懸浮式張拉在吉利河特大橋體外預(yù)應(yīng)力中應(yīng)用
2017-04-25
1工程概況
1.1 橋型簡(jiǎn)介吉利河大橋主橋?yàn)樽蠓?1.5+35+50.5+30+36.5m、右幅31.5+35.0+50.5+35.0+31.5m的變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。設(shè)計(jì)荷載為汽超-20級(jí),掛車-120,設(shè)計(jì)時(shí)速120km/h。本次體外預(yù)應(yīng)力加固維修首先對(duì)主橋的腹板豎向、縱向和U型裂縫進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理,處理方案采用灌膠封閉和粘貼鋼板;然后對(duì)箱梁橫隔板砼鑿毛,布置鋼筋后澆筑砼,增大截面加固;最后澆筑新增砼齒板、錨塊,安裝體外束進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力張拉。其中齒板對(duì)應(yīng)的箱梁外側(cè)粘貼碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)。
1.2 吉利河大橋體外預(yù)應(yīng)力情況簡(jiǎn)介體外預(yù)應(yīng)力位于吉利河大橋(左、右幅)的第11～15跨連續(xù)箱梁的箱內(nèi),主要采用體外預(yù)應(yīng)力鋼束加固。鋼絞線采用標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860Mpa、直徑φs15.2高強(qiáng)度低松弛、帶PE護(hù)套的環(huán)氧涂層鋼絞線。由于原連續(xù)梁結(jié)構(gòu)分為五個(gè)互相獨(dú)立封閉的箱體,所以進(jìn)入箱梁的通道需另外開(kāi)設(shè)。
1.2.1 張拉方法的選擇由于錨具其錨固對(duì)象是環(huán)氧噴涂鋼絞線,保證張拉過(guò)程中環(huán)氧涂層的完好無(wú)損,因此,選擇如何進(jìn)行張拉是相當(dāng)重要的?？紤]到索很長(zhǎng),伸長(zhǎng)量很大, 千斤頂?shù)淖畲笮谐讨挥?0cm,實(shí)際操作時(shí)最大行程一般控制不超過(guò)18cm。
1.2.2 系桿布置整個(gè)系桿貫穿11~15跨,在每段箱梁中間設(shè)置三束系桿,在箱梁底部端設(shè)置了錨固區(qū),在其它部位的每個(gè)橫梁中間,設(shè)置鋼材制成的圓孔,系桿里面裝有減振器,起約束作用,系桿沿橋向都為直線形式。
1.2.3 基本原理懸浮法張拉的基本原理:在YCW30O千斤頂前部位增加一套工具錨及支架,在千斤頂與錨板間設(shè)可調(diào)限位板,除了設(shè)前工具錨外,還設(shè)有后工具錨。在每次張拉時(shí)后自動(dòng)工具錨夾片處于放松狀態(tài),在完成一個(gè)行程回程時(shí)由前自動(dòng)工具錨夾片鎖緊鋼絞線,多次倒頂,直到張拉到設(shè)計(jì)噸位。
2施工方案
2.1 總體施工順序a.進(jìn)行梁體開(kāi)孔(兩端和橋面分開(kāi)進(jìn)行)進(jìn)入梁體調(diào)查內(nèi)部情況,b.施工放樣測(cè)定新增齒板錨塊和鋼束位置,c. 按照設(shè)計(jì)圖紙核對(duì)原結(jié)構(gòu)各部尺寸,d.新增齒板施工,e.應(yīng)力鋼束安裝安裝傳感器, f.預(yù)張拉(消除彎沉、變形等),g.正式張拉(同時(shí)進(jìn)行監(jiān)控),h.安裝減震器、施工錨塊,i.最終防護(hù)、檢查、監(jiān)控驗(yàn)收。
2.2 施工要求①材料技術(shù)要求:a.鋼絞線:采用環(huán)氧噴涂鋼絞線單層無(wú)粘結(jié)鋼絞線(OVM-U1),公稱直徑15.2mm,單根鋼絞線公稱面積139mm2,制成12(15)束的成品索。錨具、錨墊板、傳感器、錨下螺旋箍筋等均采用其配套產(chǎn)品。b.預(yù)應(yīng)力束防護(hù):選用帶HDPE套管的成品索。②施工工藝要求:預(yù)應(yīng)力鋼筋(束)穿束、張拉、防護(hù),穿束與張拉是重點(diǎn)和難點(diǎn)。a.精確裁切鋼絞線并按照設(shè)計(jì)圖紙數(shù)量和位置編號(hào)b.橫隔板鉆孔、穿束,c.調(diào)整鋼束張拉端工作長(zhǎng)度,安裝錨具、錨下傳感器,d.齒板砼強(qiáng)度大于95%,準(zhǔn)備張拉,e.對(duì)鋼束整體兩側(cè)、兩端同時(shí)對(duì)稱張拉鋼束,最后一次張拉完畢后,在工作錨板上給夾片安裝防松裝置,并切割多余鋼絞線。
3施工方法
3.1 鋼束制作、防護(hù)與安裝a.根據(jù)工作長(zhǎng)度和設(shè)計(jì)長(zhǎng)度定制定長(zhǎng)成品鋼束并按照?qǐng)D紙編號(hào)。b.成品鋼束本身是有一層防護(hù)層的,安裝過(guò)程中要采取了牽引導(dǎo)向架和轉(zhuǎn)角橡膠板等防護(hù)措施,避免了穿束過(guò)程對(duì)防護(hù)層的破壞。c.首先根據(jù)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度定制鋼束,分部位、規(guī)格堆放。穿束采用卷?yè)P(yáng)機(jī)在箱梁內(nèi)部從一端向另一端牽引進(jìn)行。鋼束整體的縱向移動(dòng)在特制的滾輪和支架上拖拉,避免了硬性磕碰。為了盡量減少鋼束自重下彎對(duì)長(zhǎng)度的影響,需要按3m左右的間隔設(shè)置臨時(shí)支撐架。以保證鋼束平直成線。
