,铁丝绑扎密度低,随意制作一些砼块作为保护层垫块。

6.2 质量监理重点和措施

(1)做到事先控制,监理人员应在钢筋开始制作就进行检查,特别是钢筋尺寸、弯起位置等,不要等到钢筋骨架安装后检查才发现。要求施工单位在底座上标出中心线、定位点,以便检查复核。(2)保护层垫块宜采用专门制作的塑料垫块,确保保护层厚度,工后要用钢筋位置检测仪进行检测,做到动态控制。

7 结束语

施工中空心梁板质量问题还不止前面提到的,还包括预应力张拉等施工环节,因预应力张拉方面已有较多文献进行分析探讨,在此不再浪费笔墨。

这些容易发生或忽视的质量问题,及质量监理重点、措施,是笔者在实际施工监理工作中的一些切身体会,可供同行参考,以期对预应力空心梁板质量监理提供借鉴。

参考文献

小跨径预应力空心板后张法施工 篇10

预应力混凝土结构, 目前采用较多的为先张法和后张法预应力结构。两者比较, 后张法具有可以曲线配筋, 不需要永久性的张拉台座, 张拉设备简单, 便于现场施工等优势, 所以后张法是大型预应力混凝土结构施工的主要方法。现将后张预应力空心板的施工方法及施工中部分问题的解决方法作如下介绍。

1 准备工作

1.1 模板设计

梁体预制芯、外模按专项设计, 厂制加工成型, 外模采用定型加工钢模, 用6mm厚钢板作钢模面板, 用不等边角钢及槽钢焊接成整体骨架, 每节模板长度根据空心板结构做成长为2~5m的节段。梁体芯模采用专业模板厂根据空心板加工制作的橡胶气囊。

1.2 预制场布置

预制场在总体规划之前, 应根据地基情况整平压实处理, 整体布局要结合路线走向、施工便道位置、场地大小、预制量、吊机形式等多种因素, 布置时先要规划龙门吊或汽车吊的走向、运梁路线及场内便道, 再合理规划预制区、贮存区、加工区、生活区等, 以便预制、贮存、架设工序的流水作业。根据预制梁的数量、总工期及生产能力布设底座, 堆梁场布设应靠近桥底一端。

1.3 预制台座处理

台座施工前首先要处理地基, 铲除台座范围内的松散表土, 换填砂石混合物并进行夯实。台座两端须进行强化处理, 视现场测定地基承载力情况换填不等深度的浆砌片石, 在换填层上面浇注10cm厚C15混凝土作为台座垫层, 垫层上面再浇第2层30cm厚C20混凝土, 浇注第2层混凝土时要按设计要求设置预拱度, 预拱度值一般由设计给定, 根据JTG T F50—2011《公路桥涵施工技术规范》, 预制梁纵向预拱度可做成抛物线, 并注意在台座施工时每隔1m用PVC管预留侧模拉杆加固孔。在施工中, 应经常检查张拉台座有无变形、下沉等。为了提高台座的重复利用率, 改善预制空心板底板底面混凝土外观, 箱梁底模采用在C20混凝土台座上布贴型钢组合5mm的钢模板作为底模, 在浇注第2层混凝土垫层时预埋定位钢筋, 与钢模板上的型钢焊接固定。

2 梁体预制

2.1 施工流程 (如图1)

2.2 钢筋的制作、绑扎

钢筋的存放必须分批分类并要有防雨水等的抗侵蚀措施。钢筋制作与安装应注意避免在结构的最大应力处设置接头, 并应可能使接头交错排列, 接头间距相互错开的距离大于50cm, 焊接点与弯曲处的间距应大于10d (d为钢筋直径) , 除去焊接时存留的焊渣, 焊缝长度符合规范要求 (即双面焊为5d, 单面焊为10d) 。

钢筋在加工场加工好后, 运至底模上进行绑扎成型, 钢筋制作安装严格按设计图纸要求进行, 钢筋绑扎前将底模钢板的锈斑打磨干净, 均匀涂刷效果良好且无颜色的脱模剂, 并注意预埋防护栏及伸缩缝钢筋。

