淺談預應力混凝土結(jié)構(gòu)施工

淺談預應力混凝土結(jié)構(gòu)施工

南樂至林州高速公路是河南省高速公路規(guī)劃中南樂-安隆高速公路的重要組成部分。是河南省和山東省的一條重要的南林高速公路。主要技術指標為雙向四車道高速公路,設計速度120km/h,主線路基標準寬度為28m,其中行車道寬2m×2m×3.75m,左側(cè)路緣帶寬2m×0.75m,右側(cè)硬路肩寬2m×3.5m(含右側(cè)路緣帶2m×0.5m),土路肩2m×0.75m;路面橫坡為2%,土路肩橫坡4%,路基邊坡坡率1∶1.5,兩側(cè)設邊溝。主線跨S209省道橋設計為4×35先簡支后連續(xù)橋梁,橋面橫坡利用蓋梁來調(diào)整。全長147m,橋面寬度13.5+18.95m,凈空5.5m,交角135°,錯幅布置,灌注樁基礎,下部結(jié)構(gòu)為柱式墩+肋板臺,上部結(jié)構(gòu)為35m預應力砼組合箱梁。預應力鋼筋采用1×7股,高強度、低松弛鋼絞線,公稱直徑φs=15.2mm,標準強度f1施工準備1.1實際彈性模量ep的確定首先在施工圖紙施工說明中查閱關于預應力鋼絞線的規(guī)格,預應力鋼束采用1×7股,高強度、低松弛鋼絞線,公稱直徑15.2mm,標準強度為fpk=1860MPa彈性模量Ep=1.95×10根據(jù)鋼絞線試驗結(jié)果取得鋼絞線實際彈性模量Ep=1.95×101.2錨具、連接器原材料委托有公路工程檢測資質(zhì)的檢測單位檢測。金屬螺旋管根據(jù)《公路橋涵施工技術規(guī)范》要求檢測;錨具根據(jù)《公路橋梁預應力鋼絞線用YM錨具、連接器規(guī)格系列》及《公路橋梁預應力鋼絞線用錨具、連接器試驗方法及檢驗規(guī)則》之要求檢測;鋼絞線根據(jù)《預應力混凝土用鋼絞線》GB/T5224-2003之要求檢測2管道摩擦引起的作用力后張法預應力鋼絞線在張拉過程中,主要受到以下兩方面的因素影響:一是管道彎曲影響引起的摩擦力,二是管道偏差影響引起的摩擦力;兩項因素導致鋼絞線張拉時,錨下控制應力沿著管壁向跨中逐漸減小,因而每一段的鋼絞線的伸長值也是不相同的。2.1伸長值的檢測《公路橋梁施工技術規(guī)范》中關于預應筋伸長值ΔL的計算按照以下公式:《公路橋梁施工技術規(guī)范》附錄G-8中規(guī)定了Pp的計算公式:從公式(1)可以看出,鋼絞線的彈性模量Ep是決定計算值的重要因素,它的取值是否正確,對計算預應力筋伸長值的影響較大。所以鋼絞線在使用前必須進行檢測試驗,彈性模量一般為Ep’=(1.96~2.04)×10公式(2)中的k和μ是后張法鋼絞線伸長量計算中的兩個重要的參數(shù),其大小取決于管道的成型方式、預應力筋的類型、表面特征是否光滑、表面是否有銹斑,波紋管的布設是否正確,彎道位置及角度是否正確,成型管道內(nèi)是否漏漿等等,各種因素在施工中的變動很大,還有很多是不可能預先確定的,因此,摩擦系數(shù)的大小很大程度上取決于施工的精確程度。實際計算取設計給定的參數(shù)計算,即k=0.0015和μ=0.25。3工作段長度整束鋼絞線在進行分段計算時,首先是按設計給定的起彎點計算各分段的水平距離,按設計圖紙給定的縱坐標計算起彎點的垂直距離。3.1工作長度:工具錨到工作錨之間的長度,工作段長度=650mm,計算時不考慮μ、θ,計算力為張拉應力,采用公式1直接進行計算,Pp=千斤頂張拉力=1395MPa;3.2波紋管內(nèi)長度:計算時要考慮μ、θ,計算一段的起點和終點力。每一段的終點力就是下一段的起點力。每段的終點力與起點力的關系如下式:各段的起終點力可以根據(jù)公式(3)從張拉端開始進行逐步的計算。3.3根據(jù)每一段起點力Pq代入公式(2)中求出每一段平均張拉力Pp。3.4根據(jù)Pp代入公式(1)計算出每一段的伸長值ΔL,相加后得出全長鋼絞線伸長量。