【摘 要】文章介紹了金城江五橋先張法預應力T梁鋼臺座的施工要點和預應力施加及放松的注意事項。
【關鍵詞】先張法;鋼臺座;施工
先張法預應力梁是在專門的臺座上張拉鋼絞線,用錨具將張拉力臨時固定在臺座上,然后灌注混凝土。待其強度達到設計強度的80%后放松鋼絞線。通過鋼絞線與混凝土之間的粘結力實現梁的預應力。但需要有專門的張拉臺座。本文主要介紹采用鋼臺座進行先張法預應力T梁施工的一些要點。
一、概 述
金城江五橋拱上T梁為先張法預應力梁,L=12.4米,共計210片,每片梁的預應力筋為12根∮15.24mm鋼絞線,分三層布置,總的張拉力達到250t。考慮到既有設備和現場制梁場地的土質較為松軟,本橋采用鋼臺座進行施工。
二、張拉臺座的設計
(一)鋼臺座的拼裝
臺座采用英式鋼塔進行拼裝。拼裝長度為56米以滿足一次能夠生產4片梁,寬度為3.1米以保證裝拆模板的空間。鋼塔分左右兩組,每組分上下兩層,兩組鋼塔之間在下層用鋼橫聯進行連接,每根鋼橫聯用2根T5連接組成。上下兩層鋼塔采用φ22拉桿對拉,中間夾墊木的辦法來進行聯結,并在兩端頭處設一塊鋼板進行封端連結以增加其整體性。在鋼塔每個接頭底部均設置一塊混凝土墊座,兩端頭各設一個混凝土工作平臺。
每端鋼橫梁采用4根I63a工字鋼,每根長3.8米。分為2組,每組2根,每組的2根工字鋼用鋼板焊接來聯結,兩組間通過中間夾墊木兩側焊鋼板進行聯成整體。鋼橫梁采用砂箱作為放松裝置。
錨梁采用8[36c槽鋼組成,錨板用δ=20mm鋼板,鋼板和錨梁焊接整體,按預應力鋼筋的位置鉆φ20的孔眼,定位準確后錨梁與鋼橫梁進行焊接。
(二)制梁臺面
在張拉臺座內進行地面硬化,在硬化地面上澆注C15混凝土模板支墩,支墩面上鋪設鋼模板作為T梁底模。
(三)鋼臺座的檢算
1.結構總體穩定計算。計算軸心受壓構件后縱向彎曲系數:
λ1=L0÷b=56000÷(304×2+280)=63<100可。
查表得:φ1=0.8
計算μ值
N/Am=2500×103÷(100×4×102)=62.5Mpa>0.15×0.8×140=16.8Mpa
取μ=[1-n1Nλ2÷(π2EAm)]m
=[1-1.7×2500×103×632÷(π2×2.1×105×100×4×102)]×1=0.797
彎曲面與檢算面相同,取φ2=1
M=2500×103×80=2×108N.mm
σ=N/Am+φ1/(μφ2)×M/Wm
=2500×103÷(4×100×102)+0.8÷0.797×2×108÷
(13296×104×4+4×100×102×2542)
=62.5+1×2×108÷(31.1248×108)=62.561Mpa<0.9×140=126Mpa
整體穩定滿足要求。
2.同理進行單肢穩定檢算也能滿足要求。
3.鋼橫梁計算:
M=PL/4=2500×3.1÷4=1937.5KN.m
W需=M/f=19.375×106÷1700=11397cm3
用4I63a工字鋼W=2984.3×4=11937.2>11397可。
剪力為V=1/2N=1/2×2500=1250KN
鋼梁剪應力:τ=V/F=1250×103÷(154.9×102×4)=20.15Mpa<[fv]
鋼梁的變形值:
Wmax=PL3/48EI=2500×103×31003÷(48×2.1×105×94004×104×4)=1.965mm<L/400=3100/400=7.75mm可。
4.最后對錨梁及錨板的強度進行檢算均能滿足要求。
三、預應力筋張拉 (下轉第141頁) (上接第139頁)本橋采用單根單向張拉整體放松工藝,張拉前檢查張拉橫梁及錨板與底模的相對位置是否正確;張拉設備,特別是錨具等,不得有暗傷,病疵;對千斤頂、油表進行定期標定;每根鋼絞線是否與設計圖鋼絞線的編號相符,螺旋鋼筋、塑料套管是否按設計圖安置對位;張拉鋼絞線安全防護設施及警戒人員是否到位。
(一)總的張拉流程為
0 →0.1σK→立側模→0.8σK→σK(持荷2min)→錨固→灌筑混凝土。
張拉時采用分次循環張拉的方法從兩側向中間對角進行。
(二)張拉應力的控制
1.應力損失測定試驗。每條張拉線上的砂箱內直徑、長度必須相同,砂筒灌進砂的體積及砂細度模數必須相同。張拉前測定砂筒活塞外露部分的長度(兩砂筒活塞外露長度必須相同),當張拉鋼絞線時,張拉橫梁壓縮砂筒活塞,活塞壓縮砂筒內的砂,活塞運動停止即證明砂筒內的砂已被壓實。先張拉兩側各一根鋼絞線,至砂筒活塞停止運動時測定拉力數據,此數據不計入應力損失值。砂筒壓密實后,這兩根鋼絞線放松至零狀態。
在單束張拉到0.1σK時,不考慮因臺座設備變形對各束應力不均的影響。然后采用分次循環張拉的方法,把每根鋼絞線先張拉至0.8σK,再循環回來把每根鋼絞線張拉至σK。張拉時從兩側向中間對角進行。然后重新張拉鋼絞線至夾片松動,讀取讀數,兩讀數之差就等于應力損失。每根鋼絞線都進行測定,取平均值。本橋通過多次測定得出的預應力損失值為1%σK左右。
2.張拉控制力。張拉控制力F=σK×A+應力損失,并用實測伸長值與理論計算值相差不大于±6%檢查。通過嚴格的控制,本橋實測伸長值與理論計算值之差均在要求范圍內。
四、混凝土的澆注
預應力混凝土配料除符合普通混凝土有關規定外,采用以下參數進行配制:含砂率采用0.35,水泥用量采用490kg/m3,水灰比采用0.35,并摻入減水劑以改善混凝土的性能。通過現場抽樣實驗,混凝土強度能滿足要求。
混凝土澆筑前除按操作規程檢查外,還應檢查臺座狀態、夾具、預應力筋數量、位置及張拉噸位是否符合要求等。并著重檢查預應力筋后期有沒有發生應力損失,采用在預應力筋和制梁臺面上做記號進行觀察。
使用振搗棒振搗時應避免碰撞預應力筋,防止發生受振滑移和斷筋傷人事故。
混凝土采用麻袋覆蓋,澆水養生。為了便于操作,在臺座的兩側布設了水管及龍頭。
五、放 張
(一)預應力鋼絞線放張時的混凝土強度必須符合設計規定值。
(二)先用砂箱放張,兩個砂箱要同時均勻放砂,砂箱活塞壓縮停止后,采用張拉千斤頂逐根放張。
(三)鋼絞線切割順序從臺座兩端開始,采用砂輪切割。
六、結 語
本橋總共設置了兩條預制臺座,配以龍門吊進行裝拆模板、吊移梁,基本能夠滿足進度的要求,并且能夠充分利用既有設備,節省了成本。