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橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固施工

作者：jinyijiagu  來源：本站  發(fā)表時(shí)間：2020-7-13 20:46:19  點(diǎn)擊：2505

所謂的體外預(yù)應(yīng)力，是指布置與承載橋梁結(jié)構(gòu)本體之外的鋼束張拉而產(chǎn)生的應(yīng)力。在橋梁工程的施工過程中，體外預(yù)應(yīng)力的有效應(yīng)用將會(huì)對整體的施工有著極為重要的作用，因此，我們需要采取有效的加固施工技術(shù)及方法，做好體外預(yù)應(yīng)力的相應(yīng)作業(yè)，從而提高橋梁的承載能力，保障橋梁工程的施工質(zhì)量。

1維修加固措施

本次加固采用的體外預(yù)應(yīng)力鋼束均為腹板彎起束，中跨設(shè)置6束19φs15.2mm規(guī)格的低松弛鋼絞線束（見圖1），邊跨設(shè)置8束12φs15.2mm規(guī)格的低松弛鋼絞線束（見圖2）。

圖1中跨體外預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖

體外預(yù)應(yīng)力索由環(huán)氧鋼鉸線和外護(hù)套、防腐材料、轉(zhuǎn)向裝置及錨固體系組成。外護(hù)套主要起防腐作用，為高密度聚乙烯管（HDEP），在轉(zhuǎn)向塊處設(shè)置轉(zhuǎn)向鋼管，錨固體系采用可調(diào)索換索的錨具。張拉應(yīng)力取鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的45％（σK＝837MPa），邊跨鋼束12φs15.2mm的張拉力為140.6t，中跨鋼束19φs15.2mm的張拉力為222.6t。

2施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→體外預(yù)應(yīng)力鋼束預(yù)放線→齒板、隔板位置放樣→橫隔板開孔→鑿毛、開剪力槽→植筋→鋼筋安裝→預(yù)埋件安裝→模板安裝→自密實(shí)混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)→鋼束穿束及錨具安裝→鋼束對稱均衡張拉→測量橋梁線型（監(jiān)控單位）→減震器及保護(hù)罩安裝。

圖2邊跨體外預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖

3主要施工方法

3.1體外預(yù)應(yīng)力鋼束預(yù)放線

按設(shè)計(jì)圖紙尺寸，對鋼束按坐標(biāo)進(jìn)行預(yù)放線，以確定原箱梁中是否存在無法逾越的障礙。

3.2齒板、隔板位置放樣

根據(jù)圖紙，現(xiàn)場放出箱梁內(nèi)齒板、隔板的位置，包括：邊跨的B、C齒板，中跨的A齒板，邊跨A、B、C、D、M隔板，中跨E、F、G、H隔板。放樣時(shí)，從箱梁4＃、5＃橋墩中心線分別往兩側(cè)放線，同時(shí)以距離箱梁端部的尺寸進(jìn)行校核，具體尺寸見圖3和下頁圖4。

3.3橫隔板開孔

按照設(shè)計(jì)圖紙，B1、B2、B3、B4鋼束需要穿越4＃、5＃墩墩頂橫隔板，Z1、Z2、Z3鋼束需要穿越4＃、5＃墩頂橫隔板以及跨中橫隔板。由于在穿越橫隔板處需要安裝轉(zhuǎn)向鋼管，轉(zhuǎn)向鋼管最大外徑B1～B4為16cm，Z1～Z3為18cm（均在喇叭口處），故橫隔板開孔直徑直線段均取20cm，B1～B4曲線段均取22cm，Z1～Z3曲線段均取25cm。

3.4鋼筋及預(yù)埋件安裝

按照設(shè)計(jì)圖紙安裝齒板及隔板鋼筋，鋼筋安裝時(shí)，必須預(yù)留出預(yù)埋件的位置。齒板鋼筋與植筋連接采取雙面焊接形式，焊接長度：φ16mm鋼筋8cm，φ12mm鋼筋6cm。隔板鋼筋與植筋連接采用搭接的形式，搭接長度必須滿足規(guī)范要求。

在A齒板處，必須考慮預(yù)埋件安裝與鋼筋安裝的互相沖突，宜采取從內(nèi)側(cè)（腹板）往外側(cè)（箱梁中心）按照鋼筋按照→Z1預(yù)埋件安裝→鋼筋安裝→B1、B3預(yù)埋件安裝→鋼筋安裝→Z2預(yù)埋件安裝→Z2預(yù)埋件安裝→鋼筋安裝B2、B4預(yù)埋件安裝→鋼筋安裝→Z3預(yù)埋件安裝的順序進(jìn)行施工。

