有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土超長預(yù)應(yīng)力鋼絞線機(jī)械穿束施工工法

超長預(yù)應(yīng)力鋼絞線機(jī)械穿束施工工法1、前言自20世紀(jì)80年代以來，為了擴(kuò)大空間，增加空間分割自由度，大型橋梁、高層、超高層建筑和超長混凝土結(jié)構(gòu)大量涌現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力混凝土成為橋梁等大跨度工程首選的施工技術(shù)。預(yù)應(yīng)力混凝土具有用途廣、強(qiáng)度高、是比較有發(fā)展前途的工程技術(shù)之一，與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有撓度小、跨度大、自重輕、抗裂性能好、節(jié)約鋼材等諸多優(yōu)點。在增加了建筑物的實用性和美觀性的同時也加大了工程施工難度。昆明xx樓前高架橋主橋工程，橋?qū)?0米，全長432米，共計三聯(lián)，單聯(lián)長度144m（鋼絞線單股長155米）。鋼絞線用量共計700余噸，累計約640000延長米，工期緊張，如何縮短施工工期和確保超長預(yù)應(yīng)力穿束的實現(xiàn)是一具有重大挑戰(zhàn)的技術(shù)難題。在昆明xx樓前高架橋（F2-M橋）、昆明xx兩面寺立交橋工程及昆明二環(huán)快速系統(tǒng)改造工程，施工過程中我公司會同云南xx建設(shè)有限公司和四川省建科工程技術(shù)公司昆明分公司，對預(yù)應(yīng)力機(jī)械穿束技術(shù)進(jìn)行了認(rèn)真研究與實驗，成功應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力機(jī)械穿束技術(shù)，逐步形成超長預(yù)應(yīng)力鋼絞線機(jī)械穿束施工工法。由于在解決超長有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力穿束和縮短施工工期方面效果明顯，其技術(shù)先進(jìn)、操作方便，有顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益。昆明xx樓前高架橋（F2-M橋）獲2010年度云南建工集團(tuán)建筑科技進(jìn)步一等獎結(jié)構(gòu)質(zhì)量十佳工程。停車樓及高架橋、引橋綜合施工技術(shù)設(shè)計與應(yīng)用技術(shù)獲云南建工集團(tuán)2010年度科技進(jìn)步獎一等獎。2、工法特點傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束通常使用人工穿束，最大人工穿束長度約在70m以內(nèi)，超長預(yù)應(yīng)力人工穿束費工費時，波紋管內(nèi)鋼絞線數(shù)量越多越難實施，施工多采用分段牽引方式，必須在波紋管上開牽引孔，存在質(zhì)量隱患。本工法可實現(xiàn)150m～200m超長預(yù)應(yīng)力穿束；在解決了超長預(yù)應(yīng)力穿束難題的同時，有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力穿束施工難度得到了大幅度降低，降低了施工成本。機(jī)械穿束由4人加一臺設(shè)備為一個作業(yè)組，施工速度快，平均穿束速度達(dá)40m/min，最快可達(dá)78m/min；使用機(jī)械穿鋼絞線時無需提前下料，對作業(yè)面無特殊要求。鋼絞線用鋼管架設(shè)下料盤固定，成捆使用，下料盤設(shè)置靈活，離梁端頭可近可稍遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)需要多長就穿多長，可明顯減低原材損耗及避免下料誤差；本工法所使用穿束機(jī)總重約60Kg,拆裝、移動極其方便。3、適用范圍200m以內(nèi)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)鋼絞線穿束施工。4、工藝原理預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束機(jī)，由一個基座，基座前側(cè)固定了電機(jī)、制動裝置、砂輪切割機(jī)，后側(cè)固定兩塊固定板，四組轉(zhuǎn)動輪（主動輪、從動輪、副主動輪、副從動輪）設(shè)于固定板之間，五個兩兩嚙合的齒輪等主要構(gòu)件組成。