混凝土箱梁体外预应力施工技术

混凝土箱梁体外预应力施工技术1概述体外预应力桥的概念起源于预应力钢索加固旧桥和斜拉桥采用的拉索。体外预应力桥发展至今已有20多年的历史，以法、德等为代表的发达国家在体外预应力技术方面始终走在世界的前列，通过大量的工程实践，已积累了丰富的设计和施工经验，并有适合体外索张拉、锚固及防护相配套的锚具定型产品。自20世纪70年代初，美国单根无粘接预应力钢绞线的发展，推动了无粘接预应力钢绞线技术的发展。这些技术的涌现使体外预应力结构得到较大的发展，体外预应力混凝土结构在许多条件下具有体内预应力混凝土结构难以相比的优势。在体外预应力混凝土结构广泛应用和不断创新的今天，我国桥梁结构采用体外预应力技术屈指可数。福州洪塘大桥引桥、上海嘉浏公路新浏阳河桥采用过体外预应力体系。随着我国交通事业的大力发展，体外预应力混凝土结构必将越来越广泛的应用于各类型的公路、铁路桥中。2体外预应力的概念及工程应用2.1体外预应力的概念体外预应力结构与体内预应力结构的最本质区别在于体外预应力结构的预应力筋（即体外索）布置在主体结构之外。当体外索应用于混凝土结构时，称为体外预应力混凝土结构。2.2体外预应力结构的基本组成体外预应力结构的基本组成部分包括：①、钢绞线束，②、聚乙烯套管（HDPE管），③、锚固系统，④、灌浆合成物，如图1所示。图1、预应力结构的基本组成赛2.面3赵工程应用痒廉宝深港西部通道木深圳湾公路大蹲桥非通航孔桥旨上部构造（以消下称本桥）采帝用节段预制悬皱臂拼装的施工驰工艺，设计为糟纵横双向预应射力，纵向预应章力采用体内与扭体外相结合的度体系，体内预马应力承担一、宣二期恒载，体妻外预应力承担醉活载，体外预菠应力索锚固采额用分段交叉锚武固在墩顶横隔浸墙上，箱梁中眼心线两侧各布狭置摔4锋束，第一联共葬布岛置壶2窃2牛束，第二联共猪布输置拉2陈4命束，各束长度纷从终75m戴～谋220m吗不等。便3朴骂体外预应力的限优点破体外预应力优刺点主要表现在巾：郊①吧、体外预应力虽索布置在混凝疾土箱梁外部，汪有效的减小了怕受压区面积的并孔道，从而减艳小了腹板、底魂板的厚度，减鲁轻梁体自重，坏节约费用穿；真②绸、体外预应力怀索线型简单，峡施工方便，且磁置于混凝土外浆部，便于后期地的检查、补张密、换索等撒；构③氏、体外索只在写锚固区和转向存块处与梁接触市，预应力筋的厦摩擦损失小岸；搜④叨、牙多边形钢索布允图允许角度偏衣差集中在细致途设计的智转向望位置，尖这样可以减少犯无意产生但因滴为角度变化而头出现的颤动影溉响邀。凭4穷体外预应力索狼的施工工艺流写程方（我图缠2尘）陈图糖2由、比体外索施工工伏艺流程目图两5麦体外预应力施骗工疾的主要爪机械设备从（某表悦1交）牌表侦1亦体外索施工主弄要机械设备跑6爱体外预应力索俩的施工秒6活.泽1滴体外预应力索蜜的转向装置线体外预应力索型的转向装置是冒一种特殊构造厘，除锚固构造仙外，转向块是荣体外预应力索页在跨内唯一与赚梁体有联系的鸣构件，承担着妄体外索的转向枕任务，是体外柔预应力混凝土紫结构中最重要累、最关键的结默构构造之一。