按照表1的坐標(biāo)定出錨墊板、轉(zhuǎn)向鋼管的中心位置，以中心位置為轉(zhuǎn)點(diǎn)，調(diào)整錨墊板、轉(zhuǎn)向鋼管的縱向姿態(tài)以及角度，以保證鋼束的平彎和豎彎平順。在放線過程中，距離頂板較近的鋼束宜以頂板為基準(zhǔn)面，距離底板較近的鋼束宜以底板為基準(zhǔn)面，以保證鋼束與原箱梁的最小距離滿足設(shè)計(jì)及施工要求。

預(yù)埋件安裝到位后，兩端開口必須進(jìn)行可靠的臨時(shí)封閉處理（防止混凝土進(jìn)入），并與植筋或鋼筋骨架進(jìn)行焊接固定，以保證澆注混凝土?xí)r不發(fā)生變形或移位。

3.5自密實(shí)混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

模板安裝完成經(jīng)驗(yàn)收合格后，采用自密實(shí)C55混凝土進(jìn)行澆筑，單個(gè)A齒板至少需要開4個(gè)孔，B齒板、C齒板和所有隔板均開1個(gè)孔，開孔位置選在模板內(nèi)的箱梁頂面最高點(diǎn)處。

除M隔板分兩次澆筑外（先澆筑下面的橫向部分，待橫向部分強(qiáng)度滿足要求后，界面進(jìn)行鑿毛處理后澆筑上面部分），其余齒板和隔板均一次澆筑成形。A齒板澆筑時(shí)，先澆兩端錨頭處，再澆筑中間段。

自密實(shí)混凝土澆筑過程中，必須控制澆筑速度，速度不宜過快，應(yīng)慢速澆筑，但同時(shí)又要確保混凝土的擴(kuò)展度和流動(dòng)性滿足要求。澆筑過程中嚴(yán)禁采用振動(dòng)棒直接振搗，以防止混凝土離析，可采用橡膠錘或木槌敲擊模板以保證混凝土的密實(shí)性。

按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa后，拆除側(cè)模板，并采取灑水養(yǎng)護(hù)的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥7d。

體外預(yù)應(yīng)力張拉必須在混凝土的養(yǎng)護(hù)期≥7d且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95％后方可進(jìn)行。

3.6鋼束下料、穿束及錨具安裝

3.6.1鋼束下料

體外預(yù)應(yīng)力鋼束下料長度考慮錨墊板之間的曲線計(jì)算長度、錨杯外露長度、工作錨板厚度、張拉撐腳高度、工具錨厚度、鋼束下垂長度、圖紙計(jì)算誤差等，鋼束下料在工廠加工，成品索運(yùn)至現(xiàn)場。

3.6.2穿束

穿束步驟如下：

（1）鋼束及散索架整體運(yùn)輸?shù)綐蛎婧�，在距橋面人�?0m處的橋面上安放散索架，將新鋼束放在散索架上并安裝固定。在鋼束存放區(qū)增設(shè)防護(hù)措施及提示標(biāo)志，以防鋼束被損壞。

（2）檢查鋼束拉索在制作及運(yùn)輸過程有否損傷，做好鋼束的進(jìn)場驗(yàn)收和資料歸檔工作。

（3）安裝之前查明所需鋼束的編號。將鋼束放索展開，放索過程需在熟練技工的指揮下進(jìn)行，釋放卷盤時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力的過程有一定危險(xiǎn)，需制作相應(yīng)放索盤，特別注意防止放索過程中將鋼束或人員彈傷。

（4）在3＃、4＃、5＃、6＃橋墩頂附近橋面設(shè)置散索牽引裝置，牽引裝置為5T穿束卷揚(yáng)機(jī)。穿束卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩先行穿過預(yù)埋管到達(dá)散索盤處，將鋼束與穿束卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩相連，連接裝置為5T吊帶，鋼束在橋面及進(jìn)入箱梁時(shí)，均應(yīng)在鋼束下墊行走放索小車，防止鋼束損傷。

（5）在散索區(qū)和第一個(gè)預(yù)埋鋼管之前設(shè)一個(gè)轉(zhuǎn)向定位滾輪，使鋼束在牽引時(shí)能順利進(jìn)入預(yù)埋鋼管。啟動(dòng)穿束卷揚(yáng)機(jī)，將鋼束牽引進(jìn)入預(yù)埋鋼管。牽引時(shí)注意防止新鋼束與預(yù)埋鋼管、混凝土結(jié)構(gòu)之間的刮碰，在可能刮碰的位置用橡膠板做好隔離措施，防止鋼束穿過時(shí)刮傷鋼束PE，并在穿索時(shí)派人專門巡查，發(fā)現(xiàn)有刮碰現(xiàn)象，立即停止穿索，處理好后才能繼續(xù)穿索。同時(shí)可在鋼束上涂油脂以減少摩阻，同時(shí)配有留纜措施防止散索傷人。