圖4-1預(yù)應(yīng)力穿束機(jī)平面示意圖圖4-2預(yù)應(yīng)力穿束機(jī)剖面圖在完成預(yù)應(yīng)力孔道波紋管埋設(shè)、檢查驗收，穿束機(jī)安裝就位后，預(yù)應(yīng)力鋼絞線的一端從基座后側(cè)裝入，預(yù)應(yīng)力鋼絞線依次穿過后側(cè)的定位孔、主動輪、和從動輪之間的凹槽、副主動輪和副從動輪之間的凹槽、前側(cè)的定位孔之后穿進(jìn)對應(yīng)的波紋管道口，然后調(diào)節(jié)調(diào)整螺母使螺桿下降壓迫軸承座和副軸承座，直到所有轉(zhuǎn)動輪都盡可能的夾緊預(yù)應(yīng)力鋼絞線，最后啟動電機(jī)。圖4-3預(yù)應(yīng)力穿束機(jī)各齒輪配合關(guān)系將鋼絞線穿過穿束機(jī)定位滾輪控制鋼絞線及運(yùn)行方向，采用電機(jī)作為動力，帶動由齒輪組成的減速裝置將鋼絞線穿入波紋管內(nèi)。通過變頻控制系統(tǒng)，可靈活自如的控制鋼絞線前進(jìn)或后退的速度。鋼絞線穿束過程中遇到阻礙能迅速退回，檢查、調(diào)整后再重新穿束。5、施工工藝流程及操作要點5.1工藝流程施工前期準(zhǔn)備→放線定點→焊接托架筋→安裝預(yù)應(yīng)力波紋管→焊波紋管定位筋→安裝錨墊板、螺旋筋→檢查驗收波紋管→機(jī)械穿入鋼絞線→檢查預(yù)應(yīng)力鋼絞線數(shù)量和孔道質(zhì)量→進(jìn)入下道工序施工。5.2操作要點波紋管安裝與錨墊板埋設(shè)波紋管是用來預(yù)留預(yù)應(yīng)力孔道的，因此預(yù)應(yīng)力混凝土用波紋管應(yīng)內(nèi)、外清潔，無油污，無孔洞和不規(guī)則褶皺，咬口無松動，無開裂，無脫扣，在一定的外荷載作用下，有抵抗變形的能力，在澆筑混凝土過程中水泥漿不能滲入管內(nèi)。1.波紋管的埋設(shè)1）預(yù)應(yīng)力波紋管坐標(biāo)根據(jù)施工圖所示預(yù)應(yīng)力筋孔道曲率、控制點坐標(biāo)進(jìn)行打點放線，對應(yīng)的孔道坐標(biāo)用粉筆在鋼筋架上標(biāo)記定位。2）波紋管的選用根據(jù)設(shè)計要求選用波紋管預(yù)留孔道（超長預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)宜優(yōu)先選用塑料波紋管），針對不同的束選用相應(yīng)的波紋管直徑以保證管道內(nèi)一定面積的空隙以利灌漿、穿束。3）波紋管托架為保證波紋管埋設(shè)高度、曲線坐標(biāo)及混凝土澆筑過程中位置的準(zhǔn)確，采取φ12托架筋焊于梁箍筋上，根據(jù)并沿長度方向每米用φ6的U型鋼筋電焊在托架筋上，確保管道在混凝土澆注時不上浮，不變位。管道容許偏差縱向不大于30mm，豎向不大于10mm。圖-14）波紋管接長當(dāng)波紋管需接長時，用大一號的波紋管做接頭，接頭管長度為300mm～400mm，在接頭處用膠帶密封，防止?jié)B漏。如圖所示：圖-25）準(zhǔn)確的孔道波紋管預(yù)埋（孔道坐標(biāo)、曲率、曲線），是保證預(yù)應(yīng)力工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵，同時也有利于預(yù)應(yīng)力筋穿束施工的順利進(jìn)行。6）做好成品保護(hù)工作，防止人員踩踏變形、移位和波紋管損壞，保證預(yù)應(yīng)力工程質(zhì)量和防止穿束堵管現(xiàn)象。2.錨墊板埋設(shè)1）根據(jù)束的根數(shù)的不同，選用與之相適應(yīng)的錨板及螺旋筋。2）安裝時，先安裝螺旋筋，再安裝錨墊板，錨墊板的端部平面應(yīng)與鋼束軸線垂直，必要時可將螺旋筋、錨墊板與周圍鋼筋焊接在一起。3）錨墊板安裝時注意灌漿孔應(yīng)朝上布置。錨墊板與波紋管連接處用海綿或棉紗將縫隙填充密實，并用塑料膠布纏繞密封，防止漏漿。張拉端錨具安裝示意圖如下：圖-3固定端錨具安裝示意圖如下：圖-4機(jī)械穿束1.作業(yè)平臺準(zhǔn)備機(jī)械穿束施工前，應(yīng)搭設(shè)可靠的穿束施工作業(yè)平臺。作業(yè)平臺需滿足同時容納2人和一臺穿束設(shè)備所需作業(yè)面（不小于1.5m×3.0m）。2.鋼絞線為預(yù)應(yīng)力工程的主要材料，其質(zhì)量好壞直接影響到整個工程的質(zhì)量，因此對所用的鋼絞線應(yīng)嚴(yán)格檢查、驗收、妥善存放。3.每條梁的預(yù)應(yīng)力波紋管埋設(shè)完并且端頭板固定好后，架設(shè)穿束機(jī)械，吊運(yùn)鋼絞線至梁端頭附近，用鋼管架設(shè)下料盤固定鋼絞線，下料盤適當(dāng)靠近穿束位置(水平距離小于20m，垂直高差小于15m)。4.穿束本工法所采用的機(jī)械穿束由4個人和一臺穿束機(jī)組成一個工作組（穿束梁兩端各1人、鋼絞線下料盤1人、機(jī)械操作1人），準(zhǔn)備就緒后開機(jī)穿束，根據(jù)錨具及千斤頂所需尺寸預(yù)留外伸長度（約900mm）后切斷，完成單根穿束，如此循環(huán)直至穿束完成。

