一、先张法预应力简支梁桥的施工工艺
先张法的制梁工艺是在浇筑难题前张拉预应力筋,将其临时锚固在张拉台上,然后立模浇筑混凝土,待混凝土达到规定强度(不低于设计强度等级的70%)时,逐渐将预应力筋放松,构件通过预应力钢筋和混凝土之间的粘接获得预压应力。
1、台座
台座承受先张法施加预应力筋在构件制作时的全部拉力,要求受力后不倾覆、不移动、不变形。按构造形式台座可分为:框架式、槽式和墩式;按受力形式分为轴心压柱、偏心压柱式和无压柱式。
槽式台座主要由底版、承力架(支承架)、横梁、定位板和固定装置几部分组成。
(1)台座组成
1)底板
2)承力架(支承架)
承力架为台座的主要受力结构,是台座的支承架,承受全部的张拉力,要求变形小,经济、安全、便于操作等。形式有:框架式、槽式和墩式等。
3)横梁
横梁是将预应力筋的张拉力传给。承力架的横向构件。常用型钢制作,要求保证刚度和稳定性。
4)定位板
定位板用来固定预应力筋,一般是用钢板制成,连接在横梁上。要求有足够的强度和刚度。
5)固定端装置
用于固定力筋位置并在梁预制完成后放松力筋,它设在非张拉端,仅用于一端张拉的先张法。
(2)台座构造类型
1)框架式台座
框架式台座由纵梁(压柱)、横梁和横系梁组成框架,承受张拉力。一般是采用钢筋混凝土在现场整体浇筑。底板一般应选择在硬质地基或经过整平处理并铺设碎石层上,然后浇筑难题底版。底版标高要严格控制,要求平整和光滑。
2)墩式台座
一般分重力式和桩式两类。横梁直接和墩或桩基连成整体共同承受张拉力。墩式台座优点是构造简单,造价合理;缺点是稳定性差,变形大。
2、模板与预应力筋制作要求(略)
3、施工要求
(1)张拉作业开始前,承包人应将其有关先张法的建议以及建议使用的张拉台、横梁及各项张拉设备的全部细节提交给监理工程师批准。
(2)张拉台的台面应平整、光滑,设3%左右的排水横坡,并有足够的定位板以保证在浇注混凝土期间钢铰线能保持其适当的位置,且有许多可沿其长度方向自由移动的模板处于一条直线,从而使得预应力能沿整条构件均匀地传递给混凝土。
(3)张拉台座的反力支墩应能承受预应力钢铰线的全部张拉力而不产生变形和位移。
(4)反力横梁要保证必要的刚度和稳定性,受力后的挠曲变形不应大于2mm。
(5)定位板上钻孔的位置与孔径应符合设计图纸的规定。
(6)对千斤顶、油压表配套的标定应依照规定执行。
4、张拉程序
(1)钢铰线张拉程序应按图纸所示或按监理工程师指示。
(2)当采用多根预应力钢铰线同时张拉时,为使其每根预应力钢铰线的应力一致,必须在张拉前调整初应力,其应力值一般为张拉值的10%。
(3)多根预应力钢铰线同时张拉时,在张拉过程中,活动横梁与固定横梁应始终保持平行。为此,必须使两个千斤顶与预应力钢筋对称布置并使两个千斤顶油路串通,同步顶进。
(4)钢铰线张拉控制应力应为其标准强度的0.75倍,即σk=0.75R。
(5)为减少预应力钢铰线的松驰损失,采用超张拉方法进行张拉时
(6)同时张拉多根钢铰线时,应抽查钢铰线的预应力值,其偏差的绝对值不得大于或小于按一个构件全部钢铰线预应力总值的5%。
(7)张拉时,断丝数量不得超过同一构件内钢铰线总数的1%的规定。
(8)为保证施工安全,应在超张拉放至90%控制应力时装设模板、预埋件、非预应力钢筋等。
(9)锚固时的顶塞力参照后张法607.09条中有关规定执行。
(10)预应力钢铰线张拉完毕后,对设计位置的偏差不得大于5mm,同时不得大于构件截面最短边长度的4%。
(11)当预应力钢铰线在张拉时的温度低于10℃时,钢铰线伸长值的计算应考虑张拉时与混凝土初凝之间钢铰线温度的增长,量测的钢铰线温度低于5℃时,应禁止张拉。
(12)预应力钢铰线放松时的混凝土强度须符合设计规定;设计未规定时,不应低于设计强度的70%。此时荷载应能逐渐地传递,采用单根放松时应先两侧,后中间,分阶段对称地进行,不得一次将一根松完。预应力钢铰线全部放松后,切割外露的部分,切割时防止烧坏钢铰线端部处的混凝土,要用砂浆或防腐蚀材料封闭外露端头。
