浅谈先张法预应力空心板梁预制厂通用设计施工
xmns_38903
xmns_38903 Lv.9
2015年07月04日 22:44:00
来自于桥梁工程
只看楼主

  近年来,我国高速公路建设发展迅猛,先张法预应力砼板在公路桥梁中被广泛应用。许多设计单位也优先采用。原因在于它自重小,承载能力强,施工方便快捷,便于集中预制。本文结合河北张石高速5合同的施工实践讨论先张法预应力空心板的施工工艺。    一、空心板梁的截面型式     空心板梁的设计目的就是以最少的砼截面求得最大的承载能力,因此其中心通常为各种形状的空洞,有八边形的、圆形的、椭圆的等等(见图1、图2)

  近年来,我国高速公路建设发展迅猛,先张法预应力砼板在公路桥梁中被广泛应用。许多设计单位也优先采用。原因在于它自重小,承载能力强,施工方便快捷,便于集中预制。本文结合河北张石高速5合同的施工实践讨论先张法预应力空心板的施工工艺。

   一、空心板梁的截面型式  

  空心板梁的设计目的就是以最少的砼截面求得最大的承载能力,因此其中心通常为各种形状的空洞,有八边形的、圆形的、椭圆的等等(见图1、图2)



图1



图2


  图1 所示的空心板,外侧模多选用定型钢模,芯模一般采用两次支拆的木制模板,两次浇筑砼的方式进行生产,但由于芯模的支撑、拆除以及砼浇注中的诸多不便,故现多采用充气橡胶气囊作为芯模,砼浇筑可一次成型,施工方便。5合同段桥梁上部构造多采用图2所示空心板。

   二、底模设计施工

  先张预应力砼空心板多用长线台座法预制,一般长度控制在65~110m之间。5合同段预制厂台座为70m,共5槽。

  1、 底模形式

  底模的形式基本上分两面种,一种是砼基础加薄钢板(3mm为宜);另一种就是水磨石砼。钢板底座最大的优点是施工方便,砼基础的平整度要求不高,但最大的缺点是费用高,受温度影响变形较大(容易发生翘曲),而且接缝较多。水磨石砼底座费用较低,整体性好(无接缝);缺点是施工周期较长,因为要采用金刚石水磨石机磨光、磨平。5合同预制厂均采用砼底座。底模板宽度根据梁板底宽确定。建议采用水磨石砼底座。

  2、 底模镶边材料

  底模两边经常受模板挤压,时间长了,底模边缘砼容易破损,因此底模两边应镶以强度较高、耐磨损的材料,通常选用50×50mm的角钢。有一点须引起注意:必须选用那些线条直顺的角钢,角钢两端(5cm左右)最好用型材切割机切除,便于相邻两角钢对接,对接后需焊接,然后用角磨平焊口。底模两侧的角钢通过Ф12的钢筋焊接成整体,其外边缘距离较梁宽度小10mm左右,具体施工时其外边缘胶条,防止砼振捣时漏浆。建议采用角钢镶边。

  3、 水磨石砼的施工

  水磨石砼实际上是无砂砼。(因砂粒强度较高,水磨石机施工比较困难)若采用普通砼,磨光后的底板容易出现砂眼(砂粒被走后在底板上留下的空洞)。

  ①骨料

  骨料宜选用5~10mm的碎石屑,石子粒径过大,水泥用量也较大;再说水磨层本来就薄。

  ②配合比

  施工前必须做好相应的配合比,坍落度宜控制在50~70mm之间。

  ③施工

  A、底模“配筋”

  两侧的角钢焊接成整体后,最好沿梁体纵向铺上钢丝网,以增强水磨石砼内部的“凝聚力”,同时避免底模砼收缩而产生裂缝。

   B、找平

  角钢在焊接过程中必须找平,保证整个角钢顶面在同一平面上,误差应控制在1mm以内。

  C、浇筑及振捣

  由于水磨石砼厚度小,须连续施工,可采用平板振动器振捣密实,但振动器不宜直接碰触角钢,避免因强烈振动而导致角钢错位和变形。

  D、抹面

  底模是预制空心板的场所,其中平整度要求较高。同时为减少磨光机的工作时间,抹面的高度只需略微高出角钢顶面(此项工作须由有经验的砼工完成)。抹面结束,作好养生工作。

  E、磨光

  根据试块的抗压强度试验结果,确定开始磨光的时间,一般强度达到设计强度的70%即可开始,磨光的同时应注意作好测量工作,保证其平整度良好。

  F、底模基础

  所谓底模基础即是指水磨层的下承层,由于台座长度较长,为防止地段因沉降不均而导致底模断裂,最好的办法是原地表必须经重型压路机碾压,其上铺筑5~10cm厚的级配碎石作为基础,再其上才做磨石砼.