翅转向装置设在爆箱梁里面，有锄横隔板式、肋牛板式、转向块湾式三种形式，寨本桥采用转向占块式通，语转向块布置在砌箱梁腹板和底夕板相交的位置服，丛通过特别设计昏的钢筋与箱梁拒顶板、底板连驾成整体，合如图筐3挤所示。张拉体剧外索时，转向令块与腹板和底抢板相连的部分弃会产生较大的渗剪力和应力集喊中，局部应力傅比较大，痕所以转向块的跪施工质量须引仓起高度重视。弱本桥所有节段精均在预制场预添制好后运至拼晨装现场拼装，僻转向块预制质些量控制容易。赌预制时通过特番制的镀锌无缝柿钢管转向器（懒偏位管）预留经成型孔，预埋主转向器时严格浊按照图纸尺寸菊要求预埋，采混用定位钢筋固愧定在准确的位吩置，控制其定槽位误差不超涨过两10m劳m凡。转向块体外索预留孔道转向块体外索预留孔道饰图完3爷、转向块示意赢图朽6是.馆2责雹HDP篇E夏管焊接醒本桥赤采用热熔式智湿能焊机镜面焊益焊水接划HDP汇E伏管挪，晚其焊接程序裕主要为梁：粘①漠调整焊机陈下半夹子谢，初将两倦根掉HDP惰E沟管置于焊机上泥，陵确保管子成一年线并与焊机平笔齐，两管子间吼留亡约阵90mm压空隙课；含②沃安装固定焊机惭上半倒夹子次；弊③却试对接两管，猴调整搅夹子旱螺栓锄；枪④完电铣刀项切割两管管口倡，去除管口毛兆边轿，保证管口平载齐义；工⑤锦将已加总热丸2抹分钟左右的电裙热板则放入灰两管管口间引；尝⑥鹅启动油阀，所移动两管子贴墙近段电热板，着加吓热咸5榜0茎～皆6拔0强秒冲；吗⑦梢取出电热板，先3过～骆4智秒内抚启动油顶，另保允持变2MP它a颂左右的拉应力法将加热好的怕管子梁连接扇在一起醋，烤保持油顶压力辰3节～于5蜻分钟精；黎⑧轻冷却后松开夹填子，把已焊好男的管子移到焊尊机一端，在另告一端放置下一润根管子躺。扛如此循环完成胳整汽根嫩HDP颈E激管的焊接，如暑图蛙4侄所示。鉴图走6伸、领HDP栽E声管焊接施工图轻6姨.3卖盈体外索下料及傍穿索肉（绒1额）欠HDP锣E趋管安装这为尽量减蚕小态HDP菌E晌管安装过程中巷的下挠度，需纠设置临时支撑筹，本桥采用钢恶管焊接匠简易钢讯架作为临时支捞撑，每慢隔佩3设～剂5雨m钞设置一个钢管醒架支撑，有效甲的减小呢了蝶HDPE岔管的下挠度。刊在挂HDP柄E拐管与转向块额结合处，坝需歇在斥体外索入口方蹄向位置均安装绞摩擦系数较大垫的橡胶块以士阻止罪穿索时弃HDP债E受管滑动烂。推（欲2煌）爆体外副索分盘抚蛋为减小体外索概下料时的浪费惨，需对尝每束长体外索的长度冤做仔细计算，乎确定出每股钢辩束的长度，帮划分盘数，老再根据现场机地械设备的吊装脆能力确定严每盘的索长铃，出厂时将每岔盘的宽编号和适用钢绵束号标识轧在显眼的位置叫，下料时读选择准确的桑盘号睁，偿不可混用渗。搞本桥体外索分龄盘计算时摸综合考虑了千苹斤顶工作长度灾、墨牵引头焊接头感长度、固定端酒预留长度、施徒工锚垫板后移节长度等毯，共响分赛9过6沸盘，每盘对应甚相应的体外悲索哭，极大的减小盛了材料浪费，螺由于标识挺清楚纸，下料速度块团，满足穿索要核求亚。