湖北大禹水利水电建设有限责任公司 湖北武汉 430000
摘要:三向预应力渡槽工程施工技术复杂、施工质量控制难度大。本文通过鄂北调水工程沙河渡槽三向预应力施工经验总结,从施工要求、施工准备、施工程序、施工工艺等方面分析了后张法三向预应力施工关键技术与质量控制要点,明确指出在后张法三向预应力施工中,制定科学的张拉顺序是保证施工质量的关键,在预应力张拉施工中必须严格按规范要求,采用张拉力和伸长量两个指标同时对张拉施工过程进行控制,并以张拉力控制为主,才能有效控制张拉施工质量,减少有效预应力损失,保证结构的可靠性与耐久性。
关键词:沙河渡槽;后张法;三向预应力;施工技术;质量控制
1.工程概况
湖北省鄂北调水工程沙河渡槽位于枣阳市环城方湾至孙井村,桩号桩号121+800~123+180,总长1.38km,其中槽身段长1350m,每跨长30m,共 45跨。槽身横断面为矩型槽,横断面尺寸:内轮廓5.8m×4.6m(净宽×净高),外轮廓8.0m×6.7~6.2m,空槽重量约1115t。槽身设计为简支型式,三向预应力钢筋现浇混凝土结构,混凝土设计指标为C50W8F150。预应力采用后张法施工,渡槽纵纵向、横向采用钢绞线,竖向采用精轧预应力钢筋。槽身相连端部分别设计55 cm后浇带,预留空间用于两端预应力张拉施工,预应力张拉施工完成后进行二期混凝土浇筑。
单榀槽纵向预应力钢绞线共32孔,两端张拉;其中26孔为直线筋(6孔为12Φs15.2,8孔为10Φs15.2,4孔为6Φs15.2,底板8孔为4Φs15.2,6孔为曲线筋为12Φs15.2);除底板8孔4Φs15.2为扁锚外,其它均为圆形锚具。横向预应力钢绞线共39孔,采用圆形锚具,单端张拉;其中26孔为直线筋(均为5Φs15.2,13孔为曲线筋(中间底肋11孔、端部底肋2孔均为10Φs15.2)。在侧墙竖向共布置146孔(2x73孔,其中侧肋外侧2x13孔)ΦPs32预应力螺纹钢筋,单端张拉。预应力分布如图1-1、图1-2、图1-3所示。
图1-1 纵向预应力立面布置图
图1-3 横向预应力布置图
2.预应力施工工艺流程
沙河渡槽预应力施工流程如图2-1所示。
图2-1 预应力施工工艺流程图
3.施工技术要求
3.1总体要求
根据《鄂北调水渡槽槽身预应力混凝土施工技术要求》,待混凝土强度达到设计强度(C50)的85%以上后拆除内外侧模和端头模板,并将外模板端部支座区部分拆除,以防张拉时外力对支座产生变形变位影响。此时可进行预应力初张拉,初张拉结束后,继续釆用措施洒水养护。待混凝土强度达到设计强度,混凝土弹性模量达到34.50GPa后且龄期不少于 10d进行终张拉。
为了保证槽身底模拆除时结构安全满足要求,减少槽身模板占用的时间,进行初张拉前,先拆除端模、脱离内模,张拉60%σcon的纵向预应力钢绞线,使槽身具有承受其自重的能力,然后拆除侧模板,分别将横向预应力钢绞线及竖向螺纹钢筋张拉至满张到位。混凝土结构的强度达到设计强度100%、混凝土弹性模量达到设计值、混凝土龄期不小于10d时,张拉剩余纵向预应力钢绞线。
3.2终张拉要求
张拉前实施混凝土强度、弹性模量、混凝土龄期“三控”:即张拉前槽体混凝土强度及弹性模量均达到设计要求,且龄期不少于 10d。张拉中实施张拉应力、应变、时间“三控”:即张拉时以传感器读数为主、以钢绞线的伸长值作校核,在1.03σcon作用下持荷10min。
3.3张拉原则
张拉顺序为纵、横、竖分步循环,钢束张拉按同步、对称、分序跳束、分级加载、同时张拉的原则。从两端向中间对称张拉,每次张拉不少于2根钢束。首先纵向张拉,由两边梁到底板,由顶至底的原则。其次横向张拉,每个横肋及底板的3个孔道为一组同时张拉,由两端向中间推进。