3.6.3錨具安裝

按產(chǎn)品要求依次穿入密封裝置和錨具，避免鋼絞線打絞。將鋼束螺母鎖定在支撐筒中間。在鋼束進(jìn)入預(yù)埋管處及其后2m處分別作好牢固標(biāo)識，作為鋼束PE外護(hù)套張拉跟進(jìn)預(yù)埋管長度的控制依據(jù)。

3.7鋼束張拉的方式、順序及流程

按照設(shè)計(jì)要求，張拉應(yīng)力取鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的45％（σK＝837MPa），邊跨鋼束12φs15.2mm的張拉力為140.6t，中跨鋼束19φs15.2mm的張拉力為222.6t。因此，邊跨采用YCW250千斤頂，中跨采用YCW500千斤頂，千斤頂行程均為20cm。由于鋼束較長，邊跨束80m左右，中跨束138m左右，且有平彎和豎彎，故采用兩端同時(shí)進(jìn)行整體張拉的方式。

張拉順序按照設(shè)計(jì)及相關(guān)要求，采取對稱均衡張拉：先張拉邊跨各一對鋼束，再張拉中跨一對鋼束，之后再張拉各邊跨一對鋼束、中跨一對鋼束，直至邊跨、中跨鋼束張拉完。具體順序：B1－Z1－B2－Z2－B3－Z3－B4。

鋼束索張拉時(shí)，伸長值從初應(yīng)力時(shí)開始量測，在張拉過程中隨時(shí)檢查延伸量計(jì)算值和實(shí)際值的差值，如果＞6％，立即停止，查明原因后才能繼續(xù)張拉。伸長值的測量采用100cm長的鋼板尺。

鋼束的張拉控制應(yīng)力要符合設(shè)計(jì)要求。在預(yù)應(yīng)力張拉前，提前按照千斤頂?shù)臉?biāo)定方程計(jì)算出各級張拉控制應(yīng)力對應(yīng)的每個(gè)油泵的油表讀數(shù)，并制作成表格粘貼于對應(yīng)油泵上，以方便張拉控制。預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，應(yīng)填寫施工記錄。

3.8減振器及保護(hù)罩安裝

（1）待體外束張拉完畢后，進(jìn)行減震器的安裝，減震器位置可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況適當(dāng)微調(diào)其位置。

（2）張拉錨固完成經(jīng)驗(yàn)收合格后割除多余的預(yù)應(yīng)力鋼索。

（3）在夾片處均勻涂抹防腐油脂，安裝防松壓板，安裝夾片防松裝置，用專用扳手將各空心螺栓旋緊，以隨時(shí)保持對夾片的壓緊力。

（4）在錨墊板上將鋼束保護(hù)罩及密封件與底座用螺檢連接，保護(hù)罩最下方鉆滴水孔，排泄冷凝水。

4工程質(zhì)量的控制要點(diǎn)

在施工控制過程中：

（1）做好施工方案、技術(shù)交底及按圖紙施工；

（2）把好施工材料、半成品材料的質(zhì)量關(guān)；

（3）工程質(zhì)量的檢驗(yàn)，除一般混凝土、鋼筋混凝土工程的應(yīng)有檢驗(yàn)項(xiàng)目外，尚應(yīng)進(jìn)行鋼筋冷拉、施加預(yù)應(yīng)力等項(xiàng)目的施工檢驗(yàn)以及預(yù)應(yīng)力筋、張拉機(jī)具、錨夾具的質(zhì)量檢查、檢驗(yàn)。由于施工技術(shù)措施得當(dāng)，施工質(zhì)量良好，達(dá)到了預(yù)測的質(zhì)量效果。經(jīng)過對該橋梁施加體外預(yù)應(yīng)力加固，所有梁體裂縫全部合攏，恢復(fù)了橋梁設(shè)計(jì)線形和橋面設(shè)計(jì)坡度。

5結(jié)語

綜上所述，體外預(yù)應(yīng)力對橋梁工程的施工有著重要的意義，為此，我們應(yīng)該對其要有足夠的重視。本文就橋梁體外預(yù)應(yīng)力的加固施工進(jìn)行了探討，給出了相應(yīng)的施工方法，相信對有關(guān)方面的需要能有一定的幫助。