淺談鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆梁鋼絞線施工和管道壓漿質(zhì)量控制

1、 淺談鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆梁鋼絞線施工和管道壓漿質(zhì)量控制【摘要】本文結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)現(xiàn)澆梁后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線施工和管道壓漿質(zhì)量控制進(jìn)行論述，為現(xiàn)澆梁施工質(zhì)量控制提供參考?！娟P(guān)鍵詞】現(xiàn)澆梁后張法預(yù)應(yīng)力施工管道壓漿質(zhì)量控制 1. 前言 預(yù)應(yīng)力混凝土，就是事先人為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力，且其數(shù)值和分布恰好能將使用荷載產(chǎn)生的應(yīng)力抵消到一個(gè)合適程度的配筋混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度，可以節(jié)省材料，減少自重，減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力，結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全可靠。在曲線配筋或大型構(gòu)件的橋梁施工中，多采用后張法建立預(yù)應(yīng)力，靠錨具來(lái)傳遞和控制預(yù)應(yīng)力。鑒于現(xiàn)澆梁后張法預(yù)應(yīng)力鋼

2、絞線在橋梁中普遍采用，預(yù)應(yīng)力鋼絞線施工是橋梁施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，在施工中要高度重視。本文總結(jié)多年后張法預(yù)應(yīng)力施工經(jīng)驗(yàn)，就現(xiàn)澆梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線施工中的波紋管質(zhì)量、預(yù)應(yīng)力張拉、管道灌漿等施工環(huán)節(jié)質(zhì)量控制進(jìn)行論述，以供現(xiàn)澆梁預(yù)應(yīng)力施工參考。 2. 預(yù)應(yīng)力金屬波紋管質(zhì)量控制 預(yù)應(yīng)力波紋管分金屬波紋管和塑料波紋管，金屬波紋管用鍍鋅或不鍍鋅低碳鋼帶螺旋折疊咬口制成。本文就金屬波紋管在工程中的應(yīng)用予以論述,金屬波紋管必須按規(guī)范頻率要求進(jìn)行原材料抽檢，主要檢測(cè)環(huán)剛度、局部橫向荷載、柔韌性和密封性等指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后才能用于工程。 預(yù)應(yīng)力筋預(yù)留孔道的尺寸和位置偏差應(yīng)符合設(shè)計(jì)、規(guī)范要求，施工中如普通鋼

3、筋與預(yù)應(yīng)力金屬波紋管在空間發(fā)生干擾時(shí)，可適當(dāng)移動(dòng)普通鋼筋以保證預(yù)應(yīng)力鋼絞線和金屬波紋管位置準(zhǔn)確，波紋管要平直、圓順暢通，無(wú)折起；一般梁長(zhǎng)方向允許偏差3cm，梁高方向允許偏差1cm。金屬波紋管應(yīng)采用定位鋼筋固定安裝，使其能牢固地置于設(shè)計(jì)位置，并在混凝土澆筑期間不產(chǎn)生位移，固定各種成孔金屬波紋管用的定位鋼筋的間距，一般不大于0.5m，對(duì)于曲線金屬波紋管宜適當(dāng)加密和設(shè)計(jì)防崩鋼筋。波紋管接頭采用套管法，且在套管內(nèi)要對(duì)口、居中，兩端的環(huán)向縫隙用膠帶封閉嚴(yán)密不得漏漿，灌漿孔和排氣孔應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的位置。預(yù)埋孔道端部的錨墊板平面應(yīng)垂直于孔道軸線，錨墊板孔中心要對(duì)準(zhǔn)金屬波紋管中心，安裝應(yīng)牢固，預(yù)埋的螺旋