3.3张拉分级
预应力钢束张拉时应缓慢、平稳、匀速,应力增加的速率控制均匀,分4级张拉,顺序如下:
第一步 应力由0.15σcon(预紧阶段,要求单根张拉);
第二步 应力由0.15σcon→0.3σcon
第三步 应力由0.3σcon→0.6σcon
第四步 应力由0.6σcon→1.03σcon(持荷10min,补张至1.03σcon,锁定)。
每级张拉荷载下应持荷10min,张拉后分别记录其伸长值,每步按要求进行伸长值校验。锁定完成后测定钢绞线长度的回缩量不应大于5mm。
张拉加载与卸载均应缓慢、平稳、匀速,加载速率每分钟不应超过0.1σcon,卸载速率每分钟不应超过0.2σcon。张拉锁定后锚具后夹片顶面应平齐,其相互间的夹片错位不应大于2mm,且露出锚具外的高度不应大于3mm,否则应退锚重新张拉。
4.施工方法
4.1波纹管安装及预留孔道保护
波纹管安装待底层钢筋及侧向钢筋绑扎好后进行。安装时按图纸上每个孔道坐标在模板上标出的断面及矢高控制,坐标尺寸量测控制水平偏差不超过5mm。首先釆用Φ10定位钢筋将所有预应力管道的线型控制点精确定位出来之后,再铺设预应力管道,定位钢筋与分布钢筋焊接,将波纹管上的井字架或控制环(Φ8-Φ14钢筋制作)与定位钢筋焊牢,防止波纹管偏移或上浮。安装中波纹管波纹接长使用波纹管专用接头,在搭接处外缘用密封胶布缠紧,接头处要封严,不得漏浆。
波纹管安装就位后,保护好预留孔道位置、形状及外观,电焊操作时,严禁电火花触及波纹管及连接胶带,焊渣不得堆落在波纹管表面。
4.2钢绞线施工
钢绞线在平坦干净、无泥浆及油污的场地进行切割,下方垫彩条布以免生锈,钢绞线下料釆用砂轮机切割,严禁釆用弧焊切割,切割完成后将钢绞线端头的毛刺打磨干净,按规格型号分别编号,分开存放,按孔道规格挂牌标识,防止雨淋生锈。
预应力锚索釆用人工搬运、安装,局部釆用吊车配合安装。根据本工程实际情况,钢绞线釆用单根穿束工艺,纵向钢绞线自上游向下游穿束,横向钢绞线自右向左或自右向左穿束。对外露部分钢绞线釆用塑料胶带包裹密实,防止槽身浇筑和养护过程中钢绞线受潮生锈。
4.3锚具安装
槽身墙体竖向预应力钢筋固定端锚具,焊接固定在底板或侧面钢筋上;张拉端锚具预留釆用预埋盒,波纹管端部的垫板通过钢筋骨架与预埋盒顶紧,安装时要保证位置准确。
槽身纵、横向预应力钢绞线固定端锚具,焊接固定在相邻钢筋上;张拉端锚具预留釆用预埋盒,波纹管端部的垫板通过钢筋骨架与预埋盒顶紧,安装时要保证位置准确。在张拉完成、孔道灌浆后,浇筑二期混凝土与周围混凝土抹平,使锚具被混凝土包裹。
4.4灌浆孔及排气管安装
对于两端张拉的预应力孔道不再另设排气孔;对于一端固定、一端张拉的预应力孔道应在固定端埋设硬塑料管排气孔道并引出混凝土面外。竖向预应力钢筋固定端及张拉端均应埋设塑料管孔道。混凝土浇筑完成终凝后,组织人员清理孔道,或抽动孔道内的预应力筋,以确保预应力孔道及灌浆孔道通畅。预应力孔道经检查合格后,做好孔口封闭保护。
4.5预应力张拉
(1)张拉准备
①张拉前清理承压面,并检查锚垫板后面及波纹管边缘的混凝土质量,如有空鼓现象,应及时修补,待修补混凝土强度不低于设计强度的85%时方可张拉。
②进行试张拉,执行合理的张拉工艺,张拉正常且无有害裂缝出现。
③将槽身模板拆除或是解除约束后,方可进行预应力张拉。
④张拉前须对千斤顶、压力表等张拉机具与压力传感器按要求进行配套标定并绘制其标定曲线,作为锚索正式张拉的依据,并按规范要求定期进行标定。
(2)数控系统钢绞线张拉
①数控张拉系统接上电源,启动主从设备,进入系统。
