成都二环路箱梁预应力工程施工工艺探讨.docx

成都二环路箱梁预应力工程施工工艺探讨摘要：对成都二环路箱梁预应力施工全过程施工工艺进行探讨，采用穿束机穿 束，二次张拉工艺、真空辅助压浆工艺等，介绍施工工艺过程、主要事项等， 对提高箱梁预制台位周转速度、保证预应力工程施工质量能起到指导作用。关键词：箱梁、二次张拉、初张拉、真空压浆1、概况随着我国国民经济的不断提升，城市道路的开展越来越成为制约城市经济开展 的一项瓶颈，城市内的道路随着车辆的快速增加，越来越不堪重负，因此开展 城市道路及快速道路成为各大主要城市的重要任务。成都市“两块两射两环” 为解决城市交通拥堵状况提出了很好的方案，在这一工程施工中，箱梁预制及 梁体预应力工程施工质量成为这一工程关键的控制点。2、传统张拉施工工艺2cm0同时清除干净锚垫板上混凝土，确保锚垫板上的螺丝孔丝扣完好，能拧紧 螺杆；锚板讫口上无水泥浆残留。2）绑预制钢筋网：将锚具上的砂浆凿掉，固定钢筋网片时可利用锚具安装孔连 接一端带螺纹一端带钩的短钢筋，使之与封锚钢筋连为一体，然后准备封锚。3）浇筑无收缩混凝土：按试验室配比通知单搅拌混凝土，并分层捣实、抹平， 封锚后混凝土不得凸出或凹进梁端面。确保新老混凝土结合部无肉眼可见的缝 隙，敲击无空腹声。4）自然养护：梁体外表用湿的草袋或麻袋紧贴覆盖，并在其上覆盖塑料薄膜， 外表要能保持混凝土外表充分潮湿。4、工艺比照1设备和人员采用传统张拉压浆，只需一次张拉，可节省张拉设备和人员，采用二次张拉施 工工艺，增加了一次张拉过程，二次张拉增加了张拉设备和人工用量。4.2生产台位1）采用一次张拉，在生产台位上张拉后，箱梁受力后产生上拱，梁端受力较 大，梁端支座预埋板以外混凝土受压严重，易产生裂纹、造成掉块。生产台位 基础在在张拉后全部由端头受力，台位易变形，端头底模板下沉。生产台位设 置数量多。2）采用二次张拉，在生产台位进行初张拉，其余施工过程全部在存梁台位进行。进行初张拉后，梁体上拱值不大，梁端不会产生由于梁体上拱端部受力产 生的裂纹，生产台位基础也不会发生变形，底模板基本不产生变。生产台位设 置数量减半。4. 3场地布置1）一次张拉所用工序基本在生产区完成，存梁区只负责存梁，所有作业人员全 部在生产区施工，切割钢绞线、压浆均在生产台位进行，工序间作业易交叉， 平安风险大。压浆在生产台位，影响生产，污染生产台位。存梁区不需布置水 电管路。生产区面积加大，存梁区面积缩小，存梁数量减少。2）二次张拉后工序主要在存梁区完成，终张、切割钢绞线、封锚、压浆、封端 等，使编架、灌注、模板工序与预应力工序有明显分界，人员施工作业减少交 叉，降低平安风险。压浆统一在存梁区进行，统一管理，使场地文明施工得到 有效实施。存梁区需布置水电管路。生产区面积较小，存梁区面积加大，存梁 数量增多。4. 4质量保证1）一次张拉时，强度到达85%,龄期5天可进行张拉，张拉后立即进行压浆、 封锚等作业，对钢绞线回缩无时间观察。采用普通压浆工艺，压浆密实度和饱 满度不能保证。2）二次张拉时，强度到达100%,龄期7天，且混凝土弹性模量到达设计值再 进行终张拉，张拉后12小时检查夹片错台、钢绞线回缩等，能充分发现问题并 解决，确保预应力效果。采用真空辅助压浆工艺，能保证压浆密实度和饱满 度，且压浆速度快。5、技术经济效果 以市政工程部为例，生产2388片箱梁，按班产18片计算。按一次张拉工艺，需生产台位18X8=144个，生产台位和底模投入360万元。生产区占地面积大大增加，门吊轨道线、生产区地面硬化、门吊投入等也需增 加。基建投入增加预计100万元以上。以上各项费用总计460万元。总存放箱 梁400片。按照二次张拉工艺，需台位18X4=72个，生产台位和底模投入180万元。