对固定胶囊芯模的上半圆形定位钢筋, 要增加密度, 其间距不应大于0.5m。以控制芯模上浮。

预应力孔道采用预埋镀锌波纹管成孔, 镀锌波纹管的钢带厚度不小于0.3mm, 各自的接管采用大一级的波纹管。波纹管安装之前, 要认真检查有无小孔, 如发现小孔要用胶纸带包裹严密。波纹管布设时, 可在钢筋骨架形成并垫好保护层后进行, 也可根据需要, 在钢筋骨架绑扎过程中一起进行。根据设计中的预应力波纹管孔道的曲线要素, 确定好波纹管定位钢筋的位置, 定位钢筋采用井字架形式, 控制预应力孔道位置偏差在允许范围之内。所有孔道之间的连接用封口胶纸带缠绕密封, 孔道与工作垫板的连接应用铁丝绑扎牢固, 周边用封口胶纸带缠绕确保密封, 防止漏浆。留好排气孔、排浆管, 并保证垫板与孔道中心线垂直。立模、灌注、振捣过程严防碰撞变形。波纹管孔道安装固定后用通孔器检查, 灌砼过程中设专人来回拉动通孔器, 确保孔道畅通。

2.3 模板的安装

外模板的安装利用简易小型电动葫芦进行作业, 模板安装前, 先安装钢筋骨架和端模板, 再安装波纹管及两侧模板;在浇注完底层砼后进行安装芯模。模板应用砂轮机打磨干净后, 再涂匀脱模剂。模板接缝贴熟橡胶皮, 以防止漏浆, 模板连接处拧紧螺栓, 并采用木条和法盘螺丝加固, 防止混凝土浇注过程中产生错位。在安装模板前, 应清理干净底座及钢筋骨架上的杂物, 同时为保证钢筋保护层厚度的准确, 采用预制混凝土垫块作固定。模板安装完成后, 应尽快进行混凝土浇注, 以防模板生锈, 影响外观质量。

2.4 混凝土的浇注

混凝土的振捣采用侧模振捣架装配附着式振捣器与插入式振捣相结合的振捣方法。振捣过程中, 振动棒与模板间距保持5-10cm, 并避免碰撞波纹管, 不得直接或间接地通过钢筋施加振动。每一处振捣完毕后, 应边振边徐徐提出振动棒, 以防混凝土出现较大的气泡。振捣过程中掌握好振动半径范围, 防止重振、漏振。

砼拌合采用搅拌站集中拌制。梁体砼灌注均一次连续灌注, 采用由一端向另一端或两端向中间推进的施工方法分层进行, 其灌注坡度不大于1:3。在灌注过程中, 指定专人看模支撑校正, 钢筋定位准确不偏移, 预埋件位置无误。

砼的振捣时间须保证砼获得足够的密实度为宜, 以砼不再下沉、不出气泡、表面泛浆为适度, 不得出现漏振和重振现象, 以确保砼内在和外观质量。

外侧边梁在预制时须考虑防撞砼护栏的模型支挂预埋件。为使桥面铺装砼与梁体顶部紧密结合, 预制时梁板顶刷毛应严格掌握刷毛时间, 在砼定浆初凝后、终凝前用钢丝刷将水泥浆全部刷掉、露出石子, 用扫把扫净浮渣并用高压水冲洗干净。梁端模拆除后必须对梁端面进行凿毛, 以保证梁体封端良好。

每片梁制作三组试件, 其中标准养护28d强度一组, 随梁自然养生试件一组, 放张强度和弹性模量试验一组。

3 预应力筋的张拉、压浆

3.1 制束与穿束

当梁体混凝土强度达到设计强度的85%时, 即穿设钢绞线。钢绞线下料切割时, 下料长度要留足预应力束张拉时的工作长度, 并在每端离切口30~50mm处用铁丝绑扎, 并将切割端绑牢。钢绞线编束时, 每隔1~1.5m绑扎一道铁丝, 绑好的钢绞束编号挂牌堆放。钢绞线切断采用砂轮切割机, 并将端头打磨圆滑, 避免刺破波纹管。砼通过养护强度达到设计等级85% (试件确定) , 成束穿拉钢绞线。

3.2 施加预应力

按设计要求, 当梁体砼通过养护达到90% (经试验确定) , 进行预应力张拉施工。

施加预应力 (张拉) 机具为ZB4/500油泵与YC60、YC250千斤顶配套使用。预应力束张拉之前, 千斤顶和油泵先进行配套检验标定, 合格后才能使用。施工工艺及质量检查标准执行《公路桥涵施工技术规范》及设计有关规定。