②查看系统时间是否与当前时间一致,如不一致,在系统参数中调整日期时间。
③查看主机主画面是否有错误提示,如“通讯中断”等,无错误提示方可进行张拉。
④根据之前系统和千斤顶标定得出的方程式,输入系统中,系统会自动计算出油压。
⑤在张拉的孔道上安装工作锚,装上工作夹片,并用套筒打紧夹片,使夹片高低一致,不得错牙。调整锚具紧贴锚垫板,使其对中并位于锚垫板的齿口中。
⑥用钢管搭好架子,挂上葫芦,装上限位板和千斤顶,确认其紧贴限位板,限位板进入千斤顶的齿口中。在千斤顶末端装上工具锚,装上工具夹片并用套筒打紧。
⑦用扳手装上进油管与回油管,上紧螺母。然后把数据线一头接在千斤顶的距离传感器上,另一头接在数控张拉系统上,确认位移传感器拉杆固定在顶槽内。确认千斤顶位移值在初始位置(通常设置为15 mm),位置不对时,需手动调节到初始位置。按下“预热”按钮,让油泵运转预热,伸出千斤顶,缩回千斤顶,来回两次,排除千斤顶内的空气。(注意:一定要保护好数据线,不能弯折与断裂)。
⑧自动张拉:输入要张拉孔道的编号、张拉类型、100%张拉力、孔数及理论伸长值。在主画面,选择要张拉的梁型,输入梁号,选择孔道。确认100%目标张拉力与规定相符,按下“自动”按钮,执行张拉过程。该设备为一拖四系统,操作主机,副机也同时运行同步完成张拉工作。如果张拉途中出现问题,可以按下“暂停”按钮,或者“急停”按钮,暂停张拉,等故障排除后,再按“自动”按钮恢复张拉。
⑨张拉过程:系统会跟据输入的数据对千斤顶供油,到达相应的张拉力时,会停顿稳压,并记录千斤顶的伸长值。在张拉过程中系统会自动调整两端千斤顶的供油,使其同步,输出应力相同。最后张拉到100%应力后,系统会自动计算出伸长值,并与理论伸长值进行比对,如在±6%的范围内,自动稳压锚固;如超出±6%的范围,系统自动停止张拉,等待下一步操作。
⑩完成张拉:张拉完成后系统自动停止并保存张拉数据,数据可以在系统中直接查看,也可以把数据保存在U盘当中,然后在电脑中进行编辑查看。
⑪拆卸千斤顶,准备下一孔的张拉。
(3)手动油泵钢绞线张拉
①张拉前由质检人员检查千斤顶和油表配套使用的油表读数,将读数通知单粘贴在配套对应的油表、油泵的明显位置;解除锚索尾端包裹物,清除锚索及锚垫板周围的杂物,安放锚板,把夹片装入锚板,沿着钢绞线把夹片敲击整齐,然后装入限位板。
②安装千斤顶,使之与孔道中心对位。安装工具锚,夹紧钢绞线,务必使钢绞线顺直无扭结。
③千斤顶缓慢进油至初始油压,在此过程中要拨正千斤顶,使千斤顶与锚具对中,管道、锚具、千斤顶三者同心。
④两端同时对千斤顶主缸充油,加载至钢束的初始应力0.15σcon,测量千斤顶主缸伸长量,作为测量钢绞线伸长值的起点。
⑤槽体两端、左右两侧张拉千斤顶同时分级加载,保持千斤顶升、降压速度相近,使两端同时达到同一荷载值。
⑥张拉至钢束设计控制应力,持荷5min,在持荷状态下,如发现油压下降,立即补至张拉控制应力。
⑦测量钢束伸长值,检查两端钢束伸长值之总和及其偏差,分析是否在规定范围的±6%以内,若超出规定允许范围,查明原因后重新张拉。
⑧千斤顶回油,测钢束总回缩量和测夹片外露量有无超标。否则,查明原因后重新张拉。
在整个张拉过程中,要认真检查有无滑丝、断丝现象。滑丝、断丝现象。如果发生在锚固前,立即停止张拉,处理后再重新张拉。
⑨终张拉完成后,在锚圈口处的钢束做上记号,24h后检查确认无滑丝、断丝现象方可切割锚束外端,切断处距夹片尾3~4cm。钢束切割釆用砂轮角磨机作业,严禁使用氧焰或电焊切割。
(4)精轧螺纹钢张拉
①安装平螺母及垫板,用专用扳手拧紧;
②将穿心拉杆旋戴在预应力预应力精轧螺纹钢筋上至少6扣螺纹;
