4.7预应力体系安装
4.7.1预应力孔道
1.预应力孔道应根据设计要求采用波纹管、铁皮管、胶管等设置,靠定位网加以固定。
2.预应力孔道若采用波纹管,成品使用前应逐根仔细检查,要求接缝压紧压密,管壁上无孔洞,然后抽样做最小弯曲半径、轴向抗拉力、横向抗集中和抗均布荷载试验,以及抗弯曲渗漏试验。
3.定位网准确安装就位后,波纹管由人工穿入并固定在定位网上,对于接头处采取套接方式,套管长25cm~30cm,套接管两端用胶布缠绕密贴,不得漏浆。
4.7.2预应力束(筋)制作
1.预应力材料
梁体预应力束(筋)必须附有出厂的符合设计要求的技术证件,其技术条件应符合现行国家和行业标准的规定,并应按施工规范和质量检验的有关规定进行检查和验收。外观要求色泽均匀一致,表面无锈迹,无油污,无明显挤压变形的痕迹。
2.钢绞线(钢丝)束制作
钢绞线(钢丝)应设立固定支架放盘。下料可采用氧气或砂轮机切割,严禁电焊切割。下料长度为每束孔道长度加工作长度。钢绞线切断前应在切口两端用扎丝绑扎,以防散丝。编束时,相距1~1.5m用扎丝扎牢。因束型号多,长短不一,应挂标记牌。
3.预应力筋制作
粗钢筋轧丝锚或精轧螺纹钢筋,在专业厂家制作。运到现场要注意丝扣保护。
粗钢筋轧丝锚或精轧螺纹钢筋锚垫板,两端无预留压浆孔,但螺母中有排气孔,故需在一端预留压浆孔,并在其相应端加设铁皮套管排气。
4.无粘结筋制作
将出厂的合格粗钢筋(特别是丝扣处)表面用钢丝刷清除干净,在粗钢筋表面均匀地涂刷一层专用油脂隔离剂,再用塑料布或塑料管进行包裹,挂牌放好。
无论采用管包或布包,试验室应做试验,以确定其强度,摩阻力小于2%,试验出的成果应经有关人员认可,方能投入使用。若用塑料布包缠,其塑料布厚0.17~0.2mm,宽度切成约70mm,分二层交叉缠绕在粗钢筋上,每层重叠一半,实为四层,总厚为0.7~0.8mm,要求外观挺直规整,用胶带将接头包好;若用塑料管,则采用壁厚0.8~1.0mm,一般塑料管,直接套在粗钢筋上。
4.7.3预应力体系安装
1.预应力筋(束)起吊、运输、存放过程中,不得形成死弯和造成损伤,应防锈、防污染。
2.钢束(特别是粗钢筋轧丝锚或精轧螺纹钢筋)施工时,严禁与焊接电流接触。
3.所有锚具均牢固地固定在模板上,并要求位置准确,锚板与波纹管垂直,特别是轧丝锚单孔支承板,因支承板面积小,不易固定,预埋时容易倾斜,锚板倾斜很容易造成张拉时滑丝。锚具安装精度为:锚下垫板中心位置允许偏差±3mm,倾角偏差≤1°。
4.在定位网、孔道安装调整合格并固定后,穿放钢绞线和粗钢筋,保证两端伸出外长度一致,满足张拉工作长度需要。穿束从一端向另一端靠引线引入卷扬机或人力进行穿束。钢绞线束头应处理好,宜采用子弹头穿束或加工成子弹头型穿束,防止损伤孔道。穿束完毕应检查孔道是否顺直、位置准确,孔道有无破损处,发现破损或电焊孔洞立即进行缠包处理,合格后方能合模。
5.粗钢筋安装应将接头按50%错开。两端旋入连接套筒长度相等,并做好标记。
6.先穿入的钢绞线束在混凝土灌注初凝前,要来回抽动,防止漏浆,堵塞孔道。
7.预应力钢绞线束因为孔道长,为保证在张拉后孔道内压浆密实,每束每隔20m设置1个排气孔,横梁排气孔管头伸出腹板外,底板和顶板伸出混凝土面外。
