预应力后张法40mt梁预制施工工法

'·预应力后张法40mT梁预制施工工法1前言随着我国经济建设的发展，特别是西部大开发战略的实施，我国在山区修建的高速公路越来越多，山区高速公路地形地质复杂，构造物多，桥梁隧道总长占路线长度的比例大，有的山区高速公路，桥隧比例高达70%—80%。山区高速公路桥梁，宜采用的常用标准跨径为20、25、30、40m，其中20、25m一般为小箱梁，30、40m为T梁。因此在此条件下，制定一套标准化预制梁生产的施工工法迫在眉睫。2特点在施工过程中，其上部结构T梁预制的质量直接影响到桥梁的整体质量和使用效果，其工艺上的复杂性和特殊性使40m后张法T梁的预制工程成为施工中的重难点工程，也成为整个工程控制的关键点。其中包括预制场的建设、模板的准备、振捣及养生等一系列的工作。3适用范围本工法适用于后张法40m预制T梁，该工法可从预制场建设以及T梁外观、强度以及养生等方面提供保障。4工艺原理绑扎梁体钢筋台座准备安装梁体模板结束绑扎梁面钢筋浇注混凝土养生穿钢铰线张拉压浆封锚移梁、存梁5工艺流程及操作特点5.1施工准备5.2主要施工工艺5.1.1预制场建设预制场建设包括场地硬化、台座建设、模板定制及拌和站建设。1)预制场场地平整，压实度不小于90%，尽量利用原有道路及路基，铺筑15cm12 厚C20混凝土，并设置完善的排水措施，场地内必须根据梁片养生时间及台座数量设置足够的梁体养生用的自动喷淋设施。2)40mT梁台座在路基上直接制作，首先调平路基表层，然后根据预制厂布置图放样，在T梁两端封锚端设置3m×2m、深度为50cm的扩大基础，在扩大基础范围内埋20×20㎝Φ16钢筋网片。然后在扩大基础及硬化场地上浇注台座，反拱度设置和分配应满足设计和线形要求，台座的侧边应顺直，要有防止漏浆的有效措施。台座每隔50cm设孔径为Φ10的对拉孔。预制台座间距应大于2倍顶板模板宽度，以便吊装模板。预制台座数量应根据梁板数量和工期要求来确定，并要有一定的富余度。台座要满足不同长度梁片的制作。台座两侧用红油漆标明钢筋间距。3)拌和站的所有场地必须进行混凝土硬化处理。场地硬化按照四周低，中心高的原则进行，面层排水坡度不应小于1.5%，场地四周应设置排水沟。在场地外侧合适的位置设置沉砂井及污水过滤池，严禁将站内生产废水直接排放。拌和站应采用封闭式管理，四周设置围墙，进出场设置大门，并悬挂安全、生产标语。分料仓应采用“50”墙砌筑3m高，采用水泥砂浆抹面，仓内地面设不小于4％的地面坡度，分料墙下部预留孔洞，避免积水。若采用片石混凝土挡墙高度2.2米，厚度0.5米，强度、稳定性经设计验算，堆料高度不超过3米。料场的合格区独立成区，封闭管理。雨棚采用天蓝色彩钢瓦，三面拉军绿色棚布防尘；合格区内骨料严禁直接运进，所有骨料必须在待检区检验合格后再用铲车装运至合格区内。凡用于正式混凝土工程的砂石料应按配合比配料要求，不同粒径、不同品种分仓存放，不得混堆或交叉堆放。5.1.2模板定制预制梁的模板必须采用标准化的整体钢模，钢板厚度不小于6mm，侧模长度一般要比设计梁长1‰，每套模板还应配备相应的锲块模板调节，以适应不同梁长的需求。侧模加劲竖梁宽度要小于翼缘环形钢筋的设计净距，间距应根据翼缘钢筋间距设置，确保不影响翼缘环形钢筋安装。有横坡变化的梁翼缘板模板应设置螺丝螺杆，确保能根据设计要求进行横坡调整，吊装后保持横坡平顺。翼缘梳形模板应设置加劲肋，确保浇筑混凝土12 时模板不变形、不跑模；边板应设置线形调节装置，以适应曲线桥梁的线形。梁横隔板端头模板采用整体式模板，顶面到行车道板顶端，与两侧翼缘环形筋梳型模板对齐。