CFRP筋体外预应力混凝土桥梁的施工

图1碳绞线的盘曲和展开

CFRP 筋体外预应力混凝土桥梁的施工

罗利平1，蒋胜晖2，王鹏1，赵鹏

1

（1．江苏捷达交通工程集团有限公司，江苏淮安223001；2．邵阳学院，湖南邵阳422004）

摘

要：描述了国内首座C FR P 筋体外预应力混凝土桥梁的施工过程，

并结合C FR P 筋的特点就施工中应注意的问题和应采取的措施作了详细论述．

关键词：预应力混凝土；桥梁；碳绞线中图分类号：U445.57

文献标识码：A

文章编号：1672-7010（2009）02-0070-03

The construction of CFRP tendons in vitro prestressed concrete bridges

LUO Li-ping 1,JIANG Sheng-hui 2,WANG peng 1,ZHAO peng 1

（1.Jiangsu jieda communication engineering group Itd corporation ，Hhaian,Jiangsu 223001;

2.Shaoyang University ，Shaoyan ，Hunan 422004）

Abstract:This paper describes the construction process of the first domestic CFRP tendons in vitro prestressed concrete bridge,and should pay attention to the problems and measures to be taken were discussed in detail combined with the characteristics of CFRP tendons on the construction.

Keywords:prestressed concrete;Bridje;Carbon wire

收稿日期：2009-03-20

作者简介：罗利平（１９８２－），男，湖南衡南人，助理工程师．

CFRP 束重量轻，轴向抗拉强度高，比相同直径的钢绞线易于盘曲．但其轴向抗压强度较低，横向抗剪较差，约为钢筋的一半．当受到石头等硬物撞击时而损伤时，其强度将降低．若弯曲半径过小，会发生脆断．CFRP 束采用环氧树脂胶固成型，对高温较敏感，在焊接火花或火等作用下，环氧树脂将变软，导致筋束强度下降．鉴于以上这些特点，CFRP 束施工有其特殊要求．这里结合位于淮安市盱眙县黄花塘镇的宁宿徐高速公路盱眙南段I 标何圩分离式立交对碳绞线体外预应力混凝土桥梁的施工作着重探讨．

1碳绞线的安装

（1）碳绞线也是盘曲包装出厂的．存储中应盖

以防水布，防止剧烈振动和突然撞击；要远离切割和焊接钢筋时产生的火花．打开包装时要注意应避免弯折和损坏，局部扭结．要防止刃物碰伤和磨损．碳绞线的展开方法参见图1．碳绞线的搬运及安装过程中应避免石头等硬物的摩擦割伤，且应避免在穿束时碳绞线在预留孔道边口刃角处弯折．

（2）移动和提升碳绞线时，应避免锚具（重约25kg ）根部索的弯折

．

第6卷第2期2009年06月

邵阳学院学报（自然科学版）

Journal of Shaoyang University(Natural Science Edition )

Vol.6No.2Jun.2009

图8楔形垫块设计

（3）安装碳绞线过程中应避免混凝土及承压板边角碰伤、磨损锚具和碳绞线．施工中如需弯索，弯曲半径越大越好（弯曲半径不得小于160cm ）．

（4）锚固横梁处的预留孔道导向钢管、碳绞线转向块的焊接应精确定位．转向块内壁设2mm 厚聚四氟乙烯板以减小筋束与转向块之间的摩擦．

（5）碳绞线安装好后应以承托等方式固定索位．安装方法见图．

步骤一：用卷扬机将锚具及碳绞线拖拉穿过锚固横梁预留孔道．注意锚具根部碳绞线不得弯折．体外束的预留孔道长度一般不大，碳绞线重量轻，为1.508kg/m ，锚具重约25kg ，因此也可采用多人配合，人工穿束的方法．