三、承力支架(传力梁)

  承力支架设计时应综合考虑模板支撑、养生设施等因素。一般情况下,承力支架设计成通常的柱形,其设计施工必须经过验算:抗倾覆验算、偏心受压验算等。这样有两个优点:一是解决了模板的支撑点,二是可作为蒸养时的围挡。

  四、张拉及放松设施的选用

  1、张拉方式

  张拉方式有单根张拉和整体张拉之分。单根张拉速度慢,时间长,但设备比较简单,只需一台穿心式(例如QYC-230)千斤顶。一般每根需拉3~4次才能到位,而且单根张拉最大的弊病在于张拉结束后,每一根钢绞线的内应力及伸长量都不相同;整体张拉则需配备大吨位的千斤顶,只需一次即可到位(不包括初调),不仅省时省力,而且钢绞线的内应力及伸长量都相差无几。

  2、放松的方式

  放松方式有千斤顶放松、砂筒(砂箱)放松等,其中,千斤顶放松实际上是一种超张拉式的放松。即先张拉后放松,这种方式的缺点是钢绞线经常出现断丝现象,潜在的危险较大,砂筒放松与之相比、则毫无危险,而且操作简便,只需同时拧松两个砂筒漏砂口处的螺母。不过,张拉前的灌砂是一件烦琐的工作。

  3、连接器及拉杆为节省材料,根据需要可自行设计连接器及拉杆。(见图3)

  

  图 3

  4、钢横梁

  钢横梁直接承受所有钢绞线的预拉力,自行加工时须注意焊接质量,并经验算保证其受力后挠度在不大于2mm。

  5、锚夹具

  锚夹具应优先选用大厂家生产的,比较大的厂家有柳州欧维姆有限公司和开封中原预应力厂两家。锚具出厂必须有质量保证书,锚具最好经过有资质的试验室检验,其硬度及抗劈裂试验必须满足规范要求。

  

结论:建议采用整体张拉配合砂筒放松,连接器及拉杆根据需要自行设计,下面为张拉及放松模型图:



图4 张拉及放张模型

  五、拌合站龙门吊

  1、 拌合站

  先张预应力砼空心板,预制厂通常须安装拌合站,最好选用两侧同时上料拌合的设备,比如HZS25(山东方圆集团)。拌合站配料多为电子称,采用累积计量方式,通过传感器以数字显示于电脑屏幕上。正式生产施工前必须对电子称进行校核,保证砼各骨料的质量满足配比要求。

  2、龙门吊

  多采用贝雷片拼装而成,根据施工习惯及承载能力验算结果拼装成单座或双座,保证大梁出坑堆放及大梁吊装用。同时,龙门吊可进行砼浇筑及模板倒运操作。当然用龙门吊这样的“庞然大物”倒运模板实在有些浪费。

  六、小型设施配备

  上面已经提到,大龙门吊倒运模板有些大材小用。据此可用工字钢及其他材料拼装成小型门架(跨径根据台座宽度进行设计)。

  七、养生设备

  一般预应力砼的设计标号多为C50,砼自然养护(20℃以上气温)3天才能达到设计强度的80%,也就是说每槽空心板的最短施工时间应为5天;若冬季施工,则施工周期更长。因此,大型预制厂必须配备养生设施。砼养护的方式主要有蒸气养护及电热养护。电热法养护耗电量较大,不经济;宜采用低压蒸气锅炉(比如蒸发量为0.5t的LSF型锅炉)。

  八、预制厂选址及总体布局

  预制厂应尽可能利用永久征地,一般情况下,预制厂多设在桥下或其附近;条件不允许时,可选在多座桥的中间地段,以减小运距。预制厂总体布局主要是考虑砼拌合及浇筑、大梁出槽堆放、大梁装车运输是否方便;另外需考虑钢筋加工区、水泥库、料厂、拌合站之间的相对位置;再就是结合厂区用电特点合理布设电缆电线,做到文明施工、安全生产。

  九、结论

  本文针对先张法预应力空心板的施工工艺作简单概述,希望能对实际工程施工有所启发,有关施工的条件及人为因素对工程的影响,有待进一步研究。
免费打赏

相关推荐

APP内打开