8.预应力体系安装精度:孔道应弯曲顺直,定位准确,固定牢靠。锚垫板中心位置允许偏差±3mm,倾角偏差≤1度。
4.8索道管安装
4.8.1索道管制造
1.索道管所用钢管为热轧无缝钢管,其性能应符合冶金工业部标准YB-70。
2.锚垫板与索管的加工及焊接需在车间用胎具精确定位加工制造。
3.钢管切割后两端需磨光,出口一端的内侧需磨成园弧面。
4.为保证安装精度,索管加工时,管材要顺直,用夹具固定相对位置后对称焊接,定位构架经测量和质检人员共同验收,确认无误后,方可运往现场安装。
5.剪力环在索道管上施焊,应不使管道变形。
6.制造精度要求:锚垫板应平整,进出管口中心偏差不大于2mm。索管与锚板相互垂直,其垂直度≤1/。
4.8.2索道管安装
1.索道管安装前,应根据设计尺寸对产品质量检查验收,验收项目包括索道直径、规格、垂直度、中心偏差等,索管应编号,安装时对号入座。
2.索道管安装应严格按索道管的三维座标值及三向角度精确测量定位。施工中还应考虑控制主梁线型设定的挂篮底模标高、挂篮弹性变形、温差变化、塔柱变位等因素的影响。总的原则是先调索道管,再挂牵索,索道管调整按索工作点平面位置实测,索工作点高程按各节段底模高程,并适当考虑斜缆索的垂度影响。实测中将温差影响消除。
安装方法步骤为:在锚块模板调好的基础上,安装索道管定位支架,根据墩中心线和桥中心线及高程原点准确测定定位支架并焊牢。然后安装索道管就位,按索道管的纵横角度、标高及平面坐标进行精确定位,必要时加微调装置调正。达到要求后,将索道管固定在定位支架上。
3.索道管安装精度:锚垫板孔中心坐标偏差≤3mm。索管角度偏差满足有关技术规范要求。
4.9缆索挂设和张拉
挂篮前端底模标高设定,挂设缆索并张拉到设计牵索索力,测索力、温度、塔变位、主梁应力及主梁线型,符合设计监控要求后准备混凝土灌注。
缆索挂设和张拉另见《平行钢丝索斜拉桥挂设施工工艺》
4.10节段混凝土灌注及养护
4.10.1混凝土性能指标
混凝土灌注宜采用泵送混凝土,各种原材料应附有厂家的试验报告等文件,现场试验结果符合规范要求,其配合比由试验室做对比试验确定。要求水泥用量控制在kg/m3以内,陷度控制为自底板16~18cm逐渐至顶板为14~16cm,强度及初凝时间满足设计及施工需要,水胶比≯0.4。
4.10.2混凝土拌合及运输
1.梁体混凝土采用强迫式搅拌机拌和。
2.校正砂石集料各衡器的精确度、灵敏度,拌合用水、水泥、减水剂掺量等用量准确到±1%,砂石用量准确到±2%(按重量计)
3.混凝土工厂应有人检查砂、石集料是否洁净,并防止颗粒直径大于规定的集料及结块水泥混入拌合机内,梁体每阶段混凝土应用同一批砂、石、水泥料,用同一个理论配合比。
4.梁体混凝土若遇气温偏低,应按冬季施工办理。
4.10.3混凝土灌注及养护
1.混凝土灌注方案宜由泵机输送,回转布料杆布料。
2.混凝土灌注应按斜向分段、水平分层、连续灌筑。纵向应从悬臂端向墩中心线方向分层浇注振捣,以克服挂篮变形引起主梁开裂。
3.自由落体高度大于规范要求时,应挂串筒下混凝土。
4.混凝土以插入式震动棒震捣为主,辅以附着式震捣器震捣。附着式震捣器一般每次开动时间不超过2min为宜,当底板薄壁混凝土灌注完及主肋高达1.5m时,附着式震捣器应停止使用。插入式震捣器禁止触及钢筋骨架,波纹管及定位网,以免造成管变位或损坏。
