钢箱梁预应力体外索施工工艺

　　摘要:文章论述了钢箱梁预应力体外索工艺施工过程和施工技术控制要点,对钢箱梁预应力体外索施工具有较好的指导作用。
　　关键词:钢箱梁预应力体外索;施工;工艺
　　
　　钢箱梁预应力体外索施工工艺能够增大钢箱梁单跨跨度,减少钢构件的自重,所以能够节省钢材的用量,降低工程造价。预应力体外索能够更换,这样能够提高钢结构整体使用寿命。该工艺施工简单、操作方便,能够有效地缩短施工工期,降低使用期维护费用,因此具有良好的经济效益,是大跨度桥梁建设中应积极发展的工艺。
　　1施工工艺流程
　　施工机具准备──转向器的指导安装──钢箱梁吊装就位──锚头区锚具定位──转向器安装──橡胶封堵固定转向器──体外索穿索──索体与转向器间填充橡胶──桥面板浇筑混凝土──混凝土强度达到100%──张拉体外索一索体与外套钢管间安装防损定位装置──锚头区预埋管内灌环氧砂浆──防松装置的安装──防腐装置的安装──安装减震器。
　　2体外索和锚具、夹具进场地验收
　　体外索和锚具、夹具进场后,必须有出厂合格证和质量证明书并核查其锚固性能类别、型号、规格和数量。并进行体外索摩阻测试,以及体外索锚具硬度试验。
　　2.1成品拉索外观检测
　　①成品拉索的外表面不得有深于1mm的划痕,不得有面积大于3cm2的损伤;②成品拉索两端锚具的外表面镀锌层不得有损伤;③成品拉索的最终长度是指20℃时零应力的拉索总长,即为拉索两锚具尾端之间的线长度;④索长测量方法:经超张拉后的成品拉索,卸载至20%的超张拉力时测量拉索长度,然后再以温度为20℃零应力时的拉索长度进行修正;⑤超张拉以后的成品拉索长度误差:当索长小于100m时,误差小于或等于20mm;当索长大于100m时,误差小于或等于1/5000的索长。
　　2.2锚具、夹具的检测
　　外观的检测:应从每批中抽取10%的锚具且不少于10套,检查其外观和尺寸。如有一套表面有裂纹或超过产品要求及设计图纸规定尺寸的充许偏差,则应另取双倍数量的锚具重做检查,如仍有一套不符合要求,则应逐套检查,合格者方可使用。
　　硬度检验:应从每批中抽取5%的锚具且不少于5套,对其中有硬度要求的零件做硬度试验,对多孔夹片式锚具的夹片,每套至少抽取5件。每个测试3点,其硬度应在设计要求范围内,如果有一个零件不合格,则应逐个检查,合格者方可使用。
　　静载锚固性能试验:对大桥等重要工程,当质量证明书不齐全、不正确或有疑点时,经上述两项试验合格后,应从同批中抽取6套组成3个预应力筋锚具组装件,进行静载锚固性能试验,如果有一个试件不符合要求,则另取双倍数量锚具重做试验,如仍有一个试件不符合要求,则该批锚具为不合格品。
　　3转向器的安装
　　根据设计图纸位置,清理转向器与外套之间的杂物,清理处理完毕后,制作适宜的橡胶条,并用橡胶条把转向器和外套管之间的两端空隙塞满,同时调节转向器位置,确保其与设计曲线位置相符。然后转向器与外套管之间灌浆,灌浆时水泥浆应从最低点的压浆孔压入,由最高点的排气孔排气和浓浆冒出,压浆要缓慢均匀地进行,不得中断。压浆后要从检查孔抽查压浆的密实情况,如不密实,应及时处理和纠正。
　　4体外索穿索