模板上严格按设计规定的钢筋位置、间距进行开槽、开孔，尤其是横隔板顶端的主筋位置必须打孔，控制主筋的平面和水平位置，保证梁体架设后横隔板连接顺畅5.2T型梁预制主要施工工艺流程5.2.1钢筋制作安装钢筋在加工前，应使表面洁净，无油腻、漆皮、鳞锈、钢筋加工时应保持钢筋平直，无局部弯折，成盘的钢筋和弯曲的钢筋均应调直。钢筋的弯制和末端的弯钩应符合设计要求。1)钢筋下料、加工、定位、绑扎、焊接严格按规范及设计图纸进行，加工好的半成品钢筋要分类挂牌存放。2)所有钢筋交叉点均必须双丝绑扎结实，必要时可用点焊焊牢。3)钢筋绑扎、安装时应准确定位，伸缩缝及防撞护栏预埋筋、翼缘环形钢筋、端部横向连接筋必须使用钢筋定位辅助措施进行定位；横隔板钢筋必须使用定位架安装，确保高低、间距一致，符合设计要求,无漏筋现象，也可采取提前制作，整体安装；与波纹管等干扰的钢筋严禁切断，应采取合理措施避开。4)肋板钢筋绑扎采用竖向平台定位绑扎法绑扎，在水平混凝土地面上，制作肋板竖向间距槽，间距槽采用角钢切槽，长度按照设计图肋板长确定。竖向筋按照间距槽摆放，并穿入横向筋固定，横向筋间距由横向间距架固定。5)横隔板钢筋与波纹管冲突时应将横隔板钢筋弯起绕过。6)面板钢筋也可整体绑扎好后再进行吊装。加工平台根据设计图纸固定间距槽，间距槽采用8#圆钢以疏筋形式焊制，再将半成品钢筋摆放于平台钢筋间距槽内进行绑扎。钢筋面板制作平台外侧按照翼缘环形钢筋位置固定一根纵向钢管，以保证环形钢筋整齐。7)钢筋的保护层垫块推广使用梅花形高强度砂浆垫块，确保垫块能承受足够压力而不破碎，绑扎牢固可靠，纵横向间距均不得大于0.8m，梁底位置不得大于0.5m，确保每平方米垫块数量不少于4块。5.2.2波纹管安装1)在钢筋绑扎过程中，应根据设计精确固定波纹管和锚垫板位置，波纹管U型定位筋必须敷设，每40～60cm设置一道，不得缺省。2)冷轧薄钢带卷制的波纹管厚度不宜小于0.35mm。12 波纹管的连接采用大一号的波纹管作接头，接头管长50cm且用密封胶带封口，避免浇注混凝土时水泥浆掺入管道内，造成管道堵塞。3)钢筋焊接时应做好金属波纹管的保护工作，如在管上覆盖湿布，以防焊渣灼穿管壁发生漏浆。4)圆形波纹管在浇筑前应穿入比波纹管内径小1.5cm的塑料软管，负弯矩波纹管穿入四根小塑料软管，防止波纹管挤压变形、漏浆，确保在进行预应力施工时的质量。塑料衬管应在混凝土初凝后及时抽出。5.2.3混凝土施工1)混凝土的配合比应根据混凝土的标号、选用的砂石料、添加剂和水泥等级进行设计，多做几组进行比较，除满足混凝土强度和弹模要求外，还要确保混凝土浇注顺序和混凝土外观质量，选用表面光洁，颜色均匀的作为施工配合比。对于使用机制砂混凝土，应使用粉煤灰。2)梁体混凝土灌注采用斜向分段、水平分层、一次灌注完成不设施工缝。施工中应加强观察，防止漏浆，欠振和漏振现象发生。模板边角以及振动器振动不到的地方应辅以插钎振捣。T梁与箱梁顶板应用平板振动器振捣。3)在梁体混凝土振捣浇注完成后，采用木抹子对梁顶进行抹光，初凝之前再进行二次收浆处理。这样可以使梁混凝土与桥面铺装混凝土更好的连接起来，加强混凝土质量。4)要避免振动器碰撞预应力管道、预埋件、模板，对锚垫板后钢筋密集区应认真、细致振捣，确保锚下混凝土密实。5)夏季施工时混凝土混合料的温度应不超过32摄氏度，当超过32摄氏度时应采用有效的降温防止蒸发措施，与混凝土接触的模板、钢筋在浇注前应采用有效的措施降低到32摄氏度以下。5.2.4养生1)梁拆模后应安装自动喷淋养护措施进行养护，并用土工布覆盖至梁底保持足够的湿度和温度，不能只覆盖梁顶部分。2)保持湿润状态至少7天，湿养护应不间断，不宜形成干湿循环。