4伸長量的控制鋼束N1、N2、N3、N4曲線段半徑5000cm,N5曲線段半徑3000cm,預應力筋采用4Φ15.2mm的鋼絞線束,fpk=1860MPa,錨下(張拉)控制力為Δk=0.75fpk=1395MPa,Ep=1.95×10當k=0.0015,μ=0.25總伸長量ΔL=(3.57+29.13+90.97)×2≈247mm設計引伸量為242mm,取設計引伸量為伸長量控制值,即242mm。5伸長量的調(diào)整計算根據(jù)《公路橋梁施工技術規(guī)范》規(guī)定“實際伸長值與理論伸長值的差值應控制在6%以內(nèi),否則應暫停張拉,待查明原因并采取措施予以調(diào)整后,方可繼續(xù)張拉”。從上述計算中,當k=0.0015,μ=0.25時,總伸長量ΔL=247mm,符合規(guī)范規(guī)定的控制范圍。但在實際施工時由于管道成型后表面特征是否光滑、表面是否有銹斑,位置偏差大小,彎道位置及角度是否正確、成型管道內(nèi)是否漏漿等因素影響,規(guī)范中提供的μ是一個變值,因此取設計引伸量242mm作為伸長量控制。6張拉過程張拉力控制預應力智能張拉是指橋梁結(jié)構(gòu)預應力利用計算機智能控制技術,通過儀器自動操作,完成鋼絞線的張拉施工。本工程采用聯(lián)智橋隧生產(chǎn)的LZ59S10型智能張拉專家。其具有以下優(yōu)點:(1)智能張拉依靠計算機運算,能精確控制施工過程中所施加的預應力值,張拉各階段自動補張拉至規(guī)定值,能將張拉力誤差范圍控制在±1%。(2)系統(tǒng)傳感器實時自動采集鋼絞線伸長量數(shù)據(jù),反饋到計算機,自動計算伸長量,及時校核伸長量,與張拉力同步控制,實現(xiàn)真正“雙控”。(3)控制系統(tǒng)按規(guī)范要求設定加載速率、停頓點和持荷時間等張拉過程,排除人為、環(huán)境因素影響;同時可緩慢卸載,避免沖擊損傷夾片,減少回縮量,且可準確測定實際回縮量。(4)一臺計算機控制兩臺或多臺千斤頂同時、同步對稱張拉,實現(xiàn)“多頂兩端同步張拉”工藝。(5)系統(tǒng)采用無線采集控制,遠程監(jiān)控,便于操作,模塊化設計,具有較高的可靠性及可維護性;掌握梁板信息和張拉有關的技術信息,實現(xiàn)驗收評估自動化。7預應力智能張拉系統(tǒng)主界面設計智能張拉儀連接,并連接好設備電源進行調(diào)試,連接無線網(wǎng)絡。正常后運行軟件。(1)點擊主界面“修改”按鈕,輸入工程項目信息、包括張拉力值、混凝土強度、千斤頂編號、回歸方程、張拉儀IP地址、千斤頂噸位等信息。點擊“保存”按鈕,保存輸入內(nèi)容。(2)在主界面點擊“構(gòu)件種類”按鈕,進入T梁或箱梁構(gòu)件信息頁面,再點擊“構(gòu)件輸入”按鈕,設置張拉梁板的具體參數(shù),包括張拉梁號、張拉工藝、單根張拉控制力、孔號、鋼絞線根數(shù)、理論伸長量等信息。檢查無誤后點擊“保存”按鈕。(3)點擊“啟動張拉程序”按鈕即可啟動“預應力智能張拉系統(tǒng)”的控制界面。點擊“開始張拉”按鈕,儀器開始工作。張拉人員此時密切注意觀察電腦上顯示的壓力讀數(shù)、位移指示的顯示值與目標值的對比,并實現(xiàn)理論伸長量與實際伸長量的校核。張拉過程中,如有異常情況立即點擊“暫停張拉”,進行相關檢查,排除異常情況后,方可繼續(xù)張拉。(4)每一孔張拉完成后,設備自動退頂,保存數(shù)據(jù),并自動跳到下一個張拉步驟。8伸長量的計算理論伸長量計算中,采取的是兩端張拉,鋼絞線對稱布置,在進行伸長量計算時是計算一半鋼絞線的伸長值然后乘以二的方法。鋼絞線的分段原則是將整根鋼絞線根據(jù)設計線形分成曲線連續(xù)段及直線連續(xù)段,而不能將直線段及曲線段分在同一段內(nèi)。預應力筋的伸長量計算方法有多種,常用