4、加勁鋼筋應(yīng)盡量緊靠錨墊板，以更好地分散此處應(yīng)力，錨墊板上的灌漿孔應(yīng)布置在下方。 3. 預(yù)應(yīng)力張拉施工 3.1鋼絞線束的制作及穿放。目前用于預(yù)應(yīng)力的鋼絞線多采用低松馳的高強(qiáng)度鋼絞線。每批進(jìn)場(chǎng)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線必須經(jīng)外觀、力學(xué)性能檢驗(yàn)合格后方可投入使用。預(yù)應(yīng)力筋的下料長(zhǎng)度應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定，除要按照設(shè)計(jì)圖，加孤線值的長(zhǎng)度外，還要考慮每端預(yù)留千斤頂工具錨限位板的值等工作長(zhǎng)度。鋼絞線下料應(yīng)采用砂輪鋸切割，不得采用電弧切割。集束綁扎時(shí)，每束鋼絞線必須理順直，不得打結(jié)、扭曲，一般一米為一段進(jìn)行分段綁扎牢固，以免鋼絞線相互扭結(jié)或各絲、各股預(yù)應(yīng)力筋受力不均勻，造成張拉應(yīng)力不夠或超張拉，摩阻力值增大，易發(fā)生段絲、滑絲等

5、現(xiàn)象。 鋼絞線穿放前應(yīng)清除孔道內(nèi)雜物，鋼絞線穿入梁體后應(yīng)盡快張拉，停放時(shí)間不能超過(guò)48小時(shí)，否則應(yīng)采取防銹措施。預(yù)應(yīng)力鋼絞線束穿后，應(yīng)對(duì)所有波紋管進(jìn)行檢查，有破損或密封不嚴(yán)處應(yīng)采取措施處理或更換，以免砼澆筑過(guò)程中漏漿，堵塞管道，影響預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉和孔道壓漿。在澆注混凝土?xí)r，在混凝土初凝前設(shè)專人隨時(shí)拉動(dòng)鋼束，避免個(gè)別波紋管接頭發(fā)生漏漿而產(chǎn)生管內(nèi)固結(jié)。 3.2千斤頂與油表校正。預(yù)應(yīng)力張拉的設(shè)備和預(yù)應(yīng)力錨具，應(yīng)按錨具說(shuō)明書的千斤頂型號(hào)配套使用。千斤頂在使用前必須按要求及時(shí)經(jīng)主管部門授權(quán)的法定計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行千斤頂、油泵及油壓表配套標(biāo)定，確定其校正系數(shù)，張拉時(shí)嚴(yán)格按標(biāo)定報(bào)告上注明的油泵號(hào)、油表號(hào)和千

6、斤頂號(hào)配套安裝使用。張拉前，應(yīng)按照校正系數(shù)公式計(jì)算出分級(jí)加載的油表讀數(shù)與張拉力的對(duì)應(yīng)值。在下列情況下應(yīng)重新標(biāo)定：千斤頂首次使用前；油壓表指針不能退回零點(diǎn)時(shí)；千斤頂和壓力表經(jīng)過(guò)大修或漏油嚴(yán)重，經(jīng)拆修以后；千斤頂使用1個(gè)月或張拉作業(yè)達(dá)300次；在使用過(guò)程中出現(xiàn)其他不正?，F(xiàn)象。與千斤頂套使用人壓力表采用防振型，其精度等級(jí)不低于1.0級(jí),最小刻度不大于1mpa,表盤直徑不小于15cm,表盤量程應(yīng)在工作最大油壓的1.252.0之間。 3.3錨夾具、連接器、擠壓錨質(zhì)量控制。后張法建立預(yù)應(yīng)力，是靠錨具來(lái)傳遞和建立預(yù)應(yīng)力，如錨具質(zhì)量不合格，預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)或在張拉后，錨板、墊板或夾片錨的夾片容易碎裂。所以錨夾具質(zhì)

7、量非常重要，使用前，應(yīng)按要求對(duì)錨夾具、連接器進(jìn)行外觀、硬度、靜載錨固試驗(yàn)和擠壓錨頭工藝抗拔試驗(yàn)，合格后才能用于工程施工中。 3.4核算鋼絞線理論伸長(zhǎng)值。張拉前，同類鋼絞線首批進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)進(jìn)行彈性模量試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)測(cè)的彈性模量和相關(guān)公式仔細(xì)檢校每一束鋼絞線的理論伸長(zhǎng)值，以免有時(shí)設(shè)計(jì)提供理論值有誤，而造成實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量之差不符合要求。 3.5預(yù)應(yīng)力張拉。預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉前，現(xiàn)澆梁的混凝土強(qiáng)度和混凝土澆筑時(shí)間必須達(dá)到設(shè)計(jì)、規(guī)范要求，千斤頂和油壓表均在校驗(yàn)有效期內(nèi)，現(xiàn)澆梁側(cè)向約束已解除（但須特別注意，現(xiàn)澆梁底模必須在預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉結(jié)束并對(duì)管道實(shí)施壓漿后才能拆除），支座定位螺栓已解除，以使在預(yù)應(yīng)力張

