混凝土箱梁體外預應力施工技術

混凝土箱梁體外預應力施工技術1概述體外預應力橋的概念起源于預應力鋼索加固舊橋和斜拉橋采用的拉索。體外預應力橋發(fā)展至今已有20多年的歷史，以法、德等為代表的發(fā)達國家在體外預應力技術方面始終走在世界的前列，通過大量的工程實踐，已積累了豐富的設計和施工經驗，并有適合體外索張拉、錨固及防護相配套的錨具定型產品。自20世紀70年代初，美國單根無粘接預應力鋼絞線的發(fā)展，推動了無粘接預應力鋼絞線技術的發(fā)展。這些技術的涌現(xiàn)使體外預應力結構得到較大的發(fā)展，體外預應力混凝土結構在許多條件下具有體內預應力混凝土結構難以相比的優(yōu)勢。在體外預應力混凝土結構廣泛應用和不斷創(chuàng)新的今天，我國橋梁結構采用體外預應力技術屈指可數(shù)。福州洪塘大橋引橋、上海嘉瀏公路新瀏陽河橋采用過體外預應力體系。隨著我國交通事業(yè)的大力發(fā)展，體外預應力混凝土結構必將越來越廣泛的應用于各類型的公路、鐵路橋中。2體外預應力的概念及工程應用2.1體外預應力的概念體外預應力結構與體內預應力結構的最本質區(qū)別在于體外預應力結構的預應力筋（即體外索）布置在主體結構之外。當體外索應用于混凝土結構時，稱為體外預應力混凝土結構。2.2體外預應力結構的基本組成體外預應力結構的基本組成部分包括：①、鋼絞線束，②、聚乙烯套管（HDPE管），③、錨固系統(tǒng)，④、灌漿合成物，如圖1所示。圖1、預應力結構的基本組成2.3工程應用深港西部通道深圳灣公路大橋非通航孔橋上部構造（以下稱本橋）采用節(jié)段預制懸臂拼裝的施工工藝，設計為縱橫雙向預應力，縱向預應力采用體內與體外相結合的體系，體內預應力承擔一、二期恒載，體外預應力承擔活載，體外預應力索錨固采用分段交叉錨固在墩頂橫隔墻上，箱梁中心線兩側各布置4束，第一聯(lián)共布置22束，第二聯(lián)共布置24束，各束長度從75m～220m不等。3體外預應力的優(yōu)點體外預應力優(yōu)點主要表現(xiàn)在：①、體外預應力索布置在混凝土箱梁外部，有效的減小了受壓區(qū)面積的孔道，從而減小了腹板、底板的厚度，減輕梁體自重，節(jié)約費用；②、體外預應力索線型簡單，施工方便，且置于混凝土外部，便于后期的檢查、補張、換索等；③、體外索只在錨固區(qū)和轉向塊處與梁接觸，預應力筋的摩擦損失??；④、多邊形鋼索布圖允許角度偏差集中在細致設計的轉向位置，這樣可以減少無意產生但因為角度變化而出現(xiàn)的顫動影響。4體外預應力索的施工工藝流程（圖2）圖2、體外索施工工藝流程圖5體外預應力施工的主要機械設備（表1）表1體外索施工主要機械設備半6消恢體外預應拍力索的施啊工舅6.躺1未體外預應拆力索的轉怪向裝置填體外預應距力索的轉仇向裝置是栗一種特殊減構造，除捎錨固構造從外，轉向寄塊是體外御預應力索營在跨內唯賭一與梁體露有聯(lián)系的嘆構件，承瘦擔著體外萌索的轉向盒任務，是憂體外預應兆力混凝土雄結構中最減重要、最恐關鍵的結向構構造之誤一。轉向垂裝置設在煎箱梁里面旗，有橫隔盲板式、肋忽板式、轉柔向塊式三蘆種形式，牲本橋采用媽轉向塊式剃，轉向塊式布置在箱幻梁腹板和住底板相交龍的位置，災通過特別正設計的鋼途筋與箱梁該頂板、底予板連成整天體，如頁圖訂3憲所示。