预应力梁制作工艺
根据断面的不同,桥梁分等截面梁和变截面梁,变截面梁一般采用现浇,而等截面梁常见的有T型和箱型。相比较而言,T比箱型更轻,但刚度也更小,且T梁架设后必须横向连接,箱梁对横向连接的要求没那么高。变截面连续梁桥多用于复杂地形,例如不便封停的十字路口,多采用挂篮现浇施工。现在一般的20m-40m的小跨径桥多采用预制箱梁架设,预应力多为后张法。
这里,主要对广安城市综合体涉铁路建设项目中多实用的箱形梁为例说明。
一般情况,梁的预制可分为两大板块,一是梁场建设,二是梁的预制,大概可分为以下十个步骤:
1.台座的制作
2.模板的安装及加固
3.钢筋的绑扎
4.安装波纹管
5.穿钢绞线
6.混凝土的浇筑和振捣
7.拆模
8.预应力张拉
9.孔道压浆
10.封端
制梁具体流程可用下图表示:
下面具体说明:
1.台座的制作
梁场的选择需要考虑多个方面,要求地势宽阔,有足够的存梁空间,离架梁地点距离近且要地面硬实牢固易于平整硬化。
场地可碾压整平后浇筑18cm砼面,待砼面硬化后开始制作台座。台座可用C25以上混凝土制作,与梁的长宽相对应,厚度一般取30cm。上铺钢板,与台座预埋角钢焊接牢固,焊接要求钢板与混凝土面紧贴,不允许出现空鼓。焊接完毕后,将钢板打磨光滑。
另外,为消除预制梁因张拉产生的拱度,需要在台座设置反拱,反拱曲线可按
y4f24fxxL2L进行设置,各字母具体含义如下图:
以此拱度试制一片梁,张拉注浆3天后观察拱度,合格则按此进行梁体预制,不合格则重新调整反拱度再试制,至合格为止。
2.模板安装与拆除
(1)底模测量
利用水准仪测量底模的变形。由于已经设置反拱度,安装好底模后,检查反拱是否符合设计要求,后期根据梁体反拱统计情况调整。用经纬仪测出底模中心线,并用墨线弹出
标记。
(2)侧模安装
用卷扬机将侧模顶推至底模,侧模支腿下利用千斤顶调整侧模高度,侧模外侧支腿底部则与台座可调撑杆连接,以调整侧模坡度。连接侧模与底模螺杆,使侧模固定。
(3)内模安装
与T型梁不同的是,箱梁预制需要内模。内模可用气囊、木板、钢板等多种材料,但各有优缺点。现在多采用钢制液压内模,效率高,劳动量低,且效果好。
在内模整备台上将内模清理整修完毕的同时,将梁体的顶板、底板及腹板钢筋制作安装后,用卷扬机将内模拖入钢筋笼中,将各部位连接好后,调节液压系统,使各部位尺寸达到设计要求。内模入钢筋笼前应刷脱模剂。
(4)端模安装
安装前将端模清理干净,涂刷脱模剂,接缝处贴上密封胶条。使用后也应该及时清理。
3.钢筋绑扎与制作
钢筋制作利用专用机械。调直用调直机,切割用切断机,弯制用弯曲机。
钢筋绑扎多用22号铁丝。为便于钢筋骨架成形,加强刚度,可焊辅助钢筋,但不得焊在主筋上,且应尽量减少焊点。
钢筋绑扎应该按照设计要求严格保证钢筋所在位置,必须满足以下要求:
(1)钢筋两端交点均绑扎牢固,中间间隔绑扎,但拐角处必须绑扎;
(2)钢筋弯折角与纵向分布钢筋交点全部绑扎;
(3)下缘箍筋接头处交错绑扎;
(4)其余各交点用梅花式跳绑;
(5)钢筋交叉点处,按八字形或十字形绑扎;
(6)绑扎用的铁丝不能伸入保护层内。
绑扎完毕后,可目视检查,平视钢筋,无明显起伏。
在绑扎过程中,应注意以下几点:
(1)底板筋的间距控制
(2)腹板箍筋的倾斜度和垂直度控制
(3)桥面顶层钢筋高度控制
(4)桥面预埋钢筋定位
(5)预应力定位
(6)梁端50mm加台高度
(7)梁面所有预埋螺栓套筒定位准确
(8)梁体接地钢筋焊接规范,接地电阻符合要求
(9)预埋件不侵限
(10)垫块质量、数量满足要求
4.安装波纹管
波纹管穿入预设定位钢筋内,接口位置对接一致,并用胶带绑扎牢固,波纹管加长时,用胶布对接口密封,密封长度超过接口不小于20cm,厚度不少于3层,避免漏浆。
定位网截面每1m设置一个,必须仔细检查调整,确保定位准确。管道有弯折的重新锯口,保证畅通无阻。
5.穿钢绞线
钢绞线按设计长度和股数下料编束,编束要平顺,每5m用扎丝绑扎牢固。两端用胶布包裹,切割钢绞线不准使用电弧焊。
6.混凝土的浇筑和振捣