8、拉過(guò)程中能自由轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)。 當(dāng)所有準(zhǔn)備工作做好后，清除錨墊板下水泥漿等雜物，將鋼絞線切割成楔形逐根對(duì)孔穿入錨環(huán)中，裝緊工作錨具夾片，安裝時(shí)務(wù)必使工作錨落入錨墊板止口中，并與孔道軸線同心。工作錨安裝后，安裝張拉限位板及千斤頂對(duì)位，再在千斤頂后端安裝工具錨，安裝工具錨時(shí)，應(yīng)注意不得使鋼絞線錯(cuò)孔扭結(jié)。為安裝方便，可將工具錨夾片用橡皮筋箍住，從鋼絞線端頭沿鋼絞線送進(jìn)到工具錨孔中，并用鋼管打緊，夾片不得錯(cuò)位。以上工作全部做完后對(duì)千斤頂供油，使千斤頂受力并與梁端錨具面垂直，再次檢查錨具、千斤頂、孔道三者軸心是否同心，有偏差時(shí)應(yīng)用手錘輕擊錨環(huán)，調(diào)整位置，檢查合格后，即進(jìn)入張拉供油的準(zhǔn)備。兩端張拉操作人員應(yīng)統(tǒng)

9、一指揮，口令一致，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)張拉順序、張拉方式對(duì)稱進(jìn)行張拉，張拉速度應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)，注意使每根鋼絞線受力均勻，張拉力應(yīng)按設(shè)計(jì)控制力逐級(jí)加載，如按控制力的10%、20%、50%、90%及設(shè)計(jì)控制力分級(jí)張拉，在達(dá)到控制張拉的10%時(shí)作好標(biāo)記，開(kāi)始測(cè)量鋼絞線伸長(zhǎng)值，以后每級(jí)均要量測(cè)、記錄伸長(zhǎng)值和張拉力，測(cè)量讀數(shù)應(yīng)精確，鋼絞線束在達(dá)到控制張拉力時(shí)，持荷2min，并維持張拉力不變，然后封錨。張拉過(guò)程中應(yīng)認(rèn)真作好張拉原始記錄，因處理滑絲、斷絲而引起鋼絞線束重復(fù)張拉時(shí)，同一束不超過(guò)3次，若鋼絲與錨具因滑絲而留有明顯刻痕時(shí)，應(yīng)予更換。張拉完成后，在錨口處的鋼絞線上做記號(hào)，鋼絞線回縮量不能大于6mm。張拉

10、完成后，經(jīng)檢查并確認(rèn)全部合格后方可割絲，鋼束張拉完畢，嚴(yán)禁撞擊錨頭和鋼束。 施加應(yīng)力以張拉力為主，以預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)值作校核，預(yù)應(yīng)力筋實(shí)際彈性模量計(jì)算的伸長(zhǎng)值與實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值相差不應(yīng)超過(guò)6%，否則應(yīng)暫停張拉，查找原因，主要原因有：鋼絞線材料發(fā)生變化，彈性模量e值變化或截面積a值變化；千斤項(xiàng)標(biāo)定曲線發(fā)生變化造成張拉力變化；混凝土強(qiáng)度不足；孔道摩阻損失變化；測(cè)量方法不準(zhǔn)確，因漏漿致使鋼絞線局部固結(jié)等。 4. 預(yù)應(yīng)力管道壓漿質(zhì)量控制 張拉力筋在張拉控制應(yīng)力達(dá)到穩(wěn)定后方可錨固，預(yù)應(yīng)力筋錨固后的外露長(zhǎng)度不宜小于30mm，錨固完畢檢驗(yàn)合格后即可用砂輪機(jī)切割端頭多余的預(yù)應(yīng)力筋，并用無(wú)收縮水泥砂漿密封錨頭，錨頭不得漏

