摘 要:本文结合作者在连镇铁路跨盐淮高速特大桥道岔梁的具体实践,就道岔梁预应力施工的关键工序和技术控制进行了简要阐述。
关键词:道岔梁 预应力施工 关键工序 技术控制
由中铁十九局集团第六工程有限公司承建的新建铁路连云港至镇江铁路客运专线LZZQ-4标跨盐淮高速特大桥位于江苏省淮安市境内,正线迄止里程为DK121+858.70~DK125+819.73,全长3961.03m。全桥共设置116个桥墩,2个空心桥台,除道岔梁墩身外均为圆端形实体墩,墩身最高19.85m(81#墩),最低3.85m。跨盐淮高速特大桥在56#-69#墩设置2联预应力混凝土道岔梁,将连镇铁路与徐宿淮盐铁路通过宁盐联络线相接,孔跨结构形式为56#-62#墩(33.6+3*35+27+26.4)m+62-69#墩(32.6+5*32.7+32.6)m,道岔梁共计2联,13孔。现就预应力工程施工进行简要介绍。
逐节段现浇梁体混凝土设计强度、弹性模量达到设计值(3.45*104Mpa)的80%且不小于3天龄期后进行初张拉。初张前,松开内模,初张拉后方可移出内模和拆除外模,初张拉钢束锚外控制应力为800MPa。在梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值且不小于14天龄期后进行终张拉,并进行孔道压浆。
1.施工流程
钢绞线束张拉的施工程序:清理锚具、锚垫板,割除多余波纹管→钢绞线除锈、下料、编束、做束头、穿束→切除多余钢绞线,安装工作锚、千斤顶及工具锚→待混凝土龄期5天且强度和弹性模量不低于设计要求后进行张拉→完成张拉并合格后割除多余钢绞线→封锚,压浆;张拉时按照为:0→10%δk(初应力)→伸长量测→20%δk(应力)→测量伸长量→100%δk控制张拉力(持荷5分钟)→测量伸长量→补拉σk→测量伸长量→锚固的顺序施做。
2.张拉准备工作
张拉前得检验工作:对锚具、夹片等进行检验;对千斤顶、油泵、油表等进行配套标定;对千斤顶作业空间进行检查、确认;对梁体作全面检查,如有缺陷,在征得监理工程师同意修补完好且达到设计强度,并将承压垫板及锚下管道扩大部分的残余灰浆铲除干净后,方可进行张拉。
割除多余钢铰线:钢铰线外露锚垫板的长度为锚具厚度+千斤顶最小工作长度+15cm的张拉富裕量。富裕量不能过大,否则将增加施工难度。
安装工作锚和夹片:装好锚具后用手锤垫在木块上敲击锚具,直至不能敲动。接着将夹片装入锚孔,用比钢铰线直径略大的钢管击打夹片,使之塞紧在锚孔内。用钢管击打夹片前,调整均匀同一夹片中各楔片间的缝隙和外露量。装好后的夹片外露量基本一致且缝隙均匀,否则重装。
安装千斤顶和工具锚、工具夹片:千斤顶安装使用手拉葫芦,安装后至张拉完一直用倒链悬挂着千斤顶,以便用倒链调整千斤顶,使千斤顶轴线与管道和锚垫板轴线一致,保证钢绞线顺直,减少张拉摩阻力。为使张拉后夹片退锚顺利,在工具锚和工具夹片之间涂抹退锚材料。
安装千斤顶和工具锚、夹片符合下列要求:工作锚、限位板、千斤顶、工具锚、夹片按要求装好,工作锚位于锚垫板凹槽内,相互之间密贴;“四同心”符合要求,即预应力管道、锚垫板、锚具、千斤顶四部分基本同心;各油管接头满扣上紧,千斤顶、油表安放位置配套正确。
3、张拉作业
所有纵向预应力束张拉均使用自锚式锚具,按“左右对称、两端同时”的原则进行。
检查油管连接可靠、正确后,开动油泵,使钢铰线略为拉紧后调整千斤顶位置,使其中心与孔道轴线基本一致,以保证钢铰线自由伸长,减少摩阻。同时调整工具夹片使之卡紧钢铰线,以保证各根钢铰线受力均匀。
然后两端同时给千斤顶主油缸徐徐充油张拉,使两端伸长基本保持一致,对称加载到初始张拉力(0.2σk)后停止供油,检查夹片情况完好后,画线作标记。