二次 张拉增加张拉设备10万元以下，人工费增加40万元，水电管路预计增加20万 元（采用活动电缆线和固定水管），以上各项总费用250万元。总存放箱梁 600 片。6结束语通过比拟，采用二次张拉工艺较一次张拉工艺在场地、费用等方面均能产生良 好的经济效果，且质量能得到保证，同时，我公司在采用二次张拉和真空辅助 压浆工艺上已具有成熟技术，在铁路梁场普遍使用。因此，在成都二环路建设 中，箱梁预制采用二次张拉工艺经与设计监理沟通，得到一致同意，梁场施工 时也邀请设计、监理及质监站领导到现场指导，我梁场采用的二次张拉工艺能 够到达技术要求，质量稳定。通过3片箱梁静载试验全部合格，也说明我梁场 采用的二次张拉工艺完全能满足施工和技术要求。一全文完一 市政工程及公路工程预应力工程一般采用传统张拉工艺，在生产台位进行一次 张拉，在混凝土强度到达85%,凝期5天时进行张拉，张拉力按设计给定值进 行张拉。张拉后在生产台位上进行切割钢绞线、压浆、封锚等工作，在压浆强 度到达30MPa后进行箱梁移动。按照此种张拉工艺，箱梁在生产台位占用时间 将到达8天以上，对生产台位周转非常不利，大大影响台位利用时间。3、二次张拉工艺介绍在成都市二环路箱梁预制中，在较短时间内需预制箱梁数量较多，为保证张拉 质量和加快台位周转，我们尝试采用二次张拉工艺，缩短生产台位占用时间， 加快台位周转，到达快速制梁目的。这一工艺在铁路箱梁、T梁施工中已普遍 运用。3. 1工艺概述箱梁在生产台位进行灌注，在到达设计强度70%强度后进行初张拉（3天），初 张拉后将梁移出生产台位，在存梁台位上箱梁强度到达设计强度100%时进行终 张拉，拉到设计规定值。在存梁台位进行切割钢绞线、压浆、封锚等作业，待 压浆强度到达30MPa以上可以进行发运。按照二次张拉工艺，箱梁在生产台位 占用时间为4天，将生产台位利用率提高一倍。3. 2制孔预应力筋孔道的位置及材质要符合设计要求，并满足灌浆工艺的要求。制孔管 要管壁严密不易变形，确保其定位准确，管节连结平顺。孔道锚固端的预埋钢 板要垂直于孔道中心线。孔道成型后要进行检查，发现孔道阻塞或孔道内有残 留物要及时处理。箱梁孔道采用波纹管成形，在编架时将镀锌波纹管放钢筋骨架相应位置，灌注 时震动棒不得碰触波纹管，波纹管定位采用网片钢筋进行定位，位置固定准 确。3.3穿束在梁体强度到达规定脱模强度后可以进行脱模，在脱模后进行钢绞线穿束。不 采用制束再穿束的模式，钢绞线穿束直接采用穿束机进行，不占用场地进行制 束，对钢绞线不造成二次污染，长度根据孔道情况确定，两端各用一根固定尺 寸的工装进行钢绞线外露长度确定，不浪费钢绞线，且钢绞线间不发生扭绞。 采用切割机固定在穿束端进行钢绞线切割，一人在穿束端控制，一人在停止端 控制，设置手动按钮控制钢绞线的进退，能起到很好的效果。不再使用卷扬进 行穿束，平安风险减小，工效大大提高。3. 4初张初张拉是指在梁体混凝土强度到达设计强度70%或设计规定强度时，为了加快 生产台位的周转，同时防止在台位上存放时间过长出现裂纹而按照设计要求对 梁体施加局部预应力所采取的一项工艺措施。在混凝土强度到达设计要求后要 及时进行初张拉，初张拉后，梁方可吊离台位。初张采用2台100t千斤顶根据 图纸确定的张拉顺序及规定张拉力进行张拉，初张目的是使张拉力能抵消梁体 自重，使提梁机顺利将梁吊运到存梁台位。、预施应力具备的条件1）千斤顶校正系数不大于1.05,校正周期没有超过一个月或使用次数没有超 过20。次；防震型L0级的压力表的校正周期没有超过7d,并且在使用的过程 中要完好无损，能正确显示读数。2）混凝土强度及弹性模量到达张拉设计要求。3. 4. 