11、漿、漏水，清理錨墊板上的灌漿孔，保證灌漿通道暢通和孔道密封良好。預(yù)應(yīng)力鋼絞線終張拉完成封錨后，一般 48之內(nèi)宜及時(shí)進(jìn)行孔道壓漿。4.1原材料壓漿材料將采用管道壓漿劑或管道壓漿料，管道壓漿料是由水泥高效減水劑微膨脹劑礦物摻合料等多種材料干拌而成的混合料。在施工現(xiàn)場(chǎng)按一定比例與水混合均勻后，用于后張梁預(yù)應(yīng)力管道充填的壓漿材料。管道壓漿劑是由高效減水劑微膨脹劑礦物摻合料等多種材料干拌而成的混合劑。在施工現(xiàn)場(chǎng)按一定比例與水泥與水混合均勻后，用于后張梁預(yù)應(yīng)力管道充填的壓漿材料。施工現(xiàn)場(chǎng)為了減少成本，大部分施工現(xiàn)場(chǎng)采用管道壓漿劑。水泥采用性能穩(wěn)定強(qiáng)度等級(jí)不低42.5級(jí)的低堿硅酸鹽。本文將對(duì)管道壓漿劑施工過(guò)

12、程中的控制進(jìn)行闡述，管道壓漿前，必須經(jīng)試驗(yàn)對(duì)所采用的壓漿劑及水泥進(jìn)行試配，水膠比不應(yīng)超過(guò)0.33，漿體性能各項(xiàng)指標(biāo)必須滿足表1后方可使用。表1序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目指標(biāo)1凝結(jié)時(shí)間h初凝42終凝243流動(dòng)度s出機(jī)流動(dòng)度184430min流動(dòng)度305泌水率%24h自由泌水率063h毛細(xì)泌水率0.17壓力泌水率%0.22mpa(當(dāng)孔道垂直高度1.8m時(shí))3.580.36mpa(當(dāng)孔道垂直高度1.8m時(shí))9充盈度合格107d強(qiáng)度mpa抗折6.511抗壓351228d強(qiáng)度mpa抗折1013抗壓501424h自由膨脹率%0315對(duì)鋼筋的銹蝕作用無(wú)銹蝕16含氣量%13 4.2漿體的攪拌4.2.1攪拌前，應(yīng)先清洗施工準(zhǔn)

13、備。清洗后的設(shè)備內(nèi)不應(yīng)有殘?jiān)e水，并檢查攪拌機(jī)的過(guò)濾網(wǎng)。在壓漿料由攪拌機(jī)的進(jìn)入儲(chǔ)料罐時(shí)，應(yīng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾網(wǎng)，過(guò)濾網(wǎng)空格不應(yīng)大于3mm*3mm。4.2.2漿體攪拌操作順序?yàn)椋菏紫仍跀嚢铏C(jī)中先加入實(shí)際拌和水用量的80%90%，開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)，均勻加入全部壓漿劑，邊加入邊攪拌，然后均勻加入全部水泥。全部粉料加入后再攪拌2min；然后加入剩余的10%20%的拌和水，繼續(xù)攪拌2min。4.2.3攪拌均勻后，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行出機(jī)流動(dòng)度試驗(yàn)，其流動(dòng)度滿足表1要求。不應(yīng)在施工過(guò)程中由于流動(dòng)度不夠額外加水。4.3壓漿工藝 4.3.1用高壓水沖洗孔道，以沖走雜物并濕潤(rùn)孔道內(nèi)壁，防止干燥的孔壁吸收水泥漿中的水分而降低漿液的流動(dòng)性，清