③千斤顶就位,套在穿心拉杆上,撑套脚抵压垫板,将链轮套管套上螺母,带上并拧紧穿心拉杆螺母;
④进油管进油,回油管回油,活塞向前移动开始张拉预应力钢筋,并随张拉不断转动拧紧螺母,直至达到设计要求;
⑤进油管回油,回油管进油,活塞向后移动,直到活塞完全回缩完毕,一次张拉结束;
⑥若需要进行二次张拉,先将穿心拉杆螺母向前旋进并拧紧,重复第④、⑤动作即可;
⑦经过第二次张拉还有满足设计伸长量时,可将穿心拉杆向前旋进,使千斤顶杆端部接近螺母顶面,再重复④、⑤步动作。
4.6孔道压浆与封锚
(1)孔道压浆
预应力张拉完成后,宜在48h内进行孔道真空辅助压浆。孔道压浆施工步骤:清除管道内杂物及积水→用水泥砂浆密封锚具→清理锚垫板上的灌浆孔→确定抽真空端及灌浆端,安装引出管、堵阀和接头→搅拌水泥浆→抽真空→灌浆泵灌浆→出浆稠度与灌入的浆体相同时,关闭抽真空端所有阀门→灌浆泵保压→关闭灌浆泵及灌浆端阀门→拆卸外接管路、灌浆泵→浆体初凝后拆卸并清洗出浆端堵阀。
(2)封锚
预应力锚索张拉锁定、回灌补浆结束后,进行封锚。封锚釆用强度等级不低于C50无收缩混凝土填塞。封锚施工步骤:锚具穴槽表面凿毛处理→锚具防水处理→安装封锚钢筋→填塞混凝土 →养护→对新旧混凝土结合部进行防水处理。
5.关键技术要点
5.1张拉顺序
(1)张拉顺序安排
①首先两端底部横向及侧墙竖向筋、纵向张拉,纵向张拉由两侧墙腰至底板到“马蹄”的原则,当进行到第三步之后,开始侧墙顶部D钢束张拉,按上述原则四步到位,再完成上述腰至“马蹄”部位的第四步预应力张拉;
②其次横向张拉,槽底板横向及横肋的预应力钢束张拉应与纵向预应力钢束张拉同期进行,滞后一步,每个横肋及底板的3个孔道为一组同时张拉,由两端向中间推进,渡槽首尾钢束应保持对称、同步;
③然后竖向预应力筋张拉,两侧墙竖向预应力筋张拉与纵向、横向预应力钢束同期进行,滞后一步,以侧肋为单元分组保持同时张拉,由两端向中间推进,左右可滞后一步(或一大步),首尾每组应保持同步、对称张拉。
竖向预应力螺纹筋应左右对称单端张拉,为减少竖向预应力损失,竖向预应力筋应采用两次张拉方式,即在第一次张拉完成1d后进行第二次张拉,弥补由于操作和设备等原因造成的预应力损失,并且采取措施切实保证压浆质量。
纵向预应力张拉时,先张拉边墙的曲线钢束C3、C2、C1.再张拉边墙和底板内的直线钢束,然后张拉横向预应力钢绞线,接下来再张拉竖向螺纹钢筋。然后张拉顶部预应力钢绞线及边墙、底板剩余0.4σcon纵向预应力钢绞线。
(2)具体张拉程序
①两端肋底部横向预应力筋及距端部2.17m范围内侧墙竖向螺纹筋(两端底肋2F、1H一组→5L→I,分四步张拉至1.03σcon;
②两侧墙纵向预应力筋(腰至底板到“马蹄”,C3→C2→C1→4B→3A,左右侧墙同步对称张拉,分三步张拉至0.6σcon;
③底板纵向预应力筋(8E,两侧向中间间隔、对称张拉,分三步张拉至0.6σcon);
④底部横向一端张拉预应力筋(剩余底肋2F、H一组,从两端向中间间隔、同步张拉,分四步张拉至1.03σcon),与纵向预应力钢束张拉同期进行,滞后一步;
⑤两侧墙其它竖向螺纹筋〈(4K→21J→6I,从两端向中间间隔、同步张拉,分四步张拉至1.03σcon),与纵向、横向预应力钢束同期进行,滞后一步;
⑥两侧墙顶部D号(2D,两侧对称张拉,分四步张拉至1.03σcon);
⑦纵向剩余40% 预应力筋(C3→C3→C1→4B→3A→8E,腰至底板到“马蹄”及底板,第三步至第四步张拉,由0.6σcon→1.03σcon)。
沙河渡槽槽身预应力张拉次序见表 5-1。
表5- 沙河渡槽槽身预应力张拉次序表
5.2张拉应力及伸长量计算