(13)所有构件应标出经过同意的永久性标志表明构件的编号、制造的生产线、浇注混凝土和张拉日期等,其标志应在构件安装后不外露。
二、后张法预应力简支梁桥的施工工艺
施工工艺流程:浇筑混凝土→后张拉钢筋→灌浆→封端
1、预应力钢筋加工
2、预留孔道
成孔设备有埋置式和抽拔式两类。埋置式制孔器有铁皮管和铝合金波纹管两种,抽拔式制孔器有橡胶抽拔管和钢管等,后者目前应用较少。
铝合金波纹管由制管机卷制而成,横向刚度大,不易变形和漏浆,纵向也便于弯成各种线形,与梁混凝土的粘结也较好,故较适用。
波纹管一般采用“井”字网眼固定在骨架上。
3、穿束
当梁体混凝土强度达到设计强度的75%以上时,才可进行穿束张拉,穿束前,可用空压机吹风等方法清除孔道内的污物和积水,以确保孔道畅通。一般可采用人工直接穿束或专门的穿束机。也可在浇筑混凝土前预先埋束。
4、力筋张拉
(1)张拉前的准备工作
力筋张拉前必须对千斤顶和油压表进行校检,计算与张拉吨位相应的油压表读数和钢丝伸长量,确定张拉顺序和清孔、穿束等工作,并完成制锚工作。
(2)张拉程序
1)第一步先将钢绞线略微予以张拉,以消除钢绞线松弛状态,并检查孔道轴线、锚具和千斤顶是否在一条直线上。并要注意钢束中每根钢绞线受力要均匀。
2)当钢束初始应力达到张拉控制应力的10%~25%左右时,可在钢绞线上划一个记号,作为量测延伸率的参考点,并检查钢绞线有无滑动。
3)钢束张拉应按下列图式进行。
4)张拉时,如果锚头处出现滑丝、断丝或锚具损坏,应立即停止操作进行检查,并作出详细记录。当滑丝、断丝数量超过图纸中规定的容许值时,承包人应自费抽换钢束。如果图中没有规定,应遵守下列要求。
5)锚固时的顶塞力应根据锚具生产厂家推荐数值,并经实验测定后,方可用于指导施工。
(3)张拉原则
对于曲线预应力筋或长度大于25米的直线预应力筋应在构件两端同时张拉。张拉时应避免构件呈过大的偏心状态,因此,应对称于构件截面进行张拉,或先张拉靠近截面重心处的预应力筋,后张拉距截面重心较远处的预应力筋。
(4)滑丝和断丝处理
在张拉过程中,应限制预应力筋的滑丝和断丝数量,桥规规定,对于钢丝束或钢铰线最多允许断1根或1丝,同时每个断面断丝之和应不超过该断面钢丝总数的1%;对于单根钢筋不允许断筋或滑移。
5、孔道压浆和封锚
(1)压浆的目的
使梁内的预筋免于锈蚀;使预筋与梁体粘结成整体。要求水泥浆的特性如下:要具有适当的稠度;没有收缩,而应具有适当的膨胀性(一般加铝粉);应具有规定的抗压强度和粘结强度。
(2)压浆工艺
1)压浆前,应将孔道冲洗洁净、湿润,并用吹风机排除积水,然后从压浆嘴慢慢地、均匀地压入水泥浆,直至另一端有空气排出,有浓的水泥浆流出。再关闭压浆和出浆的阀门。
2)压浆的顺序:对曲线和竖向的管道,应从低点进,高点出;一般应从梁的底面向上面进行;比较集中和附近的孔道,宜尽量连续压浆完成,以免窜到邻近的水泥浆凝固堵塞孔道,不能连续压浆时,后压浆的孔道应在压浆前用压力水冲洗畅通。
(3)压浆中应做的实验:
水泥浆的稠度实验;水泥浆的标准强度实验。
(4)压浆注意事项
1)从拌水泥浆到开始向孔道压浆,间隔时间不得超过40mm。在压浆前,水泥浆应不断搅动,以防流动性降低。
2)孔道压浆应按自下而上的顺序进行。
3)水泥浆压注工作应在一次作业中连续进行,并让出日处冒出废浆,直至不含水沫气体的浆液排出,其稠度与压注的浆液稠度相同时即行停止(流出浆液的喷射时间不少于11s)。然后应将所有出浆口和孔眼封闭,压浆端的水泥浆压力应最少升至0.7MPa、且最少维持10s。
4)为保证钢束全部充浆,进浆口应予封闭。直到水泥浆凝固前,所有塞子、盖子或气门不得移动或打开。
5)如监理工程师批准,亦可采用另一方案,压浆分两次完成,两次间隔时间不小于30min。第二次压浆应从钢束的另一端进行。
6)当监理工程师认为需要时,承包人应用孔道射线照相方法检验压浆效果。
6、封锚
压浆后将锚具周围冲洗干净并凿毛,设置钢筋网并浇筑封锚混凝土。要求梁端混凝土一般不低于梁体混凝土等级的80%,并不宜低于C30。
的连续作用。

