鋼筋混凝土梁制孔孔道摩阻的原因探尋及改進(jìn)措施

鋼筋混凝土梁制孔孔道摩阻的原因探尋及改進(jìn)措施

在鐵路鋼筋混凝土橋梁的生產(chǎn)中，預(yù)加電壓法通常采用先張法和后張法。先張法是在灌筑砼前憑借臺座等設(shè)備張拉鋼筋(鋼絲或鋼絞線),待砼達(dá)到足夠強(qiáng)度后,放松預(yù)應(yīng)力鋼筋,由端頭鋼筋與其鄰近砼間的粘結(jié)作用將預(yù)應(yīng)力傳給砼。后張法是我國目前橋梁建筑中使用最多的預(yù)加應(yīng)力方法,它的工藝過程是先灌筑梁體砼,此時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋(鋼絲束或鋼絞線)可以事先放在埋于梁體砼內(nèi)的套管中,或者用制孔器預(yù)留管道,預(yù)應(yīng)力鋼筋到張拉時(shí)才穿入管道內(nèi),待砼結(jié)硬達(dá)到一定強(qiáng)度后,將張拉千斤頂支于砼上張拉鋼筋,并供特制的錨具將鋼筋錨固在梁體砼上。最后在管道中壓注水泥漿,以保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼筋免受銹蝕,并使它和管道也就是和梁體砼粘結(jié)成整體。水泥漿還有阻止鋼筋滑動的作用,提高了它的錨固性能。后張梁是在梁體砼已經(jīng)完成了大部分收縮后張拉鋼筋的,故后張梁由收縮引起的預(yù)應(yīng)力損失比先張梁低。在張拉鋼筋時(shí),部分構(gòu)件拱起,自重參加作用,這使后張梁的預(yù)應(yīng)力值能適當(dāng)提高一些。在預(yù)應(yīng)力后張法的鐵路鋼筋混凝土橋梁制造時(shí),橋梁生產(chǎn)廠家一般都對梁身預(yù)留的預(yù)應(yīng)力筋孔道往往采用硬性橡膠管預(yù)埋和抽拔工藝,此工法的特點(diǎn);一是施工簡便,二是制造成本低等,其缺點(diǎn)是膠管易變形;抽拔時(shí)間掌握難以精確,膠管精確定位易受施工影響等。針對其存在的自身缺點(diǎn),如何降低或消減預(yù)應(yīng)力筋孔道摩阻,減少張拉預(yù)應(yīng)力損失,也就成了橡膠管抽拔工藝須以注意問題,故而這就成了如何保證預(yù)應(yīng)力鐵路橋梁有足夠承載能力的關(guān)鍵。張拉時(shí),鋼筋與管道壁接觸面間發(fā)生摩擦力引起預(yù)應(yīng)力損失,有兩種形式:一是由于曲線形鋼筋張拉時(shí)對管道壁施以正壓力而引起的摩擦,其值隨鋼筋彎曲角度的總和而增加,阻力較大。另一是由于管道對其設(shè)計(jì)位置的偏差致使接觸面增多,從而引起摩擦阻力,其值一般較小,但有時(shí)由于施工上疏忽,也可造成很大的麻煩。1張良孔道摩面培養(yǎng)的原因1.1管道位置偏差產(chǎn)生的摩阻(1)定位筋、定位網(wǎng)審圖計(jì)算時(shí)因鋼筋保護(hù)層厚度尺寸錯讀誤判;其次制孔膠管理論管徑與實(shí)際管徑尺寸不一致;再次因定位筋、定位網(wǎng)制作加工尺寸控制誤差,引發(fā)管道設(shè)定位置產(chǎn)生偏差而增生的摩阻。