纵、横、竖向预应力釆用张拉力与伸长量双控,以张拉力控制为主,实测延伸量与计算延伸量应在±6%以内,否则应停止张拉,并查明原因。
(1)设计计算参数
钢绞线弹模ES采用1.95×105N/mm2,螺纹钢筋弹模采用ES采用2.0×105N/mm2,钢绞线与波纹管摩擦系数µ采用0.165,孔道每米长度局部偏差的摩擦系数k采用0.0015,该值与实验实测值接近。
(2)钢绞线控制应力
钢绞线锚下张拉控制应力为σcon =0.7×1860=1302N/mm2,超张拉控制应力1.03σcon =1.03×0.7×1860=1341.1N/mm2,持荷10min锚固。单根钢绞线张拉端的张拉控制力:P=1.03σcon×Ap=1341.1×140 ×10-3=182.3kN。
(3)精扎螺纹钢控制应力
竖向预应力钢筋张拉控制应力为σcon =0.65×1230=799.5N/mm2,超张拉控制应力1.03σcon =1.03×0.65×1230=823.5N/mm2,持荷10min锚固。单根ΦPs32mm螺纹钢筋张拉控制力:P=1.03σcon ×Ap=823.5×804.2×10-3=643kN。
(4)实测张拉伸长值的方法
预紧应力选定为张拉控制应力的0.15σcon进行逐根张拉,不计其伸长量。实测伸长值应该从进行整体张拉时即0.15σcon开始量测。实际伸长值除量测的伸长值外还应加上0.15σcon以下的推算值。
即:ΔL s= ΔL1 + ΔL2
式中:ΔL1 — 从0.15σcon到最大张拉应力间的实测伸长值(mm);
ΔL2—从0.15σcon以下的推算值(mm)。
(5)伸长量计算方法
①理论伸长量
△L=(σp×L)/(ES×Ap)
式中:△L—预应力筋理论伸长值(mm);σp—预应力筋张拉应力(N/mm2);L—预应力筋设计长度(mm);ES—预应力筋弹性模量(N/mm2);Ap—预应力筋截面积(mm2)
②实际伸长量
总伸长量:DL=DL1+DL2+DL3+DL4
分级个长量:DL1=DL15% -2DL0;DL2 =(DL30%-DL15%)-2DL0;
DL3=(DL60%-DL30%)-2DL0;DL4=(DL100%-DL60%)-2DL0
式中:DL为预应力筋总伸长量,DL1、DL2、DL3、DL4分别为一级张拉、二级张拉、三级张拉、四级张拉伸长值,DL0 为锚具付缩变形、预应力筋回缩值,取10mm。
槽身纵、横向钢绞线及竖向螺纹钢筋应力控制及理论伸长值见表5-2、表5-3、表5-4、表5-5。表中预应力筋伸长值仅计算至锚下,未计入初始张拉力产生的伸长值。
表5-2 钢绞线张拉力控制参数表
6.施工质量控制重点
6.1预应力张拉质量要求
(1)每片槽断丝及滑丝数量不得超过预应力钢绞线总丝数的0.5%,并不得位于槽体的同一侧,且一束内断丝不得超过一丝。否则,放松换束或更换锚具。
(2)因处理滑丝断丝而引起钢束重复张拉时,同一束钢绞线束次数不得超过3次,若钢绞线与锚具因滑丝而留有明显刻痕时,应予更换。
(3)锚固后夹片外露量不小于3mm,且平齐,夹片不得错牙。并在夹片与锚圈、夹片与钢绞线啮合处划线标记,24h后检查有无夹片跟进或钢绞线内缩。钢绞线回缩量控制在5mm以内。
(4)张拉过程中出现以下情况之一者,需要换钢绞线(或夹片)重新张拉。
①终张拉时发现初张拉的锚具当中夹片断裂;②锚具内夹片错牙在2mm以上;③锚具产生裂纹损坏;④切割钢绞线或者压浆时发现又发生滑丝。
(4)在张拉过程中,张拉应力以油表读数为主,以钢绞线伸长量作校核的双控法。如钢绞线伸长量偏差超过规定范围,查明原因后重新张拉。