14、洗完后，可用不含油的壓縮空氣排除管道內(nèi)的積水。4.3.2漿體壓入梁體孔道之前，應(yīng)首先開(kāi)啟壓漿泵，使?jié){體從壓漿嘴排出少許，以排除壓漿管路中的空氣水和稀漿。當(dāng)排出的漿體流動(dòng)度和攪拌罐中的流動(dòng)度一致時(shí)，方可開(kāi)始?jí)喝肓嚎椎馈?.3.3壓漿的最大壓力不宜超過(guò)0.6mpa。壓漿充盈度應(yīng)達(dá)到孔道另一端飽滿并于排氣孔排出與規(guī)定流動(dòng)度相同的漿體為止。關(guān)閉出漿口后，應(yīng)保持不小于0.5mpa且不小于3min的穩(wěn)壓期。4.3.4對(duì)于壓力補(bǔ)漿時(shí)，讓管道內(nèi)水-漿懸浮液自由地從出口端流出。再次泵漿，直到出口端有勻質(zhì)漿體流出，0.5mpa的壓力下保壓5min。此過(guò)程應(yīng)重復(fù)12次。壓漿后從錨墊板壓/出漿孔檢查壓漿的密實(shí)情況，如

15、有不實(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)灌，以保證孔道完全密實(shí)。 4.3.5為保證水泥漿飽滿、密實(shí)，采用真空壓漿工藝，即在孔道的一端采用真空泵對(duì)孔道進(jìn)行抽真空，使孔道內(nèi)的真空度穩(wěn)定在-0.06mpa-0.08mpa之間。真空度穩(wěn)定后，應(yīng)立即開(kāi)啟管道壓漿端閥門，同時(shí)開(kāi)啟壓漿泵進(jìn)行連續(xù)壓漿。 4.3.6壓漿順序先下后上，同一管道壓漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，一次完成。漿體自拌和至壓入梁體的時(shí)間，視氣溫情況而定，一般控制在3045min，漿體在使用前和壓注過(guò)程中須連續(xù)攪拌。 4.3.7壓漿管選用高強(qiáng)橡膠管，抗壓能力2mpa，要求壓漿時(shí)不易破裂，連接牢固，不得脫管。 4.3.8在曲線預(yù)應(yīng)力孔道的最低處要留設(shè)壓漿口，最高處和孔道末端要留設(shè)排

16、氣(漿)口，水泥漿由最低處壓入孔道，按照水泥漿的行程封堵排氣口，排氣口全部封堵完后，持壓時(shí)間不少于2分鐘，最大壓力不宜超過(guò)1.0mpa。4.3.9若遇孔道堵塞時(shí)，應(yīng)立即用高壓水將孔道沖洗干凈，重新壓漿，以保證壓漿飽滿密實(shí)。 4.3.10水泥漿攪拌及壓漿時(shí)漿體溫度應(yīng)小于35度，當(dāng)氣溫或梁溫度低于5時(shí)，不得壓漿，壓漿及壓漿后3d內(nèi)，梁體及環(huán)境溫度不應(yīng)低于5。否則應(yīng)采取養(yǎng)護(hù)措施，以滿足要求。 4.3.11壓漿是否密實(shí)，除了以上要求外，還要從壓漿數(shù)量上來(lái)保證其質(zhì)量。水泥漿的凈用量=(孔道截面面積-鋼絞線截面面積)孔道長(zhǎng)度。 4.3.12壓漿孔數(shù)和位置必須作好記錄，以防漏灌?？椎缐簼{應(yīng)填寫施工記錄。 4.3.13壓漿后應(yīng)先將其周圍沖洗干凈并對(duì)梁端混凝土鑿毛，然后設(shè)置鋼筋網(wǎng)澆筑封錨混凝土，封錨混凝土的強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。澆筑時(shí)要加強(qiáng)振搗，要求混凝土密實(shí)，無(wú)蜂窩麻面，與梁端面平齊。 5. 預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)應(yīng)高度重視安全 張拉時(shí)，千斤頂后面不準(zhǔn)站人，也不得踩踏高壓油管；張拉時(shí)發(fā)現(xiàn)張拉設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常，應(yīng)立即停機(jī)檢查維修；正確安裝張拉千斤頂，張拉架搭設(shè)應(yīng)穩(wěn)固牢靠等，避免張拉時(shí)發(fā)生安全事故及意外事故。 6. 結(jié)語(yǔ) 在后張法預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆梁施工中，預(yù)