(2)鋼筋綁扎時(shí),因定位筋、定位網(wǎng)的綁扎點(diǎn)的位置理論值未與臺座的張拉壓縮預(yù)留值進(jìn)行實(shí)際校正,因管道長度定位位置與制梁臺座設(shè)計(jì)長度位置的尺寸不一致;其次,定位網(wǎng)孔眼尺寸偏大,管道位置固定不利,偏差較大而增生的摩阻。(3)制孔膠管經(jīng)多次循環(huán)抽拔而表面磨損,致使管徑變小,膠管本身抗變形的剛度減弱,從而加大了管道撓曲變形的可能性和產(chǎn)生偏位差值。1.2鋼筋混凝土安裝施工出現(xiàn)的變形(1)由于制孔膠管內(nèi)孔中未采取“穿筋加強(qiáng)或加壓加強(qiáng)”措施,加上制孔管自重的作用,在定位筋相鄰兩綁扎點(diǎn)間的節(jié)段膠管極易下垂,形成波浪形走向,致使孔道不順直;曲線孔道拋物線線型跨中左右兩側(cè)長度或高度位置不一致、不對稱而引發(fā)增生的管道摩阻。(2)制孔管定位綁扎的扎點(diǎn)稀疏,扎扣扎結(jié)松散,沒有保證膠管順直和位置居中準(zhǔn)確,從而遺留了孔道產(chǎn)生變形的隱患。(3)鋼筋吊裝作業(yè)時(shí),鋼絲繩長短不一,吊點(diǎn)稀疏不勻,沒有注重平直吊運(yùn),或吊運(yùn)過程中碰撞,使鋼筋骨架扭曲變形;分段鋼筋骨架落位不準(zhǔn),長度尺寸誤差過大,骨架傾斜,從而產(chǎn)生孔道走位、變形。(4)在混凝土灌筑時(shí),因過于集中下料,或一次性下料過多和過快,下料高度又高,如此而產(chǎn)生的重量沖力致使制孔管下壓走形。(5)在混凝土灌筑時(shí),因振動時(shí)間過長,產(chǎn)生孔道因砼漿過分?jǐn)D抬。抽芯時(shí),因搗固棒下插和上撥速度過快,深度未按管道位置的走向調(diào)節(jié)掌握,每棒抽撥間距不勻等原因,致使管道變形。(6)梁體鋼筋與孔道碰撞,致使孔道局部錯臺變形。(7)立、看模操平時(shí),因模型垂直度失控,模型產(chǎn)生偏斜、旁彎、走形而致使管道偏離設(shè)計(jì)位置。(8)端模與側(cè)模聯(lián)結(jié)定位不準(zhǔn),左右發(fā)生偏離,高度產(chǎn)生誤差過大;端?？追缆{塞管時(shí)沒有拉直制孔管,孔周圍堵塞不均勻,使孔道角度、位置產(chǎn)生偏差,如此引發(fā)摩阻。(9)鋼筋保護(hù)層控制不好,鋼筋綁扎質(zhì)量差,骨架剛度差,模型碰撞、擠占而偏斜產(chǎn)生管道偏位。1.3膠管抽拔與混凝土振搗聯(lián)合作用(1)制孔股管在抽拔過程中因表面磨損,致使管徑變小或失圓,從而使孔道的截面積減少,鋼絞線的空間位置變窄,兩者接觸面積增大,摩阻相應(yīng)增大。(2)膠管抽拔時(shí),砼強(qiáng)過低,或抽撥時(shí)間過早,砼自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差,致使孔道內(nèi)壁淺表性磨損或局部陷塌,孔道粗糙不光滑和下塌變形引發(fā)摩阻增大。(3)混凝土振搗不當(dāng),擾動預(yù)埋膠管,引起位置移位偏差;混凝土振搗不密實(shí),多氣泡、水泡孔和蜂窩、空洞,或混凝土離析,產(chǎn)生分層和石子堆壘,使孔道形成粗糙引發(fā)摩阻增大。(4)孔道中間搭接接頭聯(lián)接套筒長度過短,防漏漿措施不到位,管頭與管頭間接頭處理不恰當(dāng),致使聯(lián)接套筒內(nèi)殘留漏漿或管頭跑位。