公路桥梁工程中预应力体外索的关键技术

公路桥梁工程中预应力体外索的关键技术

摘要:体外预应力技术作为后张预应力混凝土的一个重要分支,已经在国内外桥梁

工程中得

到广泛运用。为了保证预应力体外索的施工质量 , 国内外学者研究了一套较为实用

的体外预应力施工技术。介绍了国内外桥梁工程中预应力体外索的施工关键技术 ,

主要包括预应力体外索的施

工技术 , 预应力体外索的二次更换技术以及国内外常用的预应力体外索的防护技术。

关键词:预应力体外索;施工技术;换索技术;防护技术

1预应力体外索施工技术

111 施工工艺流程预应力体外索采用的防护系统不同 , 其具体施工

流程略有差异 , 下面以最常见的采用套管注环氧树脂浆防护法的预应力体外索施工为例 , 其具体工艺流程

如下:施工机具准备———转向器安装———橡胶封堵固定转向器———转向其余外套

管间灌浆———预应力体外索穿索———张拉预应力体外索———索体与转向器间填充橡胶———锚头区预埋管内注环氧树脂浆———防松装置安装———防腐装置安装。

112 转向装置施工体外预应力索的转向装置是一种特殊构造 , 除锚固构造外 , 转向块是体外预应力索在跨内唯一与梁体有联系的构件 , 承担着体外索的转向任务 , 是体外预应力混凝土结构中最重要、最关键的结构构造之一。转向装置设在箱梁里面 , 有横隔板式、肋板式、转向块式 3种形式[ 3 ] , 以最常采用的转向块式转向装置为例 , 转向块布置在箱梁腹板和底板相交的位置 , 通过特别设计的钢筋与箱梁顶板、底板连成整体。张拉体外索时 , 转向块与腹板和底板相连的部分会产生较大的剪力和应力集中 , 局部应力比较大 , 因此转向块的施工质量须引起高度重视。对于节段梁采用在预制场预制后运输至拼装现场拼装的情况 , 转向块预制质量控制容易。预制时通过

特制的镀锌无缝钢管转向器 (偏位管 ) 预留成型孔 ,

预埋转向器安装时应严格根据设计图纸位置 , 清理转向器与外套管之间的杂物 , 清洁处

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。

113 预应力体外索穿束将在工厂内制作完成的成品索卷运抵工地指定位

置就位 , 将成品索束盘吊至桥下施工孔附近的简易放束支架上 , 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 , 再将成品索束的牵引头和卷扬机通过穿束器相连 , 用慢速卷扬机进行机械穿束。为了防止成品索束扭转、缠绞 , 穿束器和卷扬机相接处应能自由转动。对于箱型梁布置预应力体外索是 , 可以利用箱内安放的慢速卷扬机进行拽拉就位。为防止成品索束外包装纤维带磨损 , 刮伤钢绞线环氧涂层 ,同时减少摩擦力 , 在成品索束转弯、通过转向器和横隔板等处加设尼纶轮进行导向。要求导向尼纶轮的间距不大于 20 m , 同时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。穿越支架、转向器和钢管等铁件时 , 应在铁件处垫设橡胶板防护。安装成品索束时要采取有效措施防止硬物刮伤钢绞线表面的环氧树脂涂层。成品索束拽拉到位后进行清丝梳理 , 防止产生扭转、缠绞和弯折现象。检查转向器、横隔板穿越钢管及转向支架、减振支架是否有滑动、移位和变形发生。穿束前检查各个转向器、转向支架、减振支架是否安装牢固、可靠。及时检查牵引卷扬机的机械性能和钢丝绳的完好情况。避免使用电弧或氧割等伤及成品索束。注意区分成品索束的张拉端和锚固端, 锚垫板外预留成品索束长度有所不同。

114 预应力体外索张拉及锚固预应力体外索张拉之前应做好准备工作 , 主要包括: 千斤顶校验和确定油表读数、测定体外索与转向装置以及锚固段的摩阻力系数、计算体外索理论伸长值。千斤顶校验和确定油表读数时可采用内差法计算出对应施工图纸所给张拉总吨数的相应油表读数。内差法是在检测试验表曲线上取得相应张拉吨位相邻两点作为依据 , 也可以用比例法 , 即选择张拉吨位最近的一点用比例关系直接计算得出。若预应力转向装置和锚固器均采用的是预制构件 , 则体外索与之的摩阻力系数可以直接利用预制厂家提供的摩阻力系数; 对于现场浇注的预应力转向装置 , 由于摩阻力测定的代表性不强 , 因此 , 应进行现场测定试验来准确确定摩阻力系数。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的张拉应力要符合设计要求。因此必须计算体外索的理论伸长值方可控制张拉。体外索的理论伸长值可根据相关文献提供的方法计算 , 但在精度要求不高的情况下 , 可直接根据规范 , 按下式计算:

△L＝

r

1

p

p

p e

E

A

L

P－

式中P p———为体外索的平均张拉力;

A

p

———为体外索的截面面积;

E p———为体外索的弹性量;

θ———为体外索与转向装置和锚固端的摩阻力系数。

上述张拉前准备工作做完后 , 即可进行张拉。具体张拉步骤如下:

( 1) 安装锚环和夹片。注意夹片安装必须平齐 ,安装锚环时不得因为敲打等原因造成锚环外圆或锚孔

的局部损伤 , 锚环安装到位 , 锚环的定位凸台应进入锚座孔内。

( 2) 千斤顶定位。千斤顶采用手拉葫芦固定在HD PE管临时支撑上 , 安装时应注意工具锚与工作锚