趋（切3奔）龙体外索下料挤陡本桥体外索采结用单根无粘接卡外园包完P傍E归防护形式的索刮，盈见涝图省1汁。眼单股钢束的热附挤糊P方E挎层厚度较薄，搬下料时不宜直线接在坚硬的混杂凝土桥面上拖震动，需铺垫软暗质材料保显护岔P爆E仍层，本桥铺垫兽废旧地毯夏作为体外索保殃护层播。若温度较高摇，嚼还念需曾做适当羊覆盖以防止高励温环下闻P添E迷层爆软化漏油。裕下料前准确的妈计算出钢束的拒下料长度并及序时提供给现场牧操作人员进行杯下料，岭下好的芒材料箩统一堆放到耀指定妥位置，检待一整束柄下完后及时穿冻索，康严禁行人、车喊辆等踩踏或碾鱼压。欠（怕4爽）丙体外索穿索朵为防止穿悲索押时弱P没E牌层划破并减小份穿束的摩阻力炊，本桥以两轮得滑车支垫体外乱索，虽每隔芦2m截左右布置一台柿两轮馆滑车，泽体外索支撑于堆滑车上呈悬空线状态，较穿索时鱼滑车带动政体外索滑动减，饥有效的食避免了体外索势与混凝土桥面暮的直接接触，设并减小了穿束惨摩阻力，穿索宿速度快。锹本桥狠采用整束穿束册法，鱼先布置、安装级固定好卷扬机首、两轮滑车等辛穿束机具设备共，再将事先预罪留在管道内的龟钢丝绳将卷扬伯机的钢丝牵引田绳牵引通过管躲道，并连接好句钢丝绳和钢绞腔线束宝塔形牵腰引头，开动卷坡扬机实现穿束粗，及根据例所需穷工作长度，躬采用砂轮机浓切割焊接牵引栏头。射6觉.袭4艺岩体外家索违张拉浅本桥采村用猛VS杜L绘的纲EC汤R消型体外索拿张拉预应力锚质具系统锚固，翅张拉千斤顶采非用观ZPE-10秀00倒专用型预应力伤穿心式千斤顶良。扔张拉过程中，费夹片与钢绞线笼保持孙相遍互接触，当千袍斤顶卸荷时，营夹片自动锚固挖在锚环上的锥贩孔中。斜预应力的施加受可分为图寸5装所示的几个阶奥段。叫图凉5讯、睬预应力施加示擦意图混①俭、安装锚环和榨夹片。注意夹汁片安装必须平旱齐，峰安装锚环时不畏得因为敲打等挖原因造成锚环岁外圆或锚孔的临局部损伤踩，锚环安装畅到位，锚环的洞定位凸台应进匆入锚座孔内却。查甘档②冰、千斤顶定位次。千斤顶采用芹手拉葫芦固定寺在变HDP疏E悉管临时音钢管歉支撑上，安装形时应注意姐工具锚与工作政锚环对正谣，找钢绞线在千斤玻顶内不得打绍结，僻工具夹片安装坝平齐链，怜千斤顶安装应导到位虎，如直接顶住锚环赴，切限位尺寸必须讲正确，确保限顺位板不变形揭。海证贿③候、张拉。本桥劝采用单端张拉顶法。芳共有六个张拉贩行程，华张拉程序为：脖初始状态喝→趟设计应力减的滔1顷5奋%秧→争设计应力的马3址0%摔→践设计应力的酒45反%扭→耗设计应力的累60难%蜓→绳设计应力的住75久%敏→逃设计应力的剪10险0%式→滨持荷暗2鼠分钟，每个行奸程都必须记录北清楚掩千斤顶压力及钞活塞外露量，座计算延伸量并钩与设计值做比杠较现。袭④碰夹片自动锚固霞。伪当千斤顶行程愁已满或达到所滋需张拉力，给原千斤顶回油，近把所有钢绞线调整齐的锚固在铁锚具内；千斤植顶的活塞返回岔原位；若仍需释张拉，推紧自暮动工具锚；继企续张拉，直至独达到所需的张透拉力为止。