　　将在工厂内制作完成的成品索卷运抵工地指定位置就位,成品索的端头均设有便于与钢丝绳连接的连接装置牵引头,在预应力孔道一端放置放线架固定索盘,利用相应吨位的卷扬机牵引成品索缓慢解盘方索并穿过相应的预留索孔。牵引过程中,采用可先靠的保护措施防止索体表面的HDPE护套受到机械损伤。具体的保护措施有:在地面铺垫一定厚度的软垫层,上面铺彩条布,每个一定距离设置支撑架,打磨转向关口以防体外索的PE层被刮伤。在体外索进入锚固端的预埋管之前,根据精确测量的索两端锚固的实际距离,剥除两端PE层,确保在张拉后索的PE层进入预埋管的长度在300～600mm之间,用中性清洗剂清除裸露钢绞线的防腐油脂,以保证钢绞线与环氧浆的握裹力。
　　5体外索张拉
　　张拉前先将预埋管端部的密封装置及锚头内密封筒、锚垫板安装好,并用棉纱将锚板孔和夹片外锥及夹片齿擦干净,对体外索PE层有刮伤的部位应由专业人员用PE焊枪将其修补好。张拉时要两端对称张拉,并以10MPa/min的速度均匀加载,并测量每一级的伸长值。张拉程度为0～10%con～20%con～100%con(持荷2min))锚固。由于体外索较长,为防止反复张拉使夹片失效,张拉时应采用悬浮张拉方案。在张拉过程中工作锚夹片处于放松状态,通过两套工作夹片索紧钢绞线,多次倒顶,直到张拉到设计吨位,然后压紧工作夹片,随后千斤顶回油放张,使工作夹片锚固钢绞线。
　　体外索的张拉应力要符合设计要求。当施工中体外索需要超张拉或计入锚圈口预应力损失时,可比设计要求提高5%,但不得超过设计规定的最大张拉控制应力。体外索采用应力控制并以伸长值进行校核,实际伸长值与理论伸长值的差值必须符合设计要求,设计无规定时要满足规范要求,实际伸长值与理论伸出值的差值控制在-6～+6以内,否则停止张拉,查时原因并采取措施予以调整后,方可继续张拉。
　　体外索的理论伸长值vL(mm)可按下式计算:
　　
　　
　　式中:ρp──体外索的平均张拉力,N;
　　L──体外索的长度,mm
　　Aρ──体外索的截面面积,mm2
　　Eρ──体外索的弹性模量,N/mm2
　　体外索张拉时,初应力设为10%δcon,伸长值从初应力时开始量测。体外索的实际伸长值除了量测的伸长值外,必须加上初应力以下的推算伸长值。对后张拉的构件,在张拉过程中产生的弹性压缩值一般可省略。
　　ΔL=ΔL1+ΔL2
　　式中:ΔL1──从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值(mm)
　　ΔL2──初应力以下的推算伸长值,可采用相邻级的伸长值(mm)。
　　6锚头封锚
　　用手提吵轮锯平整地切除锚头两端的多余钢绞线,钢绞线长出锚板端面的长度为3～5cm,禁止采用气割和电弧切割,安装放松装置。
　　7锚头灌环氧浆
　　灌浆材料要求环氧树脂(E-44):二甲苯(稀释剂):乙二胺(固化剂):水泥(PO42.5)=1:0.2:0.1:3。冬季施工应采用低温固化剂。压浆时,从最低点的压浆孔压入,由最高点的排气孔排气。压浆缓慢、均匀的进行,不得中断。当排气孔冒出与进浆孔相同浓度的环氧浆体时,停止灌浆,保持1min压力后封堵灌浆管。压浆后从检查孔抽查压浆的密实情况,如有不实,及时处理和纠正。
　　8防松、防腐装置的安装
　　锚头灌完环氧浆结束后,及时安装保护罩和减震橡胶装置。
　　实践证明,该工艺流程施工简单,投入设备少,在保证工程质量的同时能够有效的缩短工期,降低成本,具有良好的发展前景。

《钢箱梁预应力体外索施工工艺》

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