2预施应力张拉程序梁体混凝土强度到达35MPa时，按照设计图纸给出的张拉顺序对钢绞线束按照 张拉程序进行张拉：0-0.2ok （测量起始伸长值）一预张拉控制应力（持荷静 停5min,测量伸长值）一锚固一测量钢绞线回缩值及夹片外露量、夹片错台 量。3. 5终张终张拉指在梁体混凝土强度到达53. 5MPa、且弹性模量到达3. 55X104MPa时， 对箱梁施加全部预应力的过程。在混凝土强度到达设计强度后，可以进行终 张。终张通与初张方法基本一致，终张后12小时检查夹片是否错位、滑移等。 在48小时内进行压浆。3. 5.1具备终张拉条件和考前须知1）具备终张拉条件后方可进行全部预施应力施工，即混凝土强度和混凝土弹性 模量要到达设计要求，混凝土龄期不低于7d。2）终张拉时考前须知终张拉时必须对初张拉过的钢绞线束按照设计预应力值补足张拉应力。终张拉 在混凝土强度、弹性模量、龄期到达上述要求后必须及时进行。3. 5.2张拉工艺操作 张拉时采用两端同步、对称张拉，最大不平衡束不能超过1束，并符合设计规 定的钢绞线束顺序。预施应力过程中要保持同束两端的伸长量基本一致。张拉 应力以油表读数控制，以伸长值校核，钢绞线实际伸长值要在±6%计算伸长值 允许偏差范围内。3. 6切割钢绞线3. 6.1终张拉完毕后的12h内要进行钢绞线锚固可靠性检查，主要检查有无滑 丝、断丝、夹片内缩和夹片碎裂等异常现象，经检查确认合格后，方可进行切 割钢绞线作业。采用砂轮机切割夹片外多余钢绞线，确保钢绞线外露长度（指 从夹片端起计算）在30±5mm范围内，切割时不能损伤夹片、锚圈，严禁采用 电弧切割和氧烘焰切割。3. 6. 2钢绞线如发现滑丝超过要求，要及时报告主管技术人员进行换束处理。 放松钢绞线时两端不得站人。3. 6. 3切割钢绞线时需注意作业时两端用标识牌明示，两端不能有人员正对钢 绞线束。切割人员只能站在侧面进行，严禁正对箱梁端头切割钢绞线。3. 7封锚在钢绞线切割完成后，采用砂浆将锚具及钢绞线包裹，形成一个光滑的蘑菇头 形式的锚头，待到达强度后进行压浆，确保压浆过程中，从钢绞线与锚具间缝 隙处不漏浆，且保证管道真空压力。3.8管道压浆管道压浆基本技术要求1）预制梁终张拉完成后，在12h之后，48h之内（包括张拉后的观察时间、割 锚时间）进行管道压浆，压浆越早越好。压浆过程中及压浆后3d内，梁体及环 境温度不得低于5寸。当环境温度低于5P时，要采取蒸汽养护等措施进行保 温。2）压浆用水泥强度等级为42. 5级低碱普通硅酸盐水泥，从出厂日期起不得少 于7天，也不超过3个月。水胶比不能超过0.34,且不得泌水。3）预应力管道压浆采用真空辅助压浆工艺；压浆所采用的压浆泵必须是连续 式；同一管道的压浆作业必须连续进行，一次完成。管道出浆口需装三通管， 必须确认出浆浓度与进浆浓度一致时，方可封闭保压。压浆前管道真空度要稳 定在-0. 06MPa-0. 08MPa之间；浆体注满管道后，要在0. 50MPa0. 60MPa下 持压2min；压浆最大压力不能超过0. 60MPa。3.8.1 管道压浆的基本原理在孔道的一端采用真空泵对预应力孔道进行抽真空，使之产生-0.06MPa- 0.08MPa左右的真空度，然后用压浆泵将水泥浆从孔道的另一端压入，直至充 满整条孔道，并加以0.6MPa的正压力，以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实 度。3.8.2 管道压浆工艺流程1）预应力管道真空压浆设备主要有：UBL3螺旋式灌浆泵、SZ-2水循环式真空 泵、QSL-20空气滤清器及配件、水泥浆搅拌机、储浆罐、DN20控制阀、水存储 罐。2）压浆作业工艺流程图准备工作一水泥浆的制备、存储一管道抽真空一压浆一清洗压浆设备3. 