1、张拉台的制作
预制厂场地平整后,用18吨振动压路机碾压,分层碾压填筑30cm砂砾,同时注意保持场地的排水畅通。预制场地设置时要统筹规划混凝土的供应及水电管路的布设安装和板梁的移位、堆放、养生及运输距离。
设置预应力筋张拉台座,张拉台为两线一体,一条生产线生产四片空心板,一个循环两条生产线生产八片空心板。根据梁的尺寸、数量、工期确定预制台座的长度、数量、尺寸,台座应坚固、平整、不沉陷,表面压光。承力台座由混凝土筑成,应有足够的强度、刚度和稳定性,钢横梁受力后,挠度不能大于2mm。以省道103线城壕至大饭铺高速公路Ⅱ标段为例,该标段起讫桩号K88+400—K98+400,其中主线桩号K90+760、K91+220处的羊四圪咀互通立交桥、羊四圪咀连接线分离立交桥的上部构造是20米先张预应力空心板。互通立交桥是四孔斜交,每孔13片,共52片;分离立交是四孔正交,每孔12片,共48片。两桥合计有空心板100片。张拉台长89.7m(按预制斜板需要长度计算)、宽4.68m,台面长85.7m、宽0.99m。张拉台传力墩、传力柱、台面砼的标号均为C25,台面砼厚20cm。 张拉台为墩式台座,如1-1图:
50 50 70 60 120 4.5
N G2 150 110.5 G1 60 60 1
180 210 1-1图 50 对张拉台座进行稳定性验算 ⑴抗倾覆验算
G1=1.5х1.8х4.68х2450х10=309582(N)=309.6(KN) G2=0.6х1.2х4.68х2450х10=82555(N)=82.6(KN) 抗倾覆力矩:M1=309.6х2.1+82.6х0.6=699.72(KN•m)
倾覆力矩: M=Ne 其中N为张拉力,e=0.045m,先进行张拉力计算。
设计张拉控制应力为1339Mpa,设计采用270级фj15.24(7ф5)钢绞线,标准强度1860Mpa,张拉控制应力σk=0.72Ryb=1339Mpa,其计算截面积1.4cm2。张拉力按边板15根钢绞线计算,两条线30根钢绞线,张拉力为:
N=30х1339х1.4=5625(KN) 则M=Ne=5625х0.045=253.1(KN•m)
抗倾覆安全系数K=M1/M2=699.72/253.1=2.76›1.5,抗倾覆符合要求。
⑵抗滑移验算(图1-2)
50 50 70 60 120 4.5 N G2 150 F F 1-2图 PcP
110.5 G1 P′ 60 50 N0 2
经查资料,台面的抵抗力(KN/m),当砼的强度为10-15Mpa时,台面厚h›100mm时,抵抗力为250-300KN/m,此张拉台的台面厚200mm,砼标号C25,取抵抗力值为300KN/m,台面抵抗力N0:
N0=4.68х300=1404(KN)
砼台座与砂土的摩擦系数为0.4,则砼台座与砂土的摩擦力为:F=0.40х(G1+G2)=156.88(KN)
台座后面的最大土压力Pcp=rHtg2(45º+&/2)-rHtg2(45º-&/2) 式中土的内摩擦角&=30º,r=1.7х104KN/m3,H=1.5m
Pcp=1.7х104(tg245º-tg230º)х1.5=6.8х104(N/m2) P´=hPcp/H=60/170.5х6.8х104=2.39х104(N/m2)
E´p=(Pcp+P´)(H-h)B/2=23.76х104(N)=237.6(KN) 抗滑移力N1=F+N0+E´p=156.9+1404+237.6=1798.5(KN) 现考虑两传力墩中间加钢筋混凝土传力柱以限制滑移的方案。根据以往的施工经验,两线一体张拉台的中间传力柱断面为50х70cm,两边传力柱断面为50х40cm,沿传力柱纵向每隔6m设一系梁。
抗滑移安全系数1.3,1.3倍的滑移力:1.3х5625=7312.5(KN),抗滑移力为1798.5KN,需要传力柱平衡的滑移力为7312.5-1798.5=5514(KN),每个传力柱承受压力1830KN,截面最小的传力柱最大能承受压力为2.5×40×50=5000(KN)>1830KN,满足抗滑要求。