1.4錨下墊板安裝不嚴(yán)密引發(fā)管道摩阻(1)錨下墊板的過渡長度尺寸偏短,致使鋼絞線折角過大引起喇叭口而引發(fā)增大的管道摩阻。(2)錨下墊板小口直徑與橡膠管直徑偏差過大造成混凝土漿體流入,喇叭口且清理不凈而引發(fā)增大的管道摩阻。(3)端模板與錨墊板安裝不嚴(yán)密,漏漿后未清理即安裝錨具而引發(fā)增大的管道摩阻。(4)喇叭口橡膠護(hù)套不配套,引起漏漿造成管道偏心而引發(fā)增大的管道摩阻。1.5錨口摩阻的影響(1)鋼絞線直經(jīng)偏大或限位板槽深過淺引起錨口摩阻增大。(2)位擋板槽深與鋼絞線直徑不配套,刮傷鋼絞線,引起錨口摩阻的變化。(3)鋼絞線穿束時(shí)未編束引起錨口摩阻增大。(4)張拉時(shí),張拉千斤頂中心與孔道中心不同心而產(chǎn)生的孔道摩阻。2減少孔道摩擦的方法2.1質(zhì)量保證能力的測定(1)制孔膠管管徑的檢測和調(diào)選,剔除不符規(guī)格尺寸要求的膠管。(2)制孔膠管按使用周期定期進(jìn)行抗拉強(qiáng)度、拉伸率、抗疲勞強(qiáng)度的檢定,剔除不符性能要求的膠管,增強(qiáng)膠管的質(zhì)量保證能力。(3)制孔膠管管孔內(nèi)穿入鋼絞線或采用加壓法,以增強(qiáng)膠管抗變形能力。(4)特制制孔膠管吊架吊具,使膠管平直平行吊運(yùn),嚴(yán)禁在膠管中間地帶單點(diǎn)起吊,以免膠管形成死彎;以上措施利于保證成型孔道按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確定位,以減少摩阻預(yù)應(yīng)力損失。2.2減少摩阻預(yù)應(yīng)力損失的措施(1)保持孔管位置準(zhǔn)確、孔道順直、以減少摩阻預(yù)應(yīng)力損失,這是減少摩阻預(yù)應(yīng)力損失的基礎(chǔ)保證。(2)保證制孔管搭接接頭綁扎質(zhì)量,防止接頭錯臺、走位和脫落。2.3注意立模和灌溉注重首先采用砼灌筑下料的規(guī)范方法、標(biāo)準(zhǔn)把控振動時(shí)間、選用成熟的抽芯技法等綜合工法措施,以確?？椎雷呦蚱巾?孔道砼密實(shí),內(nèi)壁光滑。2.4預(yù)應(yīng)力筋張拉在擬定預(yù)應(yīng)力筋的張拉程序時(shí),應(yīng)考慮如何降低預(yù)應(yīng)力筋與管道間的摩阻力,為減少摩阻損失,可以采用兩端張拉或重復(fù)張拉的方法。預(yù)應(yīng)力筋(鋼束)的張拉大致分為兩階段:第一階段:將預(yù)應(yīng)力筋(鋼束)張拉至設(shè)計(jì)控制應(yīng)力,隨即放松至零,如此進(jìn)行數(shù)個(gè)循環(huán)借以降低摩阻力和使預(yù)應(yīng)力筋(鋼束)應(yīng)力較為均勻。第二階段:將預(yù)應(yīng)力筋(鋼束)超張拉至最大限值,并保持此拉力最好不少于5min以上,以消除預(yù)應(yīng)力筋(鋼束)應(yīng)力的大部分松弛損失。同時(shí)宜采用適當(dāng)?shù)某瑥埨﹀^固的辦法來抵消摩阻預(yù)應(yīng)力損失,必須指出,欠拉固屬不行,超拉也不應(yīng)過量,否則將