6、材料與設(shè)備材料材料表表-1序號設(shè)備名稱設(shè)備型號數(shù)量備注1波紋管Ф90、Ф110根據(jù)工程需要2無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋Φs15.23群錨QM15-9、QQM15-111、QM15--12、QM15--16、QM15--184鋼管Φ48×3.5作業(yè)平臺及鋼絞線線固定設(shè)備設(shè)備需用表表-1序號設(shè)備名稱設(shè)備型號單位數(shù)量用途1穿束機(jī)3.0kw臺1穿束2手提式砂輪機(jī)0.6kw臺1鋼絞線切割3砂輪切割機(jī)1.4kw臺3波紋管切割4電焊機(jī)33.6KVA臺3波紋管托架5角磨機(jī)臺2鋼絞線端頭打磨6活動扳手22把2搭設(shè)作業(yè)平臺及下下料盤7對講機(jī)TX-818臺3信號聯(lián)絡(luò)7、質(zhì)量控制7.1工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)預(yù)應(yīng)力鋼絞線應(yīng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》(GB/T5224-2003)要求進(jìn)行檢查、檢驗和驗收合格后方可使用。錨具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》(GB/T14370-2007)的要求，且應(yīng)滿足應(yīng)力幅度為120Mpa動載試驗，經(jīng)200萬次荷載循環(huán)無斷絲;錨具配套產(chǎn)品如錨墊板、錨下螺旋筋尚應(yīng)滿足設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求。預(yù)應(yīng)力管道采用塑料或金屬波紋管，性能應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用塑料波紋管》（JT/T529-2004）或《預(yù)應(yīng)力混凝土用金屬螺旋管》（JG/T3013-1994）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求；7.2質(zhì)量保證措施鋼絞線不得銹蝕（浮銹除外），鋼絞線不得有死彎，否則應(yīng)切除；應(yīng)采取措施防止鋼絞線污染，特別是油污；波紋管卷制完成后，進(jìn)行水密性實驗等工作。預(yù)應(yīng)力筋下料場地清潔，下料、擠壓錨具完成后將鋼絞線編號盤好，下墊枕木，并用防雨布包裹嚴(yán)實備用。7.3過程控制穿束過程中嚴(yán)格控制鋼絞線的伸出長度和預(yù)留長度，確保材料不浪費；穿束時，鋼束運(yùn)行過程中，專人負(fù)責(zé)觀察、控制運(yùn)行情況，避免出現(xiàn)鋼絞線穿破出波紋管還在繼續(xù)運(yùn)行的情況；穿束結(jié)束后，專人負(fù)責(zé)檢查穿束的數(shù)量，兩端均要檢查、核對，嚴(yán)格依照設(shè)計要求穿束；若發(fā)生堵管致鋼絞線過彎的現(xiàn)象，要及時回退、切除，更換預(yù)應(yīng)力筋重新進(jìn)行穿束，保證鋼絞線的成型質(zhì)量。8、安全措施穿束時必須設(shè)置牢固可靠的操作平臺，臨邊作業(yè)時，須有安全可靠的外平臺及防護(hù)措施。操作時應(yīng)在顯著位置掛安全警示牌，交叉作業(yè)時，應(yīng)在作業(yè)平臺上方鋪設(shè)隔離防護(hù)板,嚴(yán)防高空墜物傷人。高處作業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》。鋼絞線應(yīng)設(shè)置下料盤，防止鋼絞線散開。鋼絞線從下料盤到梁端的路徑設(shè)置隔離區(qū)，搭設(shè)防護(hù)欄，專人全程監(jiān)護(hù)防止鋼絞線隨意甩動傷人。