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2、钢绞线、钢筋的制作和安装
经检验,钢筋和钢绞线力学、工艺性能符合规范和设计要求后,开始钢绞线、钢筋的制作。
加工时注意钢筋的除污,控制Ⅰ级盘条筋冷拉调直的伸长率;钢筋连接时注意搭接、焊接长度;必须严格按设计形状尺寸加工绞缝钢筋和限制气囊上浮的钢筋。
钢绞线下料时必须考虑台座长度、横梁厚度、锚夹具厚度、千斤顶长度等。安装钢绞线时严格按设计失效段的长度进行失效处理。将预应力筋(钢绞线)按计算长度切割,在失效段套上塑料管,放在台座上,线两端穿过定位钢板,卡上锚具,用液压千斤顶单束张拉,先张拉中间束在向两边对称张拉。
钢绞线张拉后8小时,开始绑扎除面板外的普通钢筋。安装钢筋时,必须注意绞缝钢筋和限制气囊上浮钢筋、伸缩缝预埋钢筋的位置必须准确。
3、钢绞线张拉
张拉台座具有足够的刚度和强度,其抗倾覆安全系数和抗滑移系数符合要求;张拉横梁也具有足够的刚度(以前使用过安全);锚具、夹片经校检与钢绞线配套且安装正确;千斤顶和油表经配套校检;有明确的张拉程序和现场施工说明书;千斤顶的张拉力作用线与钢绞线的轴线一致;现场有具备预应力施工知识和正确操作的施工人员。
钢绞线张拉程序:预应力筋为高强度、低松弛φj15.24钢绞
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线,其张拉程序为:0——15%σ
con
——σ
con (
持荷2min锚固),
σ
k
=0.72R=1339Mpa。
张拉时,一端固定,一端张拉,采用两个200t的千斤顶同时多根张拉,两个千斤顶由同一个油泵送油,接一个油表。同时张拉前用小千斤顶使每一根钢绞线的初应力一致。小千斤顶施加初应力时,必须两端对称张拉。
根据千斤顶、压力表配套校检试验结果,建立回归方程。见下表:
标准力值油表指示X(KN) 值Y(MPa) λ=Y/X 200 400 600 800 1000 1200 1500 7.0 13.7 19.9 26.2 32.4 38.9 48.3 (λ-f)取入的λ(|λ-f|)/λ超出值的平均/λ(%) 3%舍去 值fˊ 0.035 5.5 舍去 0.03425 3.3 舍去 0.03317 0 取入 0.03275 0.03317 1.3 取入 0.0324 2.3 取入 0.03259 0.03242 2.3 取入 0.0322 2.9 取入 λ平均值f 线性回归方程为Y=0.03259X Y为张拉力(KN)X为油表指示值(MPa)。
张拉时采用应力控制,以伸长值进行校核,实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在6%以内,否则,查明原因,采取措施调整后,方可继续张拉。理论伸长值计算公式为:
△L=PL/AyEp 式中P:张拉端的拉力(N);L:钢绞线的长度,为87410(mm);
Ay:钢绞线截面面积,mm2;Ep:1.92×105Mpa(试验试验测试值)。
P= σ×Ag×n Ay=Ag×n
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式中:σ是钢绞线的张拉应力,MPa;n是同时张拉钢绞线根数;Ag是每根钢绞线的截面面积,为140mm2;
△L=PL/AyEp=σ×Ag×n×L/Ag×n×Ep=σL/Ep
根据上式,计算各张拉控制应力下对应的张拉力、油表读数、理论伸长值,见下表:
理论伸长值 (mm) 92 183 244 937.7(70%σk) 1837.108 1339(σk) 2624.44 29.9 42.8 427 610 183 相邻两次张拉理论伸长值差(mm) 91 12.8 张拉方式 30t千斤顶单根张拉 张拉力 张拉应力(MPa) (KN) 200.85(15%σk) 28.119 压力表读数 (MPa) 0.92 401.7(30%σk) 787.332 两个200t千斤顶单根张拉 注:上表为中板14根钢绞线时的读数。