張雹拉體外索擴時，轉向走塊與腹板貞和底板相阿連的部分象會產生較烤大的剪力眾和應力集散中，局部蔑應力比較劈大，所以對轉向塊的錦施工質量跌須引起高階度重視。牽本橋所有策節(jié)段均在褲預制場預童制好后運藍至拼裝現(xiàn)宮場拼裝，踢轉向塊預引制質量控福制容易。感預制時通烈過特制的慈鍍鋅無縫掛鋼管轉向濱器（偏位尚管）預留甲成型孔，度預埋轉向咬器時嚴格葡按照圖紙廊尺寸要求桌預埋，采蒜用定位鋼侍筋固定在左準確的位押置，控制以其定位誤厲差不超滅過寺10m殺m漏。轉向塊體外索預留孔道轉向塊體外索預留孔道醫(yī)圖擠3疼、轉向塊涌示意圖悉6.2禽HDP桐E平管焊接蝶本橋采用爪熱熔式智夠能焊機鏡借面焊焊呢接銷HDP鑰E盯管，其焊墳接程序主滲要為堪：饅①淡調整焊機黑下半夾子線，將兩響根踐HDP零E時管置于焊綿機上，確晨保管子成誠一線并與易焊機平齊宿，兩管子己間留居約紛90m兔m巖空隙既；選②補安裝固定藏焊機上半良夾子索；晨③餓試對接兩偏管，調整乖夾子螺栓仔；辮④洲電銑刀切墊割兩管管菌口，去除忘管口毛邊冰，保證管嗓口平齊磁；瞇⑤違將已加廈熱熟2秒分鐘左右轎的電熱板艷放入兩管襖管口間滲；巖⑥杰啟動油閥貓，移動兩煤管子貼近胃電熱板，董加襪熱垮5月0訓～航6盒0夸秒菜；核⑦滑取出電熱庸板明，含3僵～討4圣秒內啟動旺油頂，保年持戒2MP碰a至左右的拉壩應力將加裹熱好的管碼子連接在瓜一起，保酸持油頂壓紋力慨3攔～勁5買分鐘蠻；歐⑧鏈冷卻后松沿開夾子，喊把已焊好廢的管子移潔到焊機一比端，在另樸一端放置埋下一根管非子。如此才循環(huán)完成慈整滋根掘HDP咳E蒜管的焊接哥，如據(jù)圖拳4瘦所示。環(huán)圖隔6否、啞HDP收E缺管焊接施龜工圖炸6.3價柄體外索下鉛料及穿索俗（緩1卻）港HDP犬E茄管安裝潑為盡量減彩小碧HDP貓E誰管安裝過姻程中的下盒撓度，需多設置臨時喜支撐，本挨橋采用鋼營管焊接簡獻易鋼架作踢為臨時支你撐，每泡隔諷3怪～麗5揭m快設置一個導鋼管架支對撐，有效高的減小繞了享HDP介E先管的下?lián)辖K度。欄在玩HDP扎E盲管與轉向予塊結合處很，需在體粱外索入口吉方向位置抬安裝摩擦淹系數(shù)較大炸的橡膠塊為以阻止穿祝索椅時條HDP豈E蠟管滑動。很（維2店）體外索匯分盤閑畏引為減小體尺外索下料導時的浪費嬌，需對每搜束體外索義的長度做摟仔細計算券，確定出佩每股鋼束肝的長度，背劃分盤數(shù)索，再根據(jù)租現(xiàn)場機械幻設備的吊茂裝能力確敢定每盤的則索長，出字廠時將每個盤的編號艙和適用鋼店束號標識湊在顯眼的巾位置，下韻料時選擇白準確的盤睜號，不可碧混用。本濤橋體外索朗分盤計算的時綜合考黨慮了千斤略頂工作長燦度、竊牽引頭焊拼接頭長度眼、固定端奸預留長度墾、施工錨離墊板后移圈長度等，奪共抬分究9灶6禿盤，每盤索對應相應休的體外索餅，極大的羅減小了材寧料浪費，黑由于標識左清楚，下刻料速度塊匪，滿足穿馬索要求。城（姑3顯）體外索蘿下料尸毀披本橋體外賓索采用單墨根無粘接姿外唱包灣P亦E限防護形式吐的索，見帶圖校1襖。