5℃以下停止浇水，覆盖保温材料。5.2.5张拉12 1)张拉前的混凝土养生时间及强度控制：混凝土强度应不小于设计规定值，张拉时间必须遵从设计规定。2)注意对预应力钢绞线原材料以及穿入张拉管道后的保护，采取覆盖、包裹塑料布等防止锈蚀的措施。不得在钢绞线原材存放场地及已穿钢绞线的T梁端部附近进行焊接作业，防止焊渣溅落到钢绞线上。3)张拉前先做好千斤顶和压力表的校验与张拉吨位相应的油压表读数和钢丝伸长量的计算，尤其对千斤顶和油泵进行仔细的检查，保证各部分不漏油并能正常工作。4)张拉采用油表读数与伸长量双控制的方法，如果预应力筋的伸长量与计算值超过6％，要找出原因，可以重新进行校顶和测定预应力筋的弹性模量。5)钢束的张拉采用两端同时对称张拉，对长索更应严格控制，张拉顺序按设计要求进行，原则上的顺序为：先上后下，先中间后两边，应对称于构件截面的竖直轴线。6)预应力钢绞线在张拉控制力达到稳定后方可锚固，端头多余钢绞线切除必须使用用砂轮机，严禁用电弧焊切割。锚具应用混凝土保护，当需长期外露时，应采取防止锈蚀措施。7)所有张拉工作均统一按表的格式及要求进行原始数据记录。5.2.6压浆梁板及现浇箱梁张拉推广采用真空压浆,工艺流程如下：压浆用水泥浆配合比专项试验→波纹管留孔→压浆设备准备→切割锚头部分钢绞线、封锚→锚头安装控制阀门→连接真空泵对孔道抽真空→制浆、压浆1)采用的水泥质量应经严格检验合格后方可用于压浆。2)压浆作业过程，最少每隔3小时应将所有设备用清水彻底清洗一次，每天用完后也用清水进行冲洗。3)压浆过程及压浆后2天内气温低于5℃时，在无可靠保温措施下禁止压浆作业。温度大于35℃不得拌和或压浆。4)水泥浆压注工作应在一次作业中，连续进行，并让出口处冒出废浆，直至不含水沫气体的废浆排出，其稠度与压注的浆液相同时停止。6材料12 6.1混凝土材料6.1.1水泥用大厂（200万T/年）水泥，水泥应符合现行国家标准，并附有出厂质量证明书；并应注意其特性对混凝土结构强度、耐久性和使用条件是否存在不利影响；选用水泥时应以满足混凝土强度要求、收缩小、和易性好和节约水泥为原则。6.1.2细集料应采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净、粒径小于5mm的河砂；也可用山砂硬质岩石加工的机制砂，含泥量要求小于或等于3%，泥块含量小于或等于1%。6.1.3粗集料应采用坚硬的卵石或碎石，应根据产地、类别、加工方法和规格等不同情况分批进行检验，但最大粒径不得超过结构最小边长尺寸的1/4和钢筋最小净距的3/4；在两层或多层密布钢筋结构中，不得超过钢筋最小净距的1/2，同时最大粒径不得超过100mm。6.2钢材用大厂钢筋；钢筋混凝土中的钢筋和预应力混凝土中非预应力钢筋必须符合现行《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB1499.1-2008）、《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499.2-2007)、《冷轧带肋钢筋》（GB13788-2008）、《低碳钢热轧圆盘条》（GB/T701-2008）的规定。7机具设备机具设备配置一览表编号设备名称规格单位数量1龙门吊75T台22拌和站JS1000型座13运输罐车9m3辆24钢筋弯曲机3.8kw台25钢筋截断机2.2kw台26电焊机2.3kw台27钢筋调直机2.2kw台18压浆机4.8kw台19张拉设备200T套112 8劳动力组织及安全8.1.