大流態(tài)高強(qiáng)度混凝土的研究

大流態(tài)高強(qiáng)度混凝土的研究

山西環(huán)高速上部結(jié)構(gòu)采用先直線預(yù)制裝配法，是中國(guó)第一個(gè)使用范圍。為了保證折線預(yù)應(yīng)力工字梁的施工質(zhì)量，為后續(xù)項(xiàng)目應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)，文章詳細(xì)分析了該工程中折線預(yù)應(yīng)力先張工字梁施工技術(shù)。1工字梁的設(shè)置中山西環(huán)高速公路上部結(jié)構(gòu)采用折線先張法工字梁，雙向六車道設(shè)置16片工字梁。相同跨度工字梁尺寸一樣，不存在邊中梁區(qū)別。整個(gè)標(biāo)段共有不同跨徑工字梁20000片，施工任務(wù)重。2施工工藝流程折線預(yù)應(yīng)力先張法工字梁生產(chǎn)主要采用了鋼筋骨架整體預(yù)制安裝、折線束與直線束整體張拉放張工藝、鋼板肋帶空腔大塊鋼模設(shè)計(jì)施工工藝、C70高流態(tài)混凝土配制及澆筑工藝、熱模蒸汽養(yǎng)生等工藝2.1鋼筋綁扎、轉(zhuǎn)運(yùn)(1）鋼筋骨架預(yù)制。鋼筋骨架預(yù)制主要包括箍筋及鉤筋等半成品的加工、現(xiàn)場(chǎng)綁扎定位、套筒連接等工序。鋼筋綁扎定位在專用的骨架預(yù)制區(qū)進(jìn)行，底腹板和頂板鋼筋分開預(yù)制，在制梁臺(tái)座上綁扎成型。(2）鋼筋骨架轉(zhuǎn)運(yùn)。加工好的鋼筋半成品采用轉(zhuǎn)運(yùn)車運(yùn)至骨架綁扎區(qū)，鋼筋骨架吊點(diǎn)按照1.5m/道設(shè)置，同時(shí)在鋼筋骨架底部設(shè)置底部托架，避免吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)鋼筋骨架出現(xiàn)較大變形。2.2預(yù)應(yīng)力計(jì)應(yīng)力折線預(yù)應(yīng)力張拉分單根預(yù)緊和整體張拉兩個(gè)步驟?，F(xiàn)場(chǎng)采用25t單孔穿心千斤頂將所有鋼絞線全部預(yù)緊至初始設(shè)計(jì)應(yīng)力，整個(gè)預(yù)緊過程從上到下對(duì)稱張拉。預(yù)緊完成后，單側(cè)采用4臺(tái)400t千斤頂張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線至設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力。整體張拉示意圖如圖1所示。(1）張拉設(shè)備。張拉用的千斤頂在橫向平行作業(yè)區(qū)內(nèi)使用高低桁架進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，在縱向作業(yè)面內(nèi)使用龍門吊進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，千斤頂轉(zhuǎn)運(yùn)就位后，通過固定在高低桁架上的葫蘆調(diào)整千斤頂?shù)奈恢谩?2）預(yù)應(yīng)力鋼絞線連接。折線束預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用連接器連接，預(yù)應(yīng)力張拉端通過單孔錨分別錨固于1、2型錨固小車上，錨固小車通過4根直徑A120的40Cr拉桿分別錨固于反力墻和反力柱上。(3）預(yù)應(yīng)力張拉。預(yù)緊階段，在整體張拉前，采用25t單孔穿心千斤頂從上到下對(duì)稱張拉。在整體張拉階段，整體張拉單側(cè)采用4臺(tái)400t穿心千斤頂，通過智能控制系統(tǒng)使4臺(tái)千斤頂位移同步張拉，分級(jí)張拉至100%預(yù)應(yīng)力。2.3側(cè)模板反拉安裝(1）模板設(shè)計(jì)安裝。工字梁采用復(fù)合鋼模板設(shè)計(jì)成整塊大模，30m及以上跨徑梁板側(cè)模板由4塊組合鋼板通過法蘭連接拼接而成，并根據(jù)不同的跨徑設(shè)置相應(yīng)的反拱。模板通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，自重相對(duì)較低。在側(cè)模板安裝過程中，側(cè)模板臨時(shí)支墊在底板工字鋼耳板上，并通過耳板上的擋板和底部輔助對(duì)拉桿臨時(shí)固定；側(cè)模板底部按照5m/道設(shè)置防爆模反頂裝置。模板安裝到位后，使用對(duì)拉桿進(jìn)行對(duì)拉，對(duì)拉分兩層即頂板對(duì)拉桿和底板對(duì)拉桿，頂板對(duì)拉桿間距為2m，底板對(duì)拉桿間距為1.5m，對(duì)拉桿先鎖住梁體兩端，再鎖中間，從梁體一端到另一端擰緊，同步安裝防上浮裝置。(2）防上浮反拉裝置安裝。為了防止側(cè)模板上浮，在臺(tái)座條形基礎(chǔ)上設(shè)置防上浮反拉裝置，反拉裝置按照4m/道沿臺(tái)座條形基礎(chǔ)縱向?qū)ΨQ布置。反拉裝置通過可轉(zhuǎn)動(dòng)底座固定于臺(tái)座條形基礎(chǔ)上，并通過卡扣錨固于側(cè)模板預(yù)留的長(zhǎng)條形卡槽中，當(dāng)側(cè)模板安裝完成后，即可將反拉裝置的卡扣固定(3）底?