空心板钢绞线的张拉顺序严格按设计要求进行, 所有钢绞线均采用两端同时张拉, 严格按设计控制张拉力。按张拉力和引伸量“双控”, 以张拉力为主, 伸长量校核, 伸长量应在6%以内, 伸长量应扣除因非弹性变形引起的全部伸长量, 张拉时同一断面断丝率不大于1%, 在任何情况下, 不允许钢绞线整根拉断。张拉程序为0→初应力 (0.1бk) →бk (持荷2min锚固) 。

张拉过程要控制好张拉操作、伸长量量测和锚固等3个重要环节:

(1) 清理锚垫板及钢束工作段表面的灰浆, 安装锚杯及工作夹片;

(2) 安装限位卡、千斤顶就位对中、安装工具锚;

(3) 两端对称同步进行, 控制好加载速度, 油表读数达到初始应力对应值时量测初始伸长量, 达到控制应力时再量测伸长量, 在伸长量符合要求后, 按规范要求持荷, 达到持荷时间后再量测回缩量, 打开截止阀张拉油缸缓慢归零, 千斤顶活塞回程工具夹片跟进锚固;

(4) 预应力束采用对称张拉后, 宜先在一端锚固, 在另一端补足张拉力后再进行锚固, 以减少预应力损失。预应力筋锚固后的外露长度不宜小于30mm, 锚固完毕并经检验合格后, 即可用手提砂轮锯切割掉多余的预应力束, 严禁用电弧焊切割。

3.3 压浆

张拉完成后, 应尽快进行压浆, 以使预应力束与梁体混凝土之间产生粘结力, 均匀分布预应力, 防止预应力束的锈蚀和减少锚口处的预应力峰值。可在水泥浆中掺入适当的减水剂和膨胀剂, 并在压浆之前, 先进行水灰比试验, 以选择最佳的压浆配合比。

压浆前, 先将锚具周围的钢丝间隙和孔洞填封, 用吹入无油分的压缩空气清洗管道。对孔道内可能发生的油污等, 可采用对预应力束和管道无腐蚀作用的中性洗涤剂或皂液, 用水稀释后进行冲洗, 冲洗后, 再使用不含油分的压缩空气, 将孔道内的积水吹出。

压浆顺序是先下后上, 要集中将一处的孔一次压完。压浆使用活塞式压浆泵, 开始时压力要小, 然后慢慢增加。压浆应达到孔道另一端饱满并出浆, 且排出与规定稠度相同的水泥浆为止。孔道压浆用纯水泥浆。压浆中途发生故障 (20min后不能继续压浆) 或不能连续一次压满时, 应立即用压力水冲洗干净, 使孔道畅通, 待故障处理后, 再重新进行压浆。压浆过程中认真填写施工记录, 并按规定要求作水泥浆试块。

3.4 封锚

压浆后, 先将锚具周围冲洗干净, 并将梁端混凝土凿毛后, 安置梁端部的钢筋并用同标号混凝土封裹锚具及张拉槽口, 同时振捣密实。

4 移、存空心板梁

空心板梁移运前, 要特别注意空心板梁的养生, 砼强度达90%后才能起吊运输。移梁时, 起吊点位置根据计算确定, 梁起吊后, 两端的提升速度及横移速度应协调一致, 离开台座2~3cm时静置1min, 确认吊机、钢丝绳、梁体无任何异常情况后, 方可行走。落梁时, 梁底支承点位置必须符合设计要求, 待梁体在干净、坚实、稳定的存梁台座上安放稳定后, 方可摘除吊钩。分层堆放时, 堆梁高度应根据构件的强度、地基的承载力而定, 一般不超过3层, 各层支承点必须在同一垂直线上。为防止预制梁上拱过大, 存梁期按两个月控制;为避免预制梁与现浇桥面砼由于龄期差别而产生过大收缩差, 其时间差控制在四个月内。预制成型的梁体, 经检查合格后, 按生产日期进行标识, 分类堆码, 以保证架梁时取用方便。

5 结束语

预制空心板是桥梁结构的承重结构。并且它的施工相对来说, 技术要求比较高, 施工难度较大, 操作工序较多, 因此, 在预制空心板前, 一定要制定出施工工艺规程, 对所有参与施工的人员进行技术交底, 掌握关键工序的技术要点, 精心组织, 精心施工, 认真地控制好每一道工序, 严格按规程要求检测各项指标, 确保空心板的预制质量, 从而为公路建设把好重要的一关。

摘要：本文通过永山一级公路二期路基工程、山临高速公路、清嘉高速公路等中小桥工程的施工, 总结介绍小跨径预应力空心板的施工要点。