预应力多跨连续梁先穿钢丝束施工

预应力多跨连续梁先穿钢丝束施工重庆轮胎总厂全钢丝子午线轮胎车间，全长254.85m，宽48.00m，高23.03m，建筑面积为23042.00m2，采用部分预应力多跨连续梁结构(图4-8-1)。楼面梁为12m×2、12m×3、12m×4，屋面梁为24m×2，见图4-8-2。该结构采用C40级混凝土，Φs5碳素钢丝，镦头锚具，每榀梁配筋2一39Φs5，张拉控制力917kN/束(屋面梁每榀梁配筋2-42Φs5，张拉控制力987.8kN/束)。由于场地狭窄，施工难度较大，只能采用把钢丝束先穿入制孔管内(金属波纹管)，绑扎钢筋骨架时置入并固定后再浇混凝土，待混凝土达到要求强度后，再施加预应力的施工工艺。通过对钢丝下料，钢筋骨架成型，制孔金属波纹管埋设的研究，以及对张拉后建立预应力值的检测，说明该工艺是成功的。第1章钢丝束下料工艺在采用墩头锚具的预应力后张法施工工艺中，钢丝束下料长度的精确程度对保证预应力结构张拉质量，起着十分关键的作用。钢丝下料过长，张拉时锚杯将从管孔中拉出块体，无法锚固；钢丝下料过短，张拉时锚具则留在管孔内，仍然无法错固。钢丝束内相互长度误差如果偏大，则张拉时受力不匀容易拉断钢丝。要达到施工和设计规范的规定，对钢丝束的下料提出了相当高的精度要求。钢丝束下料工艺的研究，即要寻找一个既要保证质量，又方便简单，便于操作和掌握的工艺方法。我们对影响钢丝束下料精度的因素，如钢丝弹性模量，孔壁摩擦系数，四波曲线长度的精确计算，钢丝张拉后在孔道内实际位置的变化，梁体总长控制，制孔金属波纹管在梁内位置的变化，钢丝墩头留量和梁体受力后压缩值的产生，钢丝本身曲直度和下料方法等因素对精度的影响，进行了分析处理，获得了较高的下料精度。下料的方法很多，有等载(应力)下料、钢管下料、划线法下料等。第1节采用Φs5作等载(应力)下料试验每根钢丝束荷载都取14kN，试验长度为13000mm，用新购的长度为5000mm有Cmc标记的钢卷尺，每根单独测试，最后用“列兵排队下料法复核，最大误差仅为2mm。当下料长度为49626mm(该工程4跨连续梁钢丝束设计长度)时，其误差为7.635mm(49626×2/13000)，不能满足规范要求，且等载下料需要设备、工具较多，工艺复杂，耗费较大。第2节钢管下料试验将内径为10mm的型材管接长后，固定在既水平、侧向弯曲又很小的平台上，形成总长度为12010mm的长管下料台座。在这个台座上进行穿管下料试验。当用“列兵排队下料法，，校核时，其最大误差为3mm。当下料长度为49626mm时，误差为l2.396mm(49626×3/12010)，仍然无法满足规范要求。特别是开盘后在自然状态下，弯曲多且密集的钢丝下料误差更大。第3节列兵排队下料法该方法是把弯曲不直的钢丝象士兵排队一样排列起来，形成若干根钢丝的组合体，再给上下左右四个自由度一定的约束，使其成为不仅钢丝依序排列，而且在4个方向都不芹生“矢高'，的直线组合体。最后量取需要长度再下料。这种方法工艺简单、便于操作、工效快、所需设备不多、装拆方便、下料精度高，不仅总长度能准确控制，且每束(42根钢丝或更多)49626mm长的钢丝束长度相对误差在0~2mm范围内。第2章骨架成型工艺选择经过对施工现场考查和分析，针对后穿钢丝束和先穿钢丝束两种工艺，进行了对比分析。后穿钢丝束不仅人力、物力增加很大投入，而且搭设穿钢丝束用平台，要给厂内现有成型车间、煤棚等造成直接损失16万元以上。而采用先穿丝束工艺，不仅可克服上述不足，而且工艺方法简单，保证质量，还可提高施工速度。