單股鋼陷束的熱堆擠寄P伏E拍層厚度較紙薄，下料你時不宜直皆接在堅硬筋的混凝土蹦橋面上拖讓動，需鋪白墊軟質材伐料保相護倒P責E盒層，本橋符鋪墊廢舊揀地毯作為棗體外索保釀護層。若陷溫度較高蕉，還需做聾適當覆蓋洲以防止高膏溫糧下路P住E干層軟化漏擇油。下料步前準確的救計算出鋼疑束的下料乳長度并及偵時提供給挺現(xiàn)場操作底人員進行薦下料，下雀好的材料獨統(tǒng)一堆放腐到指定位驕置，待一畝整束下完詠后及時穿段索，嚴禁蕩行人、車峰輛等踩踏銅或碾壓。屑（癢4貪）體外索兆穿索棗為防止穿私索展時據(jù)P顯E在層劃破并齊減小穿束顛的摩阻力糟，本橋以憑兩輪滑車份支墊體外亭索，每治隔資2毀m勸左右布置笨一臺兩輪惡滑車，體靜外索支撐揚于滑車上墳呈懸空狀采態(tài)，穿索堅時滑車帶短動體外索拔滑動，有辨效的避免攪了體外索婆與混凝土僚橋面的直般接接觸，貼并減小了哥穿束摩阻管力，穿索瓜速度快。蕩本橋采用貌整束穿束諸法，先布墊置、安裝厭固定好卷疾揚機、兩婆輪滑車等椅穿束機具死設備，再詞將事先預捎留在管道碰內的鋼絲敢繩將卷揚侄機的鋼絲露牽引繩牽返引通過管趟道，并連質接好鋼絲乘繩和鋼絞株線束寶塔秘形牽引頭最，開動卷汗揚機實現(xiàn)柜穿束，根有據(jù)所需工圓作長度，搜采用砂輪籮機切割焊謎接牽引頭亞。騰6.4專漲體外索張親拉餓本橋采銜用京VS勒L籌的背EC爽R仆型體外索繳張拉預應死力錨具系胳統(tǒng)錨固，逃張拉千斤涼頂采撈用暴ZPE-高100出0孤專用型預泳應力穿心描式千斤頂稅。張拉過幣程中，夾恩片與鋼絞獵線保持相費互接觸，豬當千斤頂臭卸荷時，絕夾片自動謊錨固在錨認環(huán)上的錐綿孔中。預既應力的施散加可分為眠圖崗5述所示的幾拍個階段。揀圖放5糊、預應力高施加示意化圖酸①肚、安裝錨蝴環(huán)和夾片授。注意夾受片安裝必掠須平齊，朝安裝錨環(huán)監(jiān)時不得因足為敲打等富原因造成炮錨環(huán)外圓址或錨孔的去局部損傷蹤，錨環(huán)安蜻裝到位，炒錨環(huán)的定盈位凸臺應瀉進入錨座更孔內。枕②略、千斤頂碧定位。千沃斤頂采用坊手拉葫蘆藍固定狡在揭HDP世E弱管臨時鋼桐管支撐上否，安裝時及應注意工襖具錨與工閘作錨環(huán)對敞正，鋼絞廳線在千斤擋頂內不得介打結，工插具夾片安沿裝平齊，罩千斤頂安柜裝應到位蒙，直接頂謙住錨環(huán)，先限位尺寸槐必須正確甜，確保限厲位板不變艙形。刷③蜻、張拉?；\本橋采用誠單端張拉刊法。共有慣六個張拉躺行程，張錫拉程序為勻：初始狀施態(tài)捧→鐵設計應力蠢的蜂15誘%帳→京設計應力理的探30柱%宣→爹設計應力櫻的勇45敲%丈→羽設計應力際的架60噸%接→偷設計應力陵的惰75燦%蹈→捎設計應力賠的量100婚%銷→忙持健荷勸2壘分鐘，每炊個行程都神必須記錄音清楚千斤圍頂壓力及攪活塞外露倉量，計算購延伸量并由與設計值鞋做比較。自④長夾片自動擊錨固。當愉千斤頂行河程已滿或垮達到所需擔張拉力，注給千斤頂對回油，把丙所有鋼絞妻線整齊的益錨固在錨蹲具內；千司斤頂?shù)幕罡扇祷卦魑?；若仍宮需張拉，坦推緊自動翠工具錨；抓繼續(xù)張拉喂，直至達球到所需的幟張言拉力為止皇。楊戶澤注意張拉球千斤頂必達須按照規(guī)相定進行標絨定并在標罷定有效期岡內使用，套千斤頂?shù)挠诘觞c和吊勢具必須嚴閉格仔細檢長查，確保紅有足夠的歷可靠度，窗張拉時不蝕得有任何察徑向力作薦用在千斤枕頂上，張娛拉軸向不導得站人。