持唉注意张拉千斤追顶必须按照规朋定进行标定并按在标定有效期奏内使用，千斤晓顶的吊点和吊洲具必须严格仔扶细检查，确保煮有足够的可靠期度，张拉时不裕得有任何径向约力作用在千斤揉顶上，张拉轴沈向不得站人。紫6伶.肆5眯君体外吐索昂压浆递如过图住1荐所示，本存桥滑HDP舞E挎管和体外索间僵以水泥浆作为杯填充物。恨为保证怕保护罩的顺利订安装，压浆前马应先检查锚固源端左保护罩安装杠螺丝孔、压浆盯孔和锚座面未载被水泥浆污染矮。酱用砂轮机逐根膝切割锚头外的柱钢绞线后即可茄安装保护罩岔和密封圈钻。角保护罩和密封划圈安装完毕后遮在体外索跨中红部位安装压浆杨管，压浆管焊拍接于瓶压浆卡箍上，士卡箍上采用螺仙杆拧紧固定于崭体外既索效HDP爽E修管上。注意安封装卡箍时必须己将卡箍上预留弃的孔洞对碑准粘HDP虹E年管上的预留孔窄以保证压浆顺似利，上下层卡坟箍间的螺杆必枝须拧紧，确保湾卡箍护和往HDP靠E粗管间压浆时不窜漏浆筐。丘压浆从索的中湖间部位往两锚苹头方向压，当罗一端保护罩出标浆口流出浓县浆后将其封闭她，继续压浆至床另一端保护罩腿出浆口流出浓戒浆掩后封闭，饱示压穷2素分钟左右以保东证压浆密实。汪敬喊压浆水泥采测用隙PO42.壮5桌普通硅酸盐水薄泥，水泥不得烛直接放在地面厅上，玻应保存在通风城、干燥的环境寨中。制浆时，营水泥应是在出驱厂牌后伶7泪天兴～土2帅8柜天期限内的干周燥水泥。水泥石应是袋装水泥樱，且其重量误税差遇在腰2虚%动之内。侵严禁及使用结块的水莲泥。制浆时，拔先按比例加入惑清水。开动搅化拌绢机障，检查并确认刮机器运转正常规。继续搅拌，拳按比例加入膜外加剂有，按比例缓慢约均匀加入水泥狭。继续搅脑拌愚5棉分钟左右后即饥为成浆。取浆站进行流动度、谁泌水率、膨胀屿率及强度试验歉。流动度宜青在其13术～御18显s持，抄3秒h盯泌水率不大滥于森2杜%播，最大泌水率术不大等于界4沿%相，膊2贺4巩小时内泌水应拢被完全吸收；油膨胀率应不大河于戒10祝%周；支2沈8协天强度应大晃于粱50Mp廊a蝴。坛6察.诵6烤舞防章振及定位装置安装筹公暴由于体外索仅考在锚固点和转摄向块坛处三与梁体相连，绪在列车荷载作蜂用下，体外索啦和梁体有可能匆发生共振，使路体外索索力增甜大，发生断裂绪，所以应控制皂体外索振动的希固有扒周期或固有频欠率来减小有害敌振动。本桥在状体外索自由长衫度段每隔膛4m倍设置一个良防振馅定位装置将尝体外索固定于畏梁体逝顶板、底板或邪者腹板上往。他施工中廊通过在梁体钻禁眼植筋来安装拳防振僵定位装置朴，旁防振缘定位装置跌设计牌和实物玻如图描6劝所示辫。朵图非6虑、饿体外索设防振反定位装置歉设计躲及施工实物图匆6牧.酿7运占体外索防腐槽本桥体外索的踏防腐主要由以掉下三部分组成羊：索本身的防耻腐、管道与灌丧浆材料的防腐汁、锚固区段的万防腐。见窗图修1棒所示，单根索述均有单独交的被P准E栗保护层并内充暮油脂剥，贯本身具有良好勤的防腐功能。顽由于体外索管枣道几何线型简剃单，其灌浆条叶件比体内索好捐，水泥浆能非丧常可靠的的充缺实全部管道俯，在最经济的近条件下保证了哲良好的防腐功爬效。本桥锚具