超长预应力钢绞线机械穿束施工工法

超长预应力钢绞线机械穿束施工工法

完成单位：XX有限公司

XX有限公司

XX分公司

完成人：XX XX XX XX XX

1、前言

自20世纪80年代以来，为了扩大空间，增加空间分割自由度，大型桥梁、高层、超高层建筑和超长混凝土结构大量涌现，预应力混凝土成为桥梁等大跨度工程首选的施工技术。预应力混凝土具有用途广、强度高、是比较有发展前途的工程技术之一，与普通钢筋混凝土结构相比，预应力混凝土结构具有挠度小、跨度大、自重轻、抗裂性能好、节约钢材等诸多优点。在增加了建筑物的实用性和美观性的同时也加大了工程施工难度。XX新机场航站楼楼前高架桥主桥工程，桥宽50米，全长432米，共计三联，单联长度144m（钢绞线单股长155米）。钢绞线用量共计700余吨，累计约640000延长米，工期紧张，如何缩短施工工期和确保超长预应力穿束的实现是一具有重大挑战的技术难题。

在XX新机场航站楼楼前高架桥（F2-M桥）、XX机场高速两面寺立交桥工程及XX二环快速系统改造工程，施工过程中我公司会同XX有限公司和XX分公司，对预应力机械穿束技术进行了认真研究与实验，成功应用了预应力机械穿束技术，逐步形成超长预应力钢绞线机械穿束施工工法。由于在解决超长有粘结预应力穿束和缩短施工工期方面效果明显，其技术先进、操作方便，有显著的社会和经济效益。

XX新机场航站楼楼前高架桥（F2-M桥）获2010年度云南建工集团建筑科技进步一等奖结构质量十佳工程。停车楼及高架桥、引桥综合施工技术设计与应用技术获云南建工集团2010年度科技进步奖一等奖。

2、工法特点

2.0.1 传统预应力钢绞线穿束通常使用人工穿束，最大人工穿束长度约在70m以内，超长预应力人工穿束费工费时，波纹管内钢绞线数量越多越难实施，施工多采用分段牵引方式，

必须在波纹管上开牵引孔，存在质量隐患。本工法可实现150m～200m超长预应力穿束；

2.0.2在解决了超长预应力穿束难题的同时，有粘结预应力穿束施工难度得到了大幅度降低，降低了施工成本。机械穿束由4人加一台设备为一个作业组，施工速度快，平均穿束速度达40m/min，最快可达78m/min；

2.0.3 使用机械穿钢绞线时无需提前下料，对作业面无特殊要求。钢绞线用钢管架设下料盘固定，成捆使用，下料盘设置灵活，离梁端头可近可稍远，结构需要多长就穿多长，可明显减低原材损耗及避免下料误差；

2.0.4本工法所使用穿束机总重约60Kg,拆装、移动极其方便。

3、适用范围

200m以内有粘结预应力混凝土结构钢绞线穿束施工。

4、工艺原理

预应力钢绞线穿束机，由一个基座，基座前侧固定了电机、制动装置、砂轮切割机，后侧固定两块固定板，四组转动轮（主动轮、从动轮、副主动轮、副从动轮）设于固定板之间，五个两两啮合的齿轮等主要构件组成。

在完成预应力孔道波纹管埋设、检查验收，穿束机安装就位后，预应力钢绞线的一端从基座后侧装入，预应力钢绞线依次穿过后侧的定位孔、主动轮、和从动轮之间的凹槽、副主动轮和副从动轮之间的凹槽、前侧的定位孔之后穿进对应的波纹管道口，然后调节调整螺母使螺杆下降压迫轴承座和副轴承座，直到所有转动轮都尽可能的夹紧预应力钢绞线，最后启

动电机。

图4-3 预应力穿束机各齿轮配合关系

将钢绞线穿过穿束机定位滚轮控制钢绞线及运行方向，采用电机作为动力，带动由齿轮组成的减速装置将钢绞线穿入波纹管内。通过变频控制系统，可灵活自如的控制钢绞线前进或后退的速度。钢绞线穿束过程中遇到阻碍能迅速退回，检查、调整后再重新穿束。

5、施工工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程

施工前期准备→放线定点→焊接托架筋→安装预应力波纹管→焊波纹管定位筋→安装锚垫板、螺旋筋→检查验收波纹管→机械穿入钢绞线→检查预应力钢绞线数量和孔道质量→进入下道工序施工。

5.2 操作要点

5.2.1 波纹管安装与锚垫板埋设

波纹管是用来预留预应力孔道的，因此预应力混凝土用波纹管应内、外清洁，无油污，无孔洞和不规则褶皱，咬口无松动，无开裂，无脱扣，在一定的外荷载作用下，有抵抗变形的能力，在浇筑混凝土过程中水泥浆不能渗入管内。

1.波纹管的埋设

1）预应力波纹管坐标

根据施工图所示预应力筋孔道曲率、控制点坐标进行打点放线，对应的孔道坐标用粉笔在钢筋架上标记定位。

2）波纹管的选用

根据设计要求选用波纹管预留孔道（超长预应力结构宜优先选用塑料波纹管），针对不同的束选用相应的波纹管直径以保证管道内一定面积的空隙以利灌浆、穿束。

3）波纹管托架

为保证波纹管埋设高度、曲线坐标及混凝土浇筑过程中位置的准确，采取φ12托架筋焊于梁箍筋上，根据并沿长度方向每米用φ6 的U 型钢筋电焊在托架筋上，确保管道在混凝土浇注时不上浮，不变位。管道容许偏差纵向不大于30mm ，竖向不大于10mm 。

图5.2.1-1

4）波纹管接长

当波纹管需接长时，用大一号的波纹管做接头，接头管长度为300mm ～400mm ，在接头处用胶带密封，防止渗漏。如图所示：

波纹管的连接

图5.2.1-2

5）准确的孔道波纹管预埋（孔道坐标、曲率、曲线），是保证预应力工程施工质量的关键，同时也有利于预应力筋穿束施工的顺利进行。

6）做好成品保护工作，防止人员踩踏变形、移位和波纹管损坏，保证预应力工程质量和防止穿束堵管现象。

2.锚垫板埋设

1）根据束的根数的不同，选用与之相适应的锚板及螺旋筋。

2）安装时，先安装螺旋筋，再安装锚垫板，锚垫板的端部平面应与钢束轴线垂直，必要时可将螺旋筋、锚垫板与周围钢筋焊接在一起。

3）锚垫板安装时注意灌浆孔应朝上布置。锚垫板与波纹管连接处用海绵或棉纱将缝隙填充密实，并用塑料胶布缠绕密封，防止漏浆。

张拉端锚具安装示意图如下：