機(jī)械穿束作業(yè)人員須經(jīng)上崗培訓(xùn)合格，優(yōu)先選擇熟練操作工人施工，防止機(jī)械傷人、穿出端傷人等意外事故。穿入端、穿出段、下料盤三個位置必須設(shè)專人監(jiān)護(hù)，并建立三點之間通訊聯(lián)系。施工用電應(yīng)符合《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ46-2005）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，現(xiàn)場用電應(yīng)由專業(yè)電工負(fù)責(zé)搭接，必須保證用電安全，所有電箱須有漏電保護(hù)裝置，防止漏電傷人，做到人走電斷。嚴(yán)禁私拉亂接，施工用電必須有專業(yè)人員操作，嚴(yán)禁非專業(yè)人員動電，以防觸電傷人。9、環(huán)保措施預(yù)應(yīng)力鋼絞線包裝材料應(yīng)分類回收。廢棄短料回收后應(yīng)妥善保存，用于較短的構(gòu)件上，減少資源浪費。作業(yè)面上禁止有油污污染鋼絞線。穿束機(jī)更換的潤滑油脂，必須妥善收集處理，嚴(yán)禁隨意傾倒。10、效益分析本工法可實現(xiàn)150m～200m超長預(yù)應(yīng)力穿束，為超長、大空間預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工提供了更大的選擇空間。在工程成功應(yīng)用機(jī)械穿束實例，經(jīng)濟(jì)效益大大提高，下為傳統(tǒng)穿束與機(jī)械穿束效益對比情況分析表：效益分析表表10.0-1穿束形式傳統(tǒng)人工穿束機(jī)械穿束技術(shù)工期無改善縮短60%操作人數(shù)15人以上2-4人速度速度不均勻、容易易損傷波紋管管勻速且高速，不容容易損傷波紋紋管相關(guān)設(shè)備需要吊車、卷揚(yáng)機(jī)機(jī)等機(jī)械配合合預(yù)應(yīng)力穿束機(jī)安全無改善降低施工難度及安安全風(fēng)險11、應(yīng)用實例11.1昆明新機(jī)場樓前高架橋昆明xx樓前高架橋（F2-M橋），東西向長432m，寬50m，橋高16.05m（-5.45m～+10.60m）。位于B1～F2層，為離港層大平臺,下臥昆明市軌道交通6號線航空港南站，F(xiàn)2-M橋與停車樓重疊范圍內(nèi)墩柱共構(gòu)，出停車樓兩側(cè)與兩側(cè)F1-R橋和F1-L橋相接的分聯(lián)公用墩處設(shè)置蓋梁，全橋一色現(xiàn)澆清水混凝土連續(xù)箱梁。2010年11月1日至2010年12月31日，在短短的60天內(nèi)完成混凝土27839.5m3、鋼筋制安4715.6t、模板制安72200m2、支架搭設(shè)約30萬立方米，Φs15.2鋼絞線共計705.024t（約64萬米），鋼絞線單股長155m，預(yù)應(yīng)力穿束從開始到結(jié)束僅持續(xù)了9天，大大提高了工作效率，保證了新機(jī)場“12.31”重大進(jìn)度節(jié)點目標(biāo)的如期實現(xiàn)。施工圖片：圖11.1-1圖11.1-2圖11.1-3圖11.1-34圖11.1-5圖11.1-611.2機(jī)場高速兩面寺立交橋工程機(jī)場高速兩面寺立交橋工程于2010年2月開工，2010年6月竣工，工程位于昆明新機(jī)場高速路第一標(biāo)段金瓦路，分為左幅和右幅，左幅：5聯(lián)，共計417m；右幅：4聯(lián)，共計387m?，F(xiàn)澆連續(xù)箱梁的高度在3m至27m之間，金瓦路上梁寬從19.71m變化至27.49m。主要截面形式為：梁高1.8m，頂板厚度為0.22m，底板厚度為0.20m，腹板厚度為0.45m～0.65m。預(yù)應(yīng)力筋機(jī)械穿束長度達(dá)90m～115m。預(yù)應(yīng)力機(jī)械穿束技術(shù)在機(jī)場高速兩面寺立交橋工程得到了成功應(yīng)用。施工圖片：圖11.2-1圖11.2-211.3昆明二環(huán)快速系統(tǒng)改造工程昆明市主城二環(huán)快速系統(tǒng)是昆明市交通暢通工程的關(guān)鍵性項目，是實施現(xiàn)代新昆明建設(shè)的一項重要任務(wù)，對緩解主城區(qū)交通壓力、合理分布交通流量具有極其重要的作用。該工程已被列為昆明交通環(huán)境整治的關(guān)鍵性工程，并得到了昆明市委市政府的高度重視和大力支持。昆明市二環(huán)系統(tǒng)于2009年9月4日開工，2010