3.2 傳感器的安裝使用歐威姆機(jī)械有限公司生產(chǎn)的CLY型傳感器。廠家根據(jù)錨墊板類型確定的傳感器外形尺寸,施工安裝時(shí)施工單位加工了臨時(shí)定位墊板,并對(duì)錨具壓環(huán)周邊的平整度進(jìn)行了調(diào)整,使之與錨墊板密帖。通過(guò)施工張拉過(guò)程來(lái)看,傳感器與錨墊板的密帖(質(zhì)量)程度,直接關(guān)系到傳感器的初始讀數(shù)的精度。
3.3 預(yù)應(yīng)力鋼索張拉本體外預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉是本工程的關(guān)鍵和重點(diǎn)工序。需要對(duì)張拉技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行控制,必須據(jù)根設(shè)計(jì)文件要求對(duì)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行監(jiān)控。a.張拉過(guò)程選在車流量最低的時(shí)間段整幅封閉交通進(jìn)行。b.張拉控制應(yīng)力σcon按照設(shè)計(jì)要求執(zhí)行(σcon=1116MPa)。根據(jù)實(shí)際情況,施工現(xiàn)場(chǎng)確定的張拉順序。c.張拉控制采用應(yīng)力和伸長(zhǎng)量雙控,即以應(yīng)力控制(張拉力)為主,以伸長(zhǎng)量(引伸值)校核為輔,實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值控制在±6%以內(nèi)。d.預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值ΔL(mm)依據(jù)有關(guān)計(jì)算結(jié)果。對(duì)張拉過(guò)程中產(chǎn)生的錨頭彈性壓縮值一般不會(huì)考慮。e.對(duì)張拉孔道要求要精確。f.張拉:3~4次張拉。0→初應(yīng)力(10%σcon)→→→→→→100%σcon(持荷2min,錨固)。g.兩端同時(shí)張拉,兩端千斤頂升降、畫(huà)線、測(cè)伸長(zhǎng)量、插墊等工作應(yīng)該基本一致。施工過(guò)程中,需要和橋梁監(jiān)控人員保持有效溝通,對(duì)需要監(jiān)控的指標(biāo)進(jìn)行認(rèn)真校核,出現(xiàn)異常,現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)溝通解決方案。
3.4 減震器安裝a.安裝順序:焊接鋼板C和N1鋼筋→種植鋼筋N1→焊接、安裝支架(支架鋼板A的高度H需要根據(jù)實(shí)際高度現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)以后訂做)→安裝索夾→栓接索夾及支架。b.索夾外露部分涂刷防銹漆。c.必須消除焊接變形。
3.5 錨頭防護(hù)按照廠家配套的防護(hù)設(shè)施,在張拉完成的錨頭外部安裝夾片壓蓋和外防護(hù)罩,錨具密閉腔和防護(hù)罩空間內(nèi)注油脂(潤(rùn)滑油)防腐防護(hù)。
4懸浮法張拉與普通法張拉的區(qū)別及優(yōu)缺點(diǎn)
?、偎铏C(jī)具、設(shè)備不同懸浮法除和普通張拉法相比,多增加了支撐架,且工具錨分前工具錨和后工具錨,在限位板前還多增加了壓緊器。②工作過(guò)程不同。懸浮法張拉是在普通張拉法的基礎(chǔ)上增加了支撐架和一套前工具錨,這樣在多次回油倒頂?shù)倪^(guò)程中,使前工具錨代替了工作錨受力。③起到的效果不同懸浮法張拉同懸浮張拉相比在整個(gè)張拉過(guò)程中沒(méi)有讓工作夾片受力,有效的保護(hù)了工作夾片,同時(shí)避免了應(yīng)力的損失。④工作夾片錨固的方式不同懸浮法張拉工作夾片是通過(guò)壓緊器進(jìn)行預(yù)壓緊,雖然回油過(guò)程中鋼絞線也有會(huì)微量的回縮導(dǎo)致應(yīng)力損失,但其損失已經(jīng)相當(dāng)小。
5結(jié)語(yǔ)
在某些鋼索較長(zhǎng)的場(chǎng)合下,懸浮法張拉優(yōu)于普通張拉法是個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí),在施工中也值得推廣。在佛開(kāi)高速吉利河大橋體外索張拉中,成功的使用了懸浮法張拉,起到了很好的效果,同時(shí)也積累了懸浮法張拉的施工經(jīng)驗(yàn)以便促進(jìn)懸浮法張拉的進(jìn)一步完善和推廣。
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