(5)预应力工程施工之前,进行摩阻测试,试验应包括不同类型的锚圈口、锚垫板和管道摩阻测试。宜对不同类型的孔道进行两孔以上的摩阻测试。
(6)对预应力筋施加预应力时,宜对多台千斤顶张拉时的同步性、持荷时间、锚下的有效预应力及其均匀度等进行质量控制,并应符合下列规定:
①在采用两台以上千斤顶实施对称和两端张拉时,各千斤顶之间同步张拉力的允许误差宜为±2%。
②张拉至控制应力时,保证千斤顶具有足够的持荷时间,每级张拉荷载下应持荷5min,张拉至设计应力锁定时持荷稳压时间不得小于10min。张拉控制应力的精度宜为±1.5%。
③张拉锚固后,预应力筋在锚下的有效预应力应符合设计张拉控制应力,两者的相对偏差应不超过±5%,且同一断面中的预应力束其有效预应力的不均匀度应不超过±2%。
④预应力筋张拉锚固后,宜在24h内进行有效预应力检测,采用二次张拉的检测方法,预应力检测前,不得对预应力筋进行切割。
6.2施工材料质量要求
(1)预应力符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224-2014)的要求。钢绞线结构为1x7,公称直径ΦS15.2mm,公称横截面面积140mm2,标准强度fptk=1860N/mm2。整根钢绞线的最大负荷不小于260KN,0.2%屈服负荷不小于229KN,伸长率不小于3.5%,1000h应力松弛率不大于2.5%。
(2)螺纹钢筋应符合《预应力混凝土用螺纹钢筋》(GB/T1 20065-2006)的要求。槽身竖向预应力釆用PSB1080MPa级ΦPS32精轧螺纹钢筋。公称直径32mm,公称截面面积804.2mm2,标准强度fptk=1230N/mm2。伸长率不小于3.5%,1000h应力松弛率不大于3%。
(3)锚具效率系数ηa≥0.95;组装件预应力筋受力长度的总伸长率εTu≥2.0%,疲劳荷载性能符合标,ΦS15.2钢绞线用夹片式锚具的张拉端预应力筋内缩量限值不应大于5mm,锚具的锚口摩阻和喇叭口摩阻损失合计不大于6%。
(4)锚垫板应有足够的刚度和强度,厚度满足相应规范要求,长度应保证钢绞线在锚具底口处的最大折角不大于4º,端面的平整度不应大于0.5mm,端面应设有锚具对中凹口。锚垫板上的锚具槽应与锚具和喇叭口同轴,偏差3mm,表面光平,倾斜≤0.5º。安装测力计的锚垫板,锚具槽应与测力计的专用垫板相匹配。锚垫板应设置灌浆孔或排气孔,灌浆孔应有足够的截面面积,以保证浆液的畅通。
(5)波纹管各项指标应符合《预应力混凝土桥梁塑料波纹管》(JT/T529-2016)的要求。波纹管内径应不小于设计尺寸,壁厚不小于2.5mm,外表面光滑平整,不允许有裂纹、气泡、裂口及明显杂质,波纹管应均匀一致,不应出现短缺波纹,波峰上不得有收缩凹纹。
圆形塑料波纹管环刚度不应小于6.0KN/m2,扁形塑料波纹管环刚度不应小于小于6.0KN/m2;塑料波纹管承受局部横向荷载,持荷2min,管节表面不应出现破裂;卸荷5min后,管节残余变形量不得超过管节外径(或扁形管节短轴)的10%;塑料波纹管承受纵向荷载时,管节纵向压缩量与管节长度之比不大于0.8%;低温落锤冲击试验的真实冲击率(TIR)最大允许值为10%;塑料波纹管拉伸屈服应力不小于20MPa。
(6)锚具、夹具、连接器检验项目、频次、取样数量与质量要求见表6-1。
表6-1 锚具、夹具、连接器检验项目、频次、取样数量与质量要求
6.3张拉设备检验与标定
(1)预应力施工主要设备包括:砂轮切割机、SKYB-50型智能张拉设备、ZB4-500型高压主油泵、千斤顶、空压机、真空泵、灌浆设备等。
(2)设备检验