5.梁体是薄壁结构、钢筋密、纵、横预应力管道多,尤其是横梁下部,灌注难度大,故要求混凝土均匀而连续,投料层厚保证30cm左右,严禁集中猛投,以免发生堵塞、离析现象。
6.主梁顶面必须用木抹收浆抹平。现场每隔1~2m设置一个标高控制点,保证主梁混凝土面平整,保证梁面纵、横向坡度符合要求。
7.在灌注混凝土前应作好张拉缆索的一切准备工作,在主梁节段混凝土灌注过程中应跟踪测量主梁前端标高。灌注一定混凝土量后,根据监控要求调整牵索的索力。同时,灌注过程中发现高程差异较大或一套挂篮两侧高程相差较大时,应及时报告监控单位采取措施解决。
8.混凝土试件应在灌注过程初、中、后期分别取标养试件三组,每组三块以R28标养的强度作为梁体混凝土质量评价依据,随梁体养护3~4组同样制作,作为施工控制依据。
9.加强对梁体混凝土养护。符合冬季施工条件的,按冬季混凝土施工办理,混凝土表面喷养护剂,盖塑料薄膜及棉被保温,梁体前后端及两侧均用棉被遮挡保温,并注意保持梁体湿润;夏天,可采用撒水养生。
10.当混凝土强度达到5MPa时拆除端模并凿毛。达到设计强度的50%时拆除侧模,75%时拆除顶模。体系转换之后,挂篮下降同时底模脱开。
11.主梁施工质量要求:
混凝土振捣密实,表面无蜂窝露筋现象,接缝良好。麻面面积不得超过同侧面积1%。
混凝土强度≥设计强度,其离散系数应严格控制在标准以内。各节段自重的允许误差应控制在3%以内。
主梁竣工之后几何外形尺寸的允许误差:梁高+5、-10mm;梁宽±30mm;内部尺寸厚度+10、0mm;轴线偏差10mm;高程±20mm。
4.11预应力张拉
4.11.1张拉前的准备
1.油压表使用前按规定送往计量部门标定,张拉顶、油泵、油表均应编号,定期配套校验,确定张拉力与压力表间关系曲线,并保证千斤顶使用摩擦系数不得大于1.05。
2.张拉机具设备应由专人负责使用管理,使用中出现异常情况应及时地检修,校验或标定。
3.锚具进场后应有检验证和质量证明,外观检查时,锚环、夹片色泽一致,不得有伤痕、裂纹、锈蚀现象,尺寸符合要求;对于轧丝锚具要检查螺母表面是否有裂纹、掉角、内丝扣完好,支承面有无倾斜,确认无问题后,方能使用。
4.检查预应力筋(束)露出梁体外的长度是否够长,并检查钢绞线,粗钢筋的轧丝及其表面上的脏物,并清除干净。
5.梁体混凝土强度达到设计要求时,实施张拉作业。
4.11.2粗钢筋张拉
1.张拉顺序应按上、下、左、右对称的原则进行,一端张拉,以张拉力控制为主,伸长量校核。张拉程序:0→0.1σk→0.2σk→σk(持荷5min量伸长)。
2.张拉步骤:①垫上园垫圈,拧上锚固螺母。②在张拉端拧上连接套筒,接上张拉杆。③套上张拉附加器和千斤顶。④起动油泵,加压张拉。⑤当达到锚固张拉力时,把锚固螺母拧紧。⑥卸去油压,卸去千斤顶及各附加部件,完成一个对称循环。
3.粗钢筋张拉控制标准不允许断筋和滑移。伸长量误差控制在±6%范围内。
4.11.3钢绞线张拉
1.张拉顺序应按上、下、左、右对称的原则进行,两端张拉,以张拉力控制为主,伸长量校核。张拉程序:0→0.1σcon(作伸长量标记起点)→0.2σcon(测量伸长值)→σcon(持荷2min)→回油至0(测回缩量)→卸顶。
2.伸长量测定:以0.1σcon为起始点,作好标记测定到张拉控制吨位下伸长值,加0.1σcon到0.2σcon的伸长值。