劳动力组织劳动力配置一览表编号工种数量1龙门吊司机22电工13钢筋工154模板混凝土工155张拉工86普工6合计478.2安全8.2.1特种设备进场后必须经由有关部门检验后方可使用，特种作业人员必须持证上岗。8.2.2参加施工的人员，上岗前必须进行培训和技术交底，且在施工过程中要分工明确，固定岗位，服从统一指挥，穿戴好劳动保护用品8.2.3张拉作业区应设置明显的警戒标示，并在梁端设置防护板，禁止非工作人员进入张拉区域。8.2.4管道压浆时，严格按规定压力进行。施压前要调节好安全阀门。关闭阀门时，作业人员应站在侧面，防止爆管。9质量要求9.1混凝土浇筑质量要求9.1.1混凝土的浇筑按照相关规范执行，严格控制施工过程，保证工程质量。9.1.2对于不同部位采取不同的振捣方式，插入式振捣器和1.5kw以上附着式高频振动器,尤其注意锚下混凝土的振捣质量。9.1.3应经常检查模板、管道、锚固端垫板及支座预埋件等，以保证其位置及尺寸符合设计要求。9.2混凝土养生质量要求12 水泥的水化作用充分与否以及水化作用的快慢，与混凝土所处的环境温度和湿度密切相关，为保证混凝土达到要求的强度和耐久性，应使浇筑后的混凝土处在适当的温度和湿度条件下凝结和硬化，因此必须保证养护时间，并严格执行规定。9.3预应力张拉质量要求9.3.1在张拉过程中，应以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计的要求，设计无规定时，实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。9.3.2张拉持续时间一般40m跨径T梁两端张拉时停顿时间取5分钟，40～100m取7分钟，100～200m取8到10分钟。以保证有效预应力充分传递，对梁体反拱也有很大好处。同时，充分的持荷时间可以部分抵消由于梁体和锚具变形，接缝压缩等所造成的预应力损失。根据对40m长度T梁的试验结果，张拉完毕持荷2min后锚固，梁体反拱为0.9～1.1cm，持荷5min后锚固，梁体反拱为1.6～1.8cm。9.3.3在张拉施工中，张拉速度一般控制在100MPa/min，为确保多点张拉的同步性，可增加几个停顿点。由于油压表的读数和伸长值的测量将关系到有效预应力施加的成败，务必由训练有素的专人负责（参与标定和张拉）。油压表读数其视觉定位与标定时一致，伸长值的测量应采用具有一定刚度的量具，绝不允许用剪断的卷尺。10效益分析本工法较好地解决了后张法预应力40mT梁施工中的控制问题，按程序多工作面开展流水化作业，有效提高了作业人员工作效率，保证了预制T梁的施工进度，保证了施工安全。通过本工法的开发与应用，预制的全部T梁内在质量和外观质量均良好，实现了较好的经济效益和社会效益。11应用实例巴南高速D3合同段2#预制场，承担190片T梁预制任务，采用了本文上述工法组织施工，有效的保证了工程质量，在施工过程中未出现安全质量事故，在业主组织的巴南高速预制场精细化施工大检查活动中获得了好评。12 12照片1、AS-10智能张拉控制系统12：AS-10智能张拉控制系统23、采用梳形板定位钢筋.4、边梁板翼缘的防污染倒凹槽5、梁板真空注浆16、梁板真空注浆12 7、梁板预制移动遮盖棚8、移动式钢筋加工棚9、预制T梁10、预制T梁板顶板11、预制梁板端头凿毛12、预制梁钢筋制作及底座防污染12 13、台座止浆管14、临时支垫砂袋15、喷洒养护图16、现场存梁区17、文明：钢筋保护篷布18、文明：预制场12 19、文明：与料斗一一对应的料仓20、文明：料场样品展示柜21、文明：料场洗车池22、文明：养生标识牌12'