懸浮式張拉在吉利河特大橋體外預應力中應用
2017-04-25
1工程概況
1.1 橋型簡介吉利河大橋主橋為左幅31.5+35+50.5+30+36.5m、右幅31.5+35.0+50.5+35.0+31.5m的變截面預應力混凝土連續(xù)箱梁。設計荷載為汽超-20級,掛車-120,設計時速120km/h。本次體外預應力加固維修首先對主橋的腹板豎向、縱向和U型裂縫進行補強處理,處理方案采用灌膠封閉和粘貼鋼板;然后對箱梁橫隔板砼鑿毛,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,安裝體外束進行體外預應力張拉。其中齒板對應的箱梁外側粘貼碳纖維布補強。
1.2 吉利河大橋體外預應力情況簡介體外預應力位于吉利河大橋(左、右幅)的第11～15跨連續(xù)箱梁的箱內(nèi),主要采用體外預應力鋼束加固。鋼絞線采用標準強度1860Mpa、直徑φs15.2高強度低松弛、帶PE護套的環(huán)氧涂層鋼絞線。由于原連續(xù)梁結構分為五個互相獨立封閉的箱體,所以進入箱梁的通道需另外開設。
1.2.1 張拉方法的選擇由于錨具其錨固對象是環(huán)氧噴涂鋼絞線,保證張拉過程中環(huán)氧涂層的完好無損,因此,選擇如何進行張拉是相當重要的?？紤]到索很長,伸長量很大, 千斤頂?shù)淖畲笮谐讨挥?0cm,實際操作時最大行程一般控制不超過18cm。
1.2.2 系桿布置整個系桿貫穿11~15跨,在每段箱梁中間設置三束系桿,在箱梁底部端設置了錨固區(qū),在其它部位的每個橫梁中間,設置鋼材制成的圓孔,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可調(diào)限位板,除了設前工具錨外,還設有后工具錨。在每次張拉時后自動工具錨夾片處于放松狀態(tài),在完成一個行程回程時由前自動工具錨夾片鎖緊鋼絞線,多次倒頂,直到張拉到設計噸位。
2施工方案
2.1 總體施工順序a.進行梁體開孔(兩端和橋面分開進行)進入梁體調(diào)查內(nèi)部情況,b.施工放樣測定新增齒板錨塊和鋼束位置,c. 按照設計圖紙核對原結構各部尺寸,d.新增齒板施工,e.應力鋼束安裝安裝傳感器, f.預張拉(消除彎沉、變形等),g.正式張拉(同時進行監(jiān)控),h.安裝減震器、施工錨塊,i.最終防護、檢查、監(jiān)控驗收。
2.2 施工要求①材料技術要求:a.鋼絞線:采用環(huán)氧噴涂鋼絞線單層無粘結鋼絞線(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.預應力束防護:選用帶HDPE套管的成品索。②施工工藝要求:預應力鋼筋(束)穿束、張拉、防護,穿束與張拉是重點和難點。a.精確裁切鋼絞線并按照設計圖紙數(shù)量和位置編號b.橫隔板鉆孔、穿束,c.調(diào)整鋼束張拉端工作長度,安裝錨具、錨下傳感器,d.齒板砼強度大于95%,準備張拉,e.對鋼束整體兩側、兩端同時對稱張拉鋼束,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、防護與安裝a.根據(jù)工作長度和設計長度定制定長成品鋼束并按照圖紙編號。b.成品鋼束本身是有一層防護層的,安裝過程中要采取了牽引導向架和轉(zhuǎn)角橡膠板等防護措施,避免了穿束過程對防護層的破壞。c.首先根據(jù)設計長度定制鋼束,分部位、規(guī)格堆放。穿束采用卷揚機在箱梁內(nèi)部從一端向另一端牽引進行。鋼束整體的縱向移動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長度的影響,需要按3m左右的間隔設置臨時支撐架。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,施工安裝時施工單位加工了臨時定位墊板,并對錨具壓環(huán)周邊的平整度進行了調(diào)整,使之與錨墊板密帖。通過施工張拉過程來看,傳感器與錨墊板的密帖(質(zhì)量)程度,直接關系到傳感器的初始讀數(shù)的精度。
3.3 預應力鋼索張拉本體外預應力鋼束的張拉是本工程的關鍵和重點工序。需要對張拉技術指標進行控制,必須據(jù)根設計文件要求對結構體進行監(jiān)控。a.張拉過程選在車流量最低的時間段整幅封閉交通進行。b.張拉控制應力σcon按照設計要求執(zhí)行(σcon=1116MPa)。根據(jù)實際情況,施工現(xiàn)場確定的張拉順序。c.張拉控制采用應力和伸長量雙控,即以應力控制(張拉力)為主,以伸長量(引伸值)校核為輔,實際伸長值與理論伸長值的差值控制在±6%以內(nèi)。d.預應力筋的伸長值ΔL(mm)依據(jù)有關計算結果。對張拉過程中產(chǎn)生的錨頭彈性壓縮值一般不會考慮。e.對張拉孔道要求要精確。f.張拉:3~4次張拉。0→初應力(10%σcon)→→→→→→100%σcon(持荷2min,錨固)。g.兩端同時張拉,兩端千斤頂升降、畫線、測伸長量、插墊等工作應該基本一致。施工過程中,需要和橋梁監(jiān)控人員保持有效溝通,對需要監(jiān)控的指標進行認真校核,出現(xiàn)異常,現(xiàn)場及時溝通解決方案。
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)實際高度現(xiàn)場量測以后訂做)→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 錨頭防護按照廠家配套的防護設施,在張拉完成的錨頭外部安裝夾片壓蓋和外防護罩,錨具密閉腔和防護罩空間內(nèi)注油脂(潤滑油)防腐防護。
4懸浮法張拉與普通法張拉的區(qū)別及優(yōu)缺點
①所需機具、設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工作過程不同。懸浮法張拉是在普通張拉法的基礎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^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張拉過程中沒有讓工作夾片受力,有效的保護了工作夾片,同時避免了應力的損失。④工作夾片錨固的方式不同懸浮法張拉工作夾片是通過壓緊器進行預壓緊,雖然回油過程中鋼絞線也有會微量的回縮導致應力損失,但其損失已經(jīng)相當小。
5結語
在某些鋼索較長的場合下,懸浮法張拉優(yōu)于普通張拉法是個不爭的事實,在施工中也值得推廣。在佛開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,同時也積累了懸浮法張拉的施工經(jīng)驗以便促進懸浮法張拉的進一步完善和推廣。
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