箱梁浇筑顺序为底板-腹板-顶板,一次性整体连续浇筑,总体灌注时间不超过6小时。采用水平分层,斜向推进灌注工艺。
振捣可附着式和高频插入式振动器相结合。腹板以附着式为主,振动棒为辅,底板和顶板以插入式为主。灌注混凝土时,从跨中向两端逐步推进。从腹板浇筑,混凝土自然流入底板,底板灌注完毕后,及时进行找平处理。
梁体灌注完毕后,用养护罩封闭梁体,利用蒸汽养护,温度不得超过45℃。初凝后,蓄水保湿。升温至不超过45℃,保持48小时,再降温至与周围环境温度差不超过15℃。蒸汽养护结束后,进入自然养护,此时可拆模并喷养护剂,拆模和喷养护剂可以同步进行,盖土工布洒水养护7天以上。
养护阶段,露出钢筋要做好防锈措施,养护水不能进入预应力管道中。
7.拆模
模板拆除必须等到混凝土强度达到标准设计强度的60%以后才能拆除模板,张拉后,混凝土芯与表面,箱内与箱外,表层与环境温度差均不能超过15℃。保证梁体棱角完整,大风大雨等恶劣天气不得进行作业。脱模时禁止生拉硬撬。
8.预应力张拉
张拉共分三个阶段进行:预张拉、初张拉、终张拉。
(1)张拉过程严格按照应力、应变及时间三控。
应力:按管道磨阻实测并调整的锚外应力来控制张拉应力
应变:两端伸长量不得相差超过10%,两端伸长总量不得与理论值相差6%以上
时间:张拉控制应力бk持荷时间为5分钟
(2)每孔后张法预制梁,断丝、滑丝不超过总量的0.5%,且一束内断丝不超过一根,切不能位于同侧
(3)每端夹片回缩量不大于6mm,夹片外露2-3mm
(4)张拉出现以下情况,应更换钢绞线或者锚具重新张拉:
终张拉时发现钱两阶段张拉锚具中夹片断裂;
锚具内错牙2mm以上;
锚具内夹片断裂2片以上;
滑丝断裂超过规定,选最不利的一束进行处理;
锚环存在裂纹损坏;
切割钢绞线或压浆时出现滑丝。
(5)张拉作业中的注意事项
张拉时千斤顶升降压要均匀、缓慢;
预应力张拉按设计顺序两端同时张拉,张拉过程中保持两端张拉伸长量一致,相差不超过10%;
张拉时发现油泵、油压表、千斤顶、锚具等异常应立即停止,查找原因;
张拉作业区必须有明显安全标示,千斤顶后方设置防护,不得站人,量伸长值作业人员站在千斤顶侧面;
更换锚具时两端都要安千斤顶;
正式施工前,要进行孔道摩阻测试,调整张拉力;
张拉设备需要定期检查维修。
张拉完毕后,用电动切割机切割钢绞线,保证外露长度和保护层厚度满足要求。
9.孔道压浆
张拉24h之内观察确认没有滑丝现象,48h内进行管道压浆,压浆严格按试验室出具的配合比进行。同时技术人员应严格如实填写孔道压浆记录表。
(1)压浆顺序
首先在搅拌机中加入80%-90%实际拌合水,开动搅拌机,均匀加入全部压浆剂,边
加边搅拌,再均匀加入水泥;
接着将全部粉料加入并搅拌2分钟;
然后加入剩余的10%-20%的拌合水,继续搅拌2分钟。
搅拌时间共4分钟,搅拌结束至压入管道的时间不超过40min。搅拌均匀后应检测流动度,加入储料罐中后继续搅拌,保证流畅度。
(2)压浆工艺
压浆前,清除孔道内杂物积水等,保证畅通。压入前开启压浆泵,排除压浆管路里空气、水和过稀的浆。当排出的流动度与罐内一致时,开始压浆。压浆从下到上,连续一次性完成。
压浆可用真空辅助压浆,压浆前对管道抽真空,使其稳定在-0.06MPa--0.08MPa。
确认出浆浓度和进浆浓度一致时,关闭出浆口,保持0.5MPa-0.6MPa压力3min,压浆最大压力不宜超过0.6MPa。压浆后检查密实情况,不足立即补灌,至完全密实为止。
压浆时浆体温度保持5℃-35℃,若温度过低,则应保温,适量加引气剂,但不可加防冻剂,若温度高,则可选择夜间进行。
压浆过程,在出浆口取浆制作3组标准试件,分别测试7d强度和28d强度,抗折抗压强度应符合设计要求。
10.封端
封锚混凝土浇筑之前,将锚垫板上的粘浆和刮除干净,检查无孔道漏灌后,方可封锚。
利用螺丝钢筋锚入锚垫板四角螺丝孔,钩住封锚钢筋网,钢筋网保护层厚度不少于35mm。
封锚后用土工布遮盖晒水养护不少于14d。
养护结束后,涂防水涂料1.5mm。
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