张拉方式 张拉力 压力表读数 张拉应力(MPa) (KN) (MPa) 0.92 13.7 32.1 45.8 理论伸长值 (mm) 92 183 244 937.7(70%σk) 1969.17 1339(σk) 2811.9 427 610 183 相邻两次张拉理论伸长值差(mm) 91 401.7(30%σk) 843.57 两个200t千斤顶单根张拉 30t千斤顶单根张拉 200.85(15%σk) 28.119 注:上表为边板15根钢绞线时的读数。 4、模板安装
在砼台面上铺设3mm厚钢板作为底模,侧模、端模都是定型钢模组合而成。侧模底部由台面下的预留孔穿拉杆固定,上部有横撑和拉杆固定,端模用螺栓与侧模连接在一起。内模D=62.5cm
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橡胶芯模,充气气压0.48Mpa,内模与箍带筋紧密结合,同时从上往下在侧模与气囊间用木楔夹紧气囊。
5、砼的浇筑与养护
严格按试验室试配确定的符合设计和施工规范要求,并经监理工程师批准的砼配比拌制砼。砼由罐车运输,砼的和易性由现场质检负责人控制。浇筑时先铺底板,底板浇筑至设计位置后,穿橡胶芯模,芯模冲气固定好后从一端往另一端斜面分层浇筑砼。50mm、70mm振捣棒配合振捣。在砼浇筑过程中,安排专人负责检查气囊是否上浮,发现上浮后,停止砼浇筑,及时调整限制气囊上浮的钢筋位置,待气囊位置符合要求后,方可进行浇筑。
砼浇筑完成后,及时覆盖和洒水养护。混凝土浇完6~8小时,将胶囊放气抽走,洗净灰浆以备再用。养护温度应控制10℃以上,必要时采取搭温棚蒸汽养护,使砼尽快达到放张强度。
6、钢绞线放张
根据施工规范要求,当与空心板同条件养生的砼试件强度达到砼设计强度的100%后,开始放张。放张时宜对称、同步。采用两台200t千斤顶多根同时放张。放张时,两台200t千斤顶轻微顶松活动横梁锚具,抽出夹片,两台千斤顶缓慢回程放松钢绞线,直至松钢绞线弛后,用砂轮锯切断,在新断面上立即涂防锈漆。
7、移梁
用吊车把空心板吊装到在移梁道上的两台小车上,推拉小车到堆梁场地,再用吊车吊放于场地的枕木上,枕木支撑于空心板
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的支点处。 8、质量保证措施
⑴要严格按照施工配比拌制砼,搅拌要均匀,要有良好的和易性。振动棒要插点准确,振捣时间要适宜,切不可漏振;
⑵要及时地按照规范要求进行养护,确保砼强度达到设计要求; ⑶浇筑砼时要不断检测气囊顶到板顶的厚度,如发现气囊上浮,可在模板顶的拉杆侧模下垫木楔,限制气囊和钢筋上浮;
⑷移梁时要确保梁落在位于梁支撑点的枕木上;
⑸张拉钢绞线必须按双控措施控制张拉,张拉控制应力和伸长值必须符合设计和规范要求;
⑹预制空心板的全过程必须进行检查评定,且检查数据必须符合设计和规范要求。
9、安全保证措施
⑴张拉现场应有明显标志,与该工作无关的人员严禁入内; ⑵张拉或退楔时,千斤顶后面不得站人,以防预应力筋拉断或锚具、夹片弹出伤人;
⑶油泵运转有不正常情况时,应立即停车检查。在有压情况下,不得随意拧动油泵或千斤顶各部位的螺丝;
⑷张拉端必须设置挡护架;
⑸张拉作业应有专人负责指挥,操作时严禁摸踩及碰撞钢绞线,在测量伸长及塞夹片时,应停止开动千斤顶;
⑹张拉钢绞线时安排专人在固定端观察锚具是否滑动,发现问题
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及时通知张拉人员进行处理;
⑺夹具应有足够的夹紧能力,防止锚具夹具不牢而滑出; ⑻在高压油管的接头处应加防护套,以防喷油伤人; ⑼移梁时要有专人负责吊梁、运梁的指挥。
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