步骤二：安装螺母，若加设压力传感器置于螺母下．

步骤三：碳绞线安装好后安装承托以固定索位，保证张拉时碳绞线恰好对中落在转向块的凹槽内．

步骤四：张拉前可酌情用绳索拉住碳绞线根部，或在预留孔道与碳绞线之间加橡胶垫，防止碳绞线与孔道口边缘接触磨损．

2碳绞线张拉施工设备及张拉方法

（1）联接器、张拉撑架的设计形式

碳绞线的张拉可使用YDC150B 千斤顶，还需通过联接器连接锚具与拉杆、需要张拉撑架保证碳绞线的伸长空间．另外在张拉撑架与锚下钢板之间还加设了楔形垫块．（2）碳绞线张拉时的温度控制在10～20℃为宜，碳绞线应遵循均匀、横断面内左右对称的原则张拉，张拉控制应力σcon=910Mpa ，单束张拉力为709KN ．

张拉顺序见下图：

图2碳绞线的移动和提升

a.错误的操作方法

b.正确的操作方法

图3

碳绞线的运输

图4碳绞线螺母的安装

图5

索位固定

图7千斤顶撑架设计示例

a ．弯起角为4.87°

b ．弯起角为2.76°

图9张拉顺序

第2期罗利平，蒋胜晖，王鹏，赵鹏：CFRP 筋体外预应力混凝土桥梁的施工

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（3）当梁体强度达到设计强度的100％，且在落架后方可进行碳绞线的张拉．张拉过程中操作人员不得站在千斤顶后，并且要在工作区周围设防护板，以确保人员安全；要检查预留孔、锚具、撑架和千斤顶四者的轴线是否在一条直线上，该轴线与水平线的夹角按图纸确定；要确保碳绞线与钢管内壁及锚垫板无摩擦；要检查锚具、碳绞线和千斤顶油缸内活塞，避免张拉过程碳绞线发生扭转松劲，下图是应禁止的情况．

（4）关于张拉过程的说明：

a.碳绞线安装拉直上紧螺母后，在固定端，锚具螺杆伸出螺母长度为6cm （4.87°）和7cm （2.76°）（施工时根据材料出厂标准调整）；张拉端锚具螺杆伸出螺母长度不小于8cm ，以安装联接器．在张拉端安装连接器和张拉杆．

b.楔形垫块、张拉撑架和千斤顶依次安装就位，张拉至设计吨位，旋紧螺母．碳绞线张拉应遵循均匀、

横断面内左右对称的原则张拉，单端将全部8根筋束张拉至设计张拉力值．张拉时应在初始张拉力（可取设计张拉吨位的10％）状态下作出标记，以便直接测定索的引伸量．当预应力束达到锚下张拉控制应力时，实际引伸量与理论引伸量误差应控制在6％以内，否则应停下检查，分析原因，采取相应措施处理后方可继续张拉．

c.张拉完成后，张拉端锚具螺杆伸出螺母长度

为23.3cm （4.87°）和25.1cm （2.76°）（施工时根据材料出厂标准调整）．卸除千斤顶、张拉撑架和楔形垫块，碳绞线张拉完毕．添加橡胶密封圈．

（5）张拉锚固后应对锚固端做防锈处理，导向钢管尾侧，碳绞线与钢管之间填塞橡胶圈，作为密封及减震装置．运营中应避免高温和人为损伤．

3结语

本文分析总结阐述了课题组设计的碳绞线体外预应力桥梁的施工过程及施工方法，何圩立交是国内首座采用碳绞线作体外预应力的公路桥梁，它的建设为新材料在公路桥梁中的应用开启了一个新的思路．其施工经验具有一定的参考价值．

参考文献:

［1］朱虹.新型FR P 筋预应力混凝土结构的研究［D ］．南京：东南大学.2004.

［2］熊学玉.体外预应力混凝土梁设计［M ］.北京：中国建筑工业出版社,2005.

［3］JTG D62-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥

涵设计规范［S ］.

图10

避免张拉中碳绞线扭转

图11张拉端安装联接器和张拉杆

图12张拉设备及方式图13张拉完成后的情况

图14何圩桥碳铰线体外预应力混凝土梁

邵阳学院学报（自然科学版）第6卷

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