千6.5播堵體外索壓債漿價如憤圖肝1篩所示，本暖橋肅HDP富E情管和體外美索間以水傳泥漿作為溫填充物。輩為保證保普護罩的順胳利安裝，梁壓漿前應訪先檢查錨勞固端保護啊罩安裝螺染絲孔、壓梨漿孔和錨巷座面未被鉗水泥漿污鳥染。用砂錫輪機逐根閃切割錨頭殃外的鋼絞維線后即可僵安裝保護閑罩和密封這圈。保護爺罩和密封烤圈安裝完加畢后在體軍外索跨中焰部位安裝豪壓漿管，茶壓漿管焊拿接于壓漿徹卡箍上，若卡箍上采疫用螺桿擰次緊固定于塘體外黃索干HDP適E瞧管上。注賤意安裝卡露箍時必須燕將卡箍上質預留的孔江洞對祖準指HDP逃E警管上的預揭留孔以保得證壓漿順城利，上下邪層卡箍間寇的螺桿必鳴須擰緊，魄確?？ü拷鸷透鬑DP滑E悶管間壓漿傅時不漏漿圣。壓漿從梁索的中間自部位往兩鉗錨頭方向暫壓，當一叮端保護罩優(yōu)出漿口流踏出濃漿后晃將其封閉零，繼續(xù)壓喚漿至另一穿端保護罩賊出漿口流餃出濃漿后勢封閉，飽技壓窄2衛(wèi)分鐘左右哈以保證壓底漿密實。皆造陜壓漿水泥省采兩用約PO42即.命5姜普通硅酸景鹽水泥，腎水泥不得悲直接放在株地面上，院應保存在使通風、干閉燥的環(huán)境骨中。制漿鉛時，水泥眠應是在出鑒廠舍后移7禾天餅～咽2按8包天期限內需的干燥水勾泥。水泥補應是袋裝哄水泥，且寇其重量誤皂差龍在休2刷%烈之內。嚴賠禁使用結其塊的水泥胖。制漿時立，先按比僚例加入清命水。開動摔攪拌機，年檢查并確臥認機器運寸轉正常。央繼續(xù)攪拌勺，按比例震加入外加墨劑，按比消例緩慢均夕勻加入水宜泥。繼續(xù)壞攪航拌日5叉分鐘左右迎后即為成班漿。取漿梨進行流動鄭度、泌水納率、膨脹嫌率及強度嶄試驗。流劍動度宜在在索1脊3爸～夸18墊s低，造3沒h套泌水率不事大執(zhí)于派2逮%亡，最大泌篩水率不大者于呢4羽%關，體2劑4賓小時內泌量水應被完銷全吸收；猜膨脹率應聽不大夏于扛10魚%疤；盤2水8據(jù)天強度應匆大衛(wèi)于煌50Mp苗a青。次6.6但網(wǎng)防振定位成裝置安裝之朱獎由于體外初索僅在錨甘固點和轉滑向塊處與藍梁體相連顛，在列車移荷載作用敲下，體外區(qū)索和梁體栽有可能發(fā)忘生共振，序使體外索釋索力增大始，發(fā)生斷畫裂，所以償應控制體吳外索振動足的固有周界期或固有付頻率來減久小有害振壇動。本橋韻在體外索倍自由長度剝段每揭隔娘4放m盼設置一個看防振定位罷裝置將體勻外索固定波于梁體頂攏板、底板您或者腹板碧上。施工蘇中通過在祝梁體鉆眼袍植筋來安猾裝防振定病位裝置，蓬防振定位怒裝置設計戴和實物如仗圖溪6朗所示。廉圖很6蓬、體外索捧防振定位兼裝置設計槐及施工實結物圖奔6.7付戰(zhàn)體外索防蘇腐眨本橋體外略索的防腐貝主要由以艱下三部分啞組成：索鐮本身的防燭腐、管道看與灌漿材榴料的防腐享、錨固區(qū)懶段的防腐喉。見色圖劃1州所示，單裝根索均有輩單獨稠的悄P聲E領保護層并勇內充油脂潔，本身具持有良好的艙防腐功能行。由于體號外索管道推幾何線型思簡單，其篩灌漿條件丹比體內索貌好，水泥賺漿能非常雖可靠的的升充實全部頓管道，在乳最經濟的歌條件下保平證了良好塘的防腐功梢效。本橋曬錨具和錨孩下喇叭管渡采用水泥嘉