8. 4压浆作业工艺操作过程1）准备工作压浆前管道内要清除杂物及积水，同时检查压浆孔是否通畅，压浆工具是否 完好、齐全，压浆设备要用清水进行试压（试压方法相同，仅把水泥浆改作清 水）确认压浆各局部的可靠性，试压后应对试压管道内的清水进行清除干净。 在试压后经确认所有设备、工具正常后，才能进行压浆作业。密封用0型圈要合格，无断裂、缺损。管道出气孔、进浆孔与外界是否密 封，管道出气孔与进浆孔之间是否通畅，锚头密封盖是否封闭严紧。按照上图示的把各压浆设备连接好，确保接头平安、密闭，不漏气。搅拌筒、存浆筒内用清水润湿，但不积水，无混凝土残磴。水泥浆过筛网无 大洞，固定牢固。在水存储罐中存储好第一盘水泥浆需要的用水量（存储量至少能配制压满一 根管道用水泥浆的用水量），水量一定要准确无误。安装好制浆罐与存浆罐之 间的过滤网，不得有漏洞。2）水泥浆的制备按照检测中心试验室的配比要求进行水泥浆的制备，任何操作人员不得用任何 理由更改水泥浆的配比要求。计量好每盘浆体需使用的水、水泥和灌浆剂，向 搅拌机中倒入2/3的拌和水，全部倒入灌浆剂，搅拌2min,然后将全部水泥缓 慢倒入，全部倒入后搅拌4nlin,然后倒入剩余拌和水，继续搅拌5min,包括入 料时间整个搅拌过程约15min。搅拌完毕后，测试稠度（流动度），将浆体放 入下层储料桶，进行下一盘浆体的搅拌。3）抽真空压浆在即将搅拌好第一罐水泥浆时把待压浆的第一根管道抽成真空。待到达真空要 求后，开启相应进浆阀门进行压浆，待另一端出浆浓度与进浆端一致时，开始 保压。在保压的过程中，如果压力下降要用点动的方式补压，始终保持压力在 0.6MPa以上。撤除阀门3后端的压浆头螺帽前的卸压作业一定要做，并且开启 阀门2时不能让卸压阀嘴对准任何人，只有在阀门1、3关闭的情况下才能撤除 阀门3后端紧相连的压浆头螺帽。保压3min结束该管道压浆作业，进行一下根 管道压浆。4）质量要求及考前须知：在压浆后约1小时内（具体要根据水泥浆的终凝时间试验确定）所有的阀门 不得翻开，以拆卸压浆联接管时确认无水泥浆返溢为准，要通过试验确定。压浆过程（指同一根管道的压浆过程）一定要连续进行，中途不应停顿。水泥浆搅拌结束至压入管道时间间隔不能超过40min,必要时用流动度测式 议检查水泥浆流动度是否满足要求，不满足要求的不能用于压浆。及时清理制浆罐与存浆罐之间的过滤网上的水泥结块。制备好的水泥浆，其流动度小于25s, 30min后流动度小于35s；如因故障而使正在进行的管道不能正常进行时，要立即对该管道进行高压水 冲洗，然后重压，并且做好记录。日最高气温高于352时，要避开最高温度或在夜间进行压浆作业，温度低于 5七时不得压浆。8）压浆管道不超过30m,持压时压浆最大压力不超过0.60MPa。压浆用的胶管 一般不超过30m,假设超过30m,那么要搬动压浆设备到合理的位置。9）水泥浆污染梁体后要立即用清水冲洗干净，梁端在压浆完毕后，水泥浆能冲 洗掉之前及时用水清洗干净。10）压浆的过程中一定要遵照规定要求的顺序由下往上逐根依次压浆，防止漏 压。11）冬季压浆时要采取保温措施，在压浆前要做好防温下降的措施确保在压浆 的过程中和压浆完成后使箱梁所处的环境温度不低于5,严禁在低于59的环 境条件下压浆，对压浆后的箱梁所处环境在水泥浆强度未到达20MPa之前不能 低于5o3.9封端3. 9.1封端混凝土基本要求混凝土要采用强度等级为C50无收缩混凝土，28天混凝土抗压强度不得低于53.5MPao工艺流程梁端锚圈处理f绑预制钢筋网一灌无收缩混凝土f抹面f洒水养护。1）梁端处理：梁体端模脱模后，及时将锚圈附近的混凝土凿毛，凿毛要全面，均匀分布，确保新老混凝土结合紧密，相邻两个凿毛点中心距离不能大于