3.张拉质量标准:每束内断丝、滑丝,不超过1丝;两端回缩量之和不得超过8mm,每端不大于4mm;两端伸长量之和与计算伸长量比较,误差不得超过±6%;每束钢绞线滑移量不得超过2mm。
4.12孔道压浆
4.12.1技术要求
1.压浆采用纯水泥浆,水泥浆由试验室根据要求配制;水泥与梁体同标号,水胶比不超过0.4,流动度控制在10秒左右;
2.水泥浆泌水率,3h后泌水量控制在2%左右,24h内泌水被水泥浆吸回;
3.水泥浆中可掺入缓凝、减水作用的外加剂,膨胀剂,不得掺入氯盐类附加剂;
4.水泥浆自调制到压入,不宜超过45min,拌制温度控制在20~30℃内,气温较高时,可考虑早晚施工。
4.12.2压浆作业
1.露出锚具以外的钢绞线束用砂轮机烧割。
2.压浆前孔道应用压力水冲洗干净,积水用吹风机排除。
3.压浆自下而上对称逐根进行,采用一次压浆工艺,自一端压进,另一端和排气孔出浓浆后,关闭阀门,压力上升0.7MPa后维持4~5min,考虑到孔道较长,压浆压不密实,可实施中部接力压入,无漏浆等异常情况即可关闭进浆阀门,待其终凝后,卸去各压浆阀门及压浆盖。
4.发现压浆过程中有串孔现象,应立即停止,用压力水清洗干净,另行施工处理。
5.压浆试件采用7.07×7.07×7.07cm试件,每次压浆取三组,保养28天测定其抗压强度作为竣工资料。
4.13封端
4.13.1用于封端的施工平台牢靠安全,栏杆齐全。
4.13.2封端前应凿毛,绑扎钢筋并立模板。封锚用钢模并与已浇混凝土面密贴,不出现台阶。
4.13.3封端采用与主梁同标号的微膨胀混凝土,由试验确定,要求为干硬性混凝土。封端时混凝土逐层填封,插棒振捣或用钢钎捣实。
4.14体系转换及永久索张拉
4.14.1牵索体系转换
当主梁节段三向预应力张拉后进行转换。体系转换依靠挂篮下拉索千斤顶进行。转换步骤为:
1.拧紧主梁锚块处缆索锚头大螺母。
2.拧上拉索接长杆千斤顶后端的张拉杆螺母,将拉索千斤顶油缸顶出50mm~mm,使该螺母拧紧。
3.开动油泵使接长杆在承压支座后面的螺母不受力。
4.松掉接长杆在承压支座后面的螺母。
5.拉索千斤顶回油,使接长杆处于不受力状态,完成体系转换。
4.14.2张拉永久索至设计索力
永久索力张拉严禁在挂篮上设千斤顶直接张拉。张拉步骤为:
1.拆开承压支座;
2.将拉索千斤顶及其长撑脚推向主梁锚块上的锚板处对中定位;
3.拧紧张拉杆在拉索千斤顶后端的螺母(距千斤顶10mm);
4.开动油泵,按照监控要求同时对称分级张拉到设计索力。
4.15挂篮下降
4.15.1挂篮下降,靠挂篮的四根边吊带同时进行,其步骤为:将提升油压千斤顶准备好,与分配梁间留一定空隙;四个边吊带的螺旋支顶下的砂箱拧开螺栓放砂;起顶提升油顶带上劲,螺旋支顶卸载后抽出销轴,提升油顶下放挂篮,使底模与主梁混凝土面脱开。
4.15.2同步缓慢放松前后四根边吊带,高差控制在0.1m之内,靠提升油压千斤顶与螺旋千斤顶交替作用,将挂篮连同模板一起下降,将前、后挂钩座落到挂钩走道上。同时,同步顶升后横梁反顶装置处的支撑杆,使支撑杆顶部滚轮与主梁底面接触,使整个挂篮平衡的下降。
4.15.3前移吊带、分配梁及钢枕,安装就位并抄平。
挂篮下降到位后,重复前面的循环,进入下一道工序。