继续向千斤顶进油加载,直至达到控制张拉力。张拉值的大小以油压表的读数为主,以预应力钢铰线的伸长值加以校核,每端锚具回缩量控制在6㎜以内。
油压达到张拉吨位后关闭主油缸油路,并保持5min,测量钢绞线伸长量加以校核。在保持5min以后,若油压稍有下降,补油到设计吨位的油压值,千斤顶回油,夹片自动锁定,该束张拉结束,及时作好记录。
全梁断丝、滑丝总数不超过钢丝总数的0.5%,且一束内断丝不超过一丝,也不得在同一侧。
当钢绞线长度较长、不能一次张拉到位时,则需多次张拉循环。多次张拉的操作方法和步骤与上述一样,只是将上一循环的锚固拉力(应力)作为本次循环的初始值。如此循环,直至达到最终的控制张拉力。
预应力张拉采用张拉力和伸长量双控,以张拉力为主,实际伸长量与计算伸长量差值控制在±6%以内,对于伸长量不足的查明原因后采取补张措施,并观察有无滑丝、断丝现象,做好张拉记录。
钢铰线束张拉采用张拉力与伸长值双控法,即在张拉力达到设计要求后,实际伸长值与理论值之间的误差若在-6%~+6%之间,即表明本束钢绞线张拉合格。否则,张拉力虽已达到设计要求,但实际伸长值与理论伸长值之间的误差超标,则暂停施工,在分析原因并处理后继续张拉。
对伸长量超标的原因分析,从如下方面入手:张拉设备的可靠性即张拉力的准确度;对波纹管孔道摩阻和偏差系数取值的准确性;钢铰线弹性模量计算值与实际值的偏离;伸长量量测和计算方面的原因,如没考虑千斤顶内钢铰线伸长值等。若一切正常,则封堵锚具端头,尽快压浆。
4.预应力施工方法
4.1波纹管埋设
波纹管采用钢筋定位网片定位,预应力管道定位筋应设置准确。波纹管连接短接头采用大一号的波纹管套接,长度不得少于30cm,每端套接长度各为15cm,对称旋紧,并采用胶带纸缠好接头处以防混凝土浆液渗入;波纹管与锚垫板的连接一般用连接头将锚垫板与波纹管连接起来。波纹管安装时伸出端模不小于20cm。当波纹管与非预应力筋位置发生冲突时,适当移动钢筋位置,以保证预应力管道位置正确。
4.2锚垫板安装
预应力锚垫板通过槽口模板进行定位,槽口模板用5mm钢板在加工厂按设计尺寸制作,锚垫板用螺栓固定在槽口模板上然后通过测量定位将槽口模板和锚垫板一并固定在箱梁端头模板上。槽口模板与锚垫板接触面要密实,严禁在砼浇注过程中水泥浮浆进入管道影响预应力张拉施工。
4.3钢绞线下料、人工穿束
予应力施工时采用先穿束后浇注混凝土的施工工艺。钢绞线经自检确认合格后,计算每束的下料长度, 用砂轮切割机分批下料编号成捆运输至现场,在确保锚垫板位置正确、孔道内畅通、无杂物后进行人工穿束。
4.4上锚垫板及夹片
浇完混凝土后,清除锚具与锚垫板接触处的砂浆,以保证锚具与锚垫板接触面平整,受力均匀,然后才可以上锚垫板。上夹片时应严格检查每个夹片有无裂缝或牙纹损坏现象,有缺陷的夹片严禁使用。
4.5钢绞线的张拉
在施加预应力前应做好钢绞线进场后的报验、千斤顶和油表以及配套油泵的校验工作。 并且仔细检查锚具下面混凝土是否密实,如不密实,应用环氧树脂进行补强,再进行张拉作业。
张拉程序:安装锚具、千斤顶→拉到初应力(设计应力的10%)→测量初始长度→张拉至设计应力→持荷2分钟→量伸长量→回油锚固→量出实际伸长量并求出回缩值→检查是否有滑丝、断丝情况发生。
预应力施工时采用单端张拉和两端张拉两种方式,以张拉应力和张拉伸长量进行“双控”控制,并以张拉应力控制为主(油表读数)。
预应力筋的实际伸长值ΔL的计算公式如下:
ΔL=ΔL1+ΔL2
式中:ΔL1—从初应力至最大控制应力间的实测伸长值(mm);
ΔL2—初应力以下的推算伸长值(mm)。
钢绞线实际张拉伸长值与理论计算张拉伸长值的差值应在-5%~+6%范围内,张拉过程中做好记录。
5.结语
通过对以上关键工序进行了严格的技术控制,中铁十九局六公司承建的连镇铁路跨盐淮高速特大桥道岔梁预应力施工合格率100%,完全满足了设计要求。