；蒲b置。為了使放張過程平穩(wěn)，在底?？蚣芄ぷ侄祟^設(shè)置整體式鋼混基礎(chǔ)，提高其穩(wěn)定性。在生產(chǎn)梁板時(shí)，底模端頭處需設(shè)置四氟乙烯鋼板，涂抹黃油，提高其滑動(dòng)性2.4預(yù)制梁的制作根據(jù)設(shè)計(jì)，混凝土為高流態(tài)C70混凝土。從工作性能、力學(xué)性能、體積穩(wěn)定性能、耐久性能、外觀等方面對(duì)預(yù)制梁的生產(chǎn)進(jìn)行質(zhì)量控制。預(yù)制梁生產(chǎn)采用插入式振動(dòng)棒振搗與高頻振動(dòng)器相結(jié)合的方式，分兩層澆筑，一層水平布35cm厚的混凝土料，另一層斜向分層臺(tái)階澆筑至頂面。振搗采用D50振搗棒+附著式振搗器。2.5混凝土蒸養(yǎng)分及控制項(xiàng)目共計(jì)約2萬個(gè)工字梁，采用先張工藝施工，為了加快施工速度，縮短模板周轉(zhuǎn)周期，采用蒸汽熱模養(yǎng)生工藝提高工字梁前期強(qiáng)度，節(jié)省放張前等強(qiáng)時(shí)間。(1）熱模蒸汽養(yǎng)生工藝。蒸汽熱模養(yǎng)生系統(tǒng)主要由模板自帶養(yǎng)生腔室、蒸汽鍋爐、熱力管道3個(gè)部分組成。蒸汽熱模養(yǎng)生使用特制空腔式鋼模板，在空腔式鋼模板內(nèi)布置蒸汽管道，然后將蒸汽通入管道中，將模板加熱后，再由模板將熱量傳給混凝土，以達(dá)到加熱混凝土的目的。蒸汽養(yǎng)生梁體表面混凝土溫度不宜超過45℃。混凝土蒸養(yǎng)分為4個(gè)階段，分別為靜養(yǎng)階段（6h）、升溫階段（2h）、恒溫階段（6h）、降溫階段（10h）。(1)靜養(yǎng)階段：混凝土澆筑完成至供蒸汽之前，養(yǎng)護(hù)溫度為20～25℃，這一階段混凝土形成一定強(qiáng)度，避免蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)在構(gòu)件表面出現(xiàn)裂縫。(2)升溫階段：供蒸汽至恒溫溫度，應(yīng)嚴(yán)格控制升溫速度，升溫時(shí)間為2h，升溫速度不能超過15℃/h。(3)恒溫階段：是維持定溫的一段蒸養(yǎng)時(shí)間，在控制內(nèi)外溫差的前提下加快水化和收縮，養(yǎng)護(hù)溫度在45℃左右。(4)降溫階段：是恒溫降至拆模的階段，降溫速度要求控制在10℃/h以下，采用通風(fēng)機(jī)進(jìn)行降溫，梁體溫度與自然環(huán)境溫度差不大于20℃后方可拆模。(2）蒸汽管道布設(shè)。蒸汽管道在模板空腔內(nèi)循環(huán)布設(shè)，在出口處設(shè)置疏水閥。模板空腔采用保溫棉密封，梁頂板采用密封疏水性帆布進(jìn)行覆蓋。(3）蒸養(yǎng)溫度控制。根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)摸索梁體內(nèi)部與模板空腔溫度相關(guān)性，通過控制空腔溫度來控制梁體內(nèi)部溫度。蒸養(yǎng)溫度由設(shè)置在模板密閉腔內(nèi)的溫度傳感器監(jiān)測(cè)，生產(chǎn)過程中根據(jù)空腔內(nèi)的溫度變化及時(shí)調(diào)整蒸汽的供應(yīng)，確保梁體處于最佳溫度狀態(tài)。2.6預(yù)應(yīng)力的放張及分級(jí)梁體混凝土澆筑完成后40h，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的85%、彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值的85%后方可放張。預(yù)應(yīng)力放張前，需先拆除彎起器底座軸稍，軸稍用機(jī)械千斤頂頂出或人工敲出。預(yù)應(yīng)力放張采用整體放張的方式進(jìn)行，和張拉過程相同，通過單側(cè)4臺(tái)400t千斤頂將拉桿頂松，然后轉(zhuǎn)動(dòng)位于拉桿上的螺母，之后收回千斤頂，在千斤頂收回的過程中實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力的放張。為了避免放張過程中梁體滑動(dòng)對(duì)臺(tái)座和預(yù)拱模塊造成損壞，在放張前，需將彎起器軸稍拆下，同時(shí)解除預(yù)拱模塊的固定軸稍。放張應(yīng)分級(jí)進(jìn)行，避免驟然收縮對(duì)梁體產(chǎn)生破壞，具體分級(jí)步驟為先張拉至終張力之后再進(jìn)行超張，松開張拉拉桿錨固在張拉段螺母，慢慢回油使千斤頂退回，回油應(yīng)分級(jí)完成，回到25%張拉力時(shí)停頓一次，穩(wěn)壓2mim，并檢查臺(tái)座構(gòu)件、梁板滑移情況，確保放張過程順利。待放張完成后，再次檢查梁板情況，并用砂輪將鋼絞線割斷，之后將連接器取下進(jìn)行封錨。2.7關(guān)閉標(biāo)記梁端預(yù)留了5cm的凹槽，放張結(jié)束后，鋼絞線在離梁端頭30mm處用砂輪切割，然后用C70混凝土裝模封錨。3預(yù)應(yīng)力筋施工中山西環(huán)高速施工工期緊，預(yù)制任務(wù)大，項(xiàng)目采用先張折線預(yù)應(yīng)力工字梁設(shè)計(jì)。折線預(yù)應(yīng)力整體張拉技術(shù)的應(yīng)