第1节钢丝束的准备采用“列兵排队下料法'，下料，每束钢丝最大下料误差为0~2mm。组束时保证了每根钢丝不相互交叉错位，而是根根疏通。第2节波纹管的配料根据梁长与每束钢丝数量决定的波纹管直径、长度等，配置波纹管(包括接头用波纹管、扩大头用波纹管)。然后将每个接头和前后管都编上号，并把每棍梁所配的波纹管捆成一捆，以便在现场安装时方便和不用错位。第3节钢丝束放盘穿波纹管将钢丝束盘圆和配好的波纹管运到现场，并在底模与按规定位置放伸后，从两端套入波纹管、连接头并进行波纹管的分段连接。连接头要做到：(1)保证波纹管在连接处不滑脱，(2)连接处不发生漏浆现象，见图4-8-3。第4节钢筋骨架在非预应力钢筋与波纹管位置有冲突处均以固定波纹管的位置为主，其他钢筋让路，波纹管接头和梁两端扩大头处，是防漏浆和防止波纹管滑脱的关键部位。采用加密支架稳定波纹管，黑胶布密封，塑料布加强，黑胶布再度密封的多种防漏、防滑脱处理。第5节钢丝镦头钢丝镦头质量直接影响受拉能力，对镦头的大小、形状、高度、抗拉能力都有较高要求。除按有关规定制作外，对镦头有开裂的样品，抽严重的试样进行了抗拉能力试验。结果都在标准强度的98%以上。第6节固定办法波纹管就位为使波纹管位置准确，采用下撑上吊的固定办法。专门设计和点焊了支撑架，每隔0.5m放一个，其高度按波纹管设计高度确定，见图4-8-4。当波纹管位置靠近梁上边缘时，用Φ6钢筋弯成U形，兜住波纹管吊在主筋上。第7节灌浆、排气孔的埋设灌浆、排气孔必须与主管道衔接牢靠、畅通且不漏浆，才能保证使用功能，见图4-8-5。将2~4cm厚泡沫塑料切成大于半圆瓦形灌浆孔盖、呈方形块状，中间打孔盖在波纹管开孔位置上。然后把半圆灌浆孔盖上的孔，对准波纹管开洞处放下压紧，用铅丝扎牢。同时把灌浆管上部固定在梁上缘钢筋骨架上。第3章预应力张拉在张拉阶段，应对影响张拉质量的主要因素进行严格控制，确保各工序、环节的质量。要经试张证明整个系统处于良好受控状态后，再按0→10%σcon(或15%σcon)→50%σcon→l05%σcon→100%σcon(持荷2min)→钢丝回缩3~5mm→锚固的程序进行张拉施工。张拉时，对2跨连续梁(一端张拉)进行了检测。经检测，预应力总损失约为19.68%。其中摩擦损失7.962%，锚固损失0.2991%，其余为混凝土压缩损失、混凝土徐变损失(锚固后2.5h测定，加上预计今后还将发生5%的损失)。建立的预应力值为787.6kN×2(固定端)和830.3kN×2(张拉端)起拱值3.29mm(南跨)和5.46mm(北跨)，梁总压缩值6.85mm，均满足设计要求。第4章结语1.该工程采用的先穿钢丝柬工艺，穿钢丝束、波纹管及钢丝束的就位，都在绑扎钢筋骨架的施工平台上进行，不需要另搭施工平台。节约了搭架的材料、人工、施工用地，工艺简单，速度快，施工精度高，技术经济效果好。2.结合“列兵排队下料法，，下料工艺，其相对误差0~2mm，小于《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-92)中，关于“采用钢丝束徽头锚具时，同束钢丝中下料长度的相对差值，不应大于L/5000，且不得大于5mm(L为钢丝下料长度)”的规定。3.0→10%σcon(或15%σcon)→50%σcon→l05%σcon→100%σcon(持荷2min)→钢丝回缩3~5min→锚固的张拉工艺，在减少预应力损失，保证结构质量，调整钢丝束两端锚固位置，调整钢丝柬内应力等方面都发挥了作用。