预应力施工前,应对所有设备进行完好度检查,确保设备完好,使用安全。与张拉机具配套的压力表应具有防震功能,精度等级应不低于0.4级,工作时最大压力值不应超过表盘量程的75%。在预应力张拉前,须按要求对千斤顶、油压表、油泵等重要施工设备进行联合标定,标定合格报批后方可使用。
6.4滑丝与断丝处理
(1)在张拉过程中如发生断(滑)丝现象,立即停止张拉,将千斤顶与限位板退除,在千斤顶与锚板之间安装上特制的退锚处理器、其退拉须缓慢进行。退拉中注意观察,其退锚张拉应力大于原张拉吨位,但不得大于0.8倍钢绞线抗拉极限强度(即1488Mpa)。借退拉钢绞线束带出夹片,然后用小钢针(ø5mm高强钢丝端头磨尖制成)从退锚处理器的空口处取出夹片,不让夹片在千斤顶回油时随钢绞线内缩。取完所有夹片,两端油泵缓慢回油,检查锚板,重新装上新夹片,重新张拉。
(2)滑丝发生在张拉完毕锚固后,其处理方法同上。但退锚的力量须予控制。一般拔力略大于张拉力量,即可拔出。两端不能同时进行,一端增压施拔时,另一端的千斤顶充油保险,待两端均拔完后,方可卸顶,以保安全。
(3)在张拉前仔细检查工具锚限位板和工作锚的孔距排列是否一致、在安装工作夹片过程中要求要整齐不能一前一后、高低不平的现象,张拉过程中如张拉力已达到100%出现断丝应退锚、原有的整束钢绞线全部更换方可再张拉。
7.施工安全控制
预应力张拉作业中可能出现的各项安全风险、危险源及预防措施见表7-1。
表7-1 张拉作业可能的风险、危险源及预防措施
结束语:
湖北省鄂北地区水资源配置工程沙河渡槽三向预应力施工顺利完成,通过对预应力施工数据统计,结果表明张拉应力和伸长量控制均能满足设计要求。利用1#跨槽身埋设应力计进行了张拉应力监测,实际张拉应力损失在3%~5%,实际张拉应力与设计张拉应力对比,应力损失值满足规范要求。槽身张拉施工完成后,槽身混凝土没有出现裂缝。分析沙河渡槽三向预应力施工过程,从施工方法、施工工艺流程、施工质量控制及施工安全控制等方面总结经验,目的是为类似大跨径调水构筑物施工提供参考借鉴。
参考文献:
[1]《水工预应力锚固设计规范》(SL212-2012〉;
[2]《水电水利工程预应力锚索施工规范》(DL/5083-2011);
[3]《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011〉;
[4]《预应力后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁技术条件》(TB/T3043-2005);
[5]《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224-2014);
[6]《预应力混凝土用螺纹钢筋》(GB/T 20065-2006);
[7]《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T 14370-2015);
[8]《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》(JGJ85-2010);
[9]《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》(JT/T 529-2016);
[10]《预应力用电动油泵》(JGT 319-2011);
[11]《预应力用液压千斤顶》(JGJ 321-2011);
[12]《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》(TB/T3192-2008〉;
[13]《湖北省鄂北地区水资源配置工程沙河渡槽槽身预应力砼施工技术要求》