懸浮式張拉在吉利河特大橋體外預應力中應用

摘要: 本文介紹中的懸浮式張拉在吉利河特大橋體外預應力中應用。
關(guān)鍵詞:懸浮式預應力張拉；體外預應力成品索
       1  工程概況
        1.1 橋型簡(jiǎn)介  吉利河大橋主橋為左幅31.5+35+50.5+30+36.5m、右幅31.5+35.0+50.5+35.0+31.5m的變截面預應力混凝土連續箱梁。設計荷載為汽超-20級，掛車(chē)-120，設計時(shí)速120km/h。本次體外預應力加固維修首先對主橋的腹板豎向、縱向和U型裂縫進(jìn)行補強處理，處理方案采用灌膠封閉和粘貼鋼板；然后對箱梁橫隔板砼鑿毛，布置鋼筋后澆筑砼，增大截面加固；最后澆筑新增砼齒板、錨塊，安裝體外束進(jìn)行體外預應力張拉。其中齒板對應的箱梁外側粘貼碳纖維布補強。
        1.2 吉利河大橋體外預應力情況簡(jiǎn)介  體外預應力位于吉利河大橋（左、右幅）的第11～15跨連續箱梁的箱內，主要采用體外預應力鋼束加固。鋼絞線(xiàn)采用標準強度1860Mpa、直徑φs15.2高強度低松弛、帶PE護套的環(huán)氧涂層鋼絞線(xiàn)。由于原連續梁結構分為五個(gè)互相獨立封閉的箱體，所以進(jìn)入箱梁的通道需另外開(kāi)設。
        1.2.1 張拉方法的選擇  由于錨具其錨固對象是環(huán)氧噴涂鋼絞線(xiàn)，保證張拉過(guò)程中環(huán)氧涂層的完好無(wú)損，因此，選擇如何進(jìn)行張拉是相當重要的�？紤]到索很長(cháng)，伸長(cháng)量很大， 千斤頂的最大行程只有20cm，實(shí)際操作時(shí)最大行程一般控制不超過(guò)18cm。
        1.2.2 系桿布置  整個(gè)系桿貫穿11~15跨，在每段箱梁中間設置三束系桿，在箱梁底部端設置了錨固區，在其它部位的每個(gè)橫梁中間，設置鋼材制成的圓孔，系桿里面裝有減振器，起約束作用，系桿沿橋向都為直線(xiàn)形式。
　　1.2.3 基本原理  懸浮法張拉的基本原理：在YCW30O千斤頂前部位增加一套工具錨及支架，在千斤頂與錨板間設可調限位板，除了設前工具錨外，還設有后工具錨。在每次張拉時(shí)后自動(dòng)工具錨夾片處于放松狀態(tài)，在完成一個(gè)行程回程時(shí)由前自動(dòng)工具錨夾片鎖緊鋼絞線(xiàn)，多次倒頂，直到張拉到設計噸位。
        2  施工方案
        2.1 總體施工順序  a.進(jìn)行梁體開(kāi)孔（兩端和橋面分開(kāi)進(jìn)行）進(jìn)入梁體調查內部情況，b.施工放樣測定新增齒板錨塊和鋼束位置,c. 按照設計圖紙核對原結構各部尺寸，d.新增齒板施工，e.應力鋼束安裝安裝傳感器， f.預張拉（消除彎沉、變形等），g.正式張拉（同時(shí)進(jìn)行監控），h.安裝減震器、施工錨塊，i.最終防護、檢查、監控驗收。
        2.2 施工要求  ①材料技術(shù)要求：a.鋼絞線(xiàn)：采用環(huán)氧噴涂鋼絞線(xiàn)單層無(wú)粘結鋼絞線(xiàn)（OVM－U1），公稱(chēng)直徑15.2mm，單根鋼絞線(xiàn)公稱(chēng)面積139mm2，制成12（15）束的成品索。錨具、錨墊板、傳感器、錨下螺旋箍筋等均采用其配套產(chǎn)品。b.預應力束防護：選用帶HDPE套管的成品索。②施工工藝要求：預應力鋼筋（束）穿束、張拉、防護，穿束與張拉是重點(diǎn)和難點(diǎn)。a.精確裁切鋼絞線(xiàn)并按照設計圖紙數量和位置編號b.橫隔板鉆孔、穿束，c.調整鋼束張拉端工作長(cháng)度，安裝錨具、錨下傳感器，d.齒板砼強度大于95％，準備張拉，e.對鋼束整體兩側、兩端同時(shí)對稱(chēng)張拉鋼束，最后一次張拉完畢后，在工作錨板上給夾片安裝防松裝置，并切割多余鋼絞線(xiàn)。
        3  施工方法
        3.1 鋼束制作、防護與安裝  a．根據工作長(cháng)度和設計長(cháng)度定制定長(cháng)成品鋼束并按照圖紙編號。b．成品鋼束本身是有一層防護層的，安裝過(guò)程中要采取了牽引導向架和轉角橡膠板等防護措施，避免了穿束過(guò)程對防護層的破壞。c．首先根據設計長(cháng)度定制鋼束，分部位、規格堆放。穿束采用卷?yè)P機在箱梁內部從一端向另一端牽引進(jìn)行。鋼束整體的縱向移動(dòng)在特制的滾輪和支架上拖拉，避免了硬性磕碰。為了盡量減少鋼束自重下彎對長(cháng)度的影響，需要按3m左右的間隔設置臨時(shí)支撐架。以保證鋼束平直成線(xiàn)。         3.2 傳感器的安裝  使用歐威姆機械有限公司生產(chǎn)的CLY型傳感器。廠(chǎng)家根據錨墊板類(lèi)型確定的傳感器外形尺寸，施工安裝時(shí)施工單位加工了臨時(shí)定位墊板，并對錨具壓環(huán)周邊的平整度進(jìn)行了調整，使之與錨墊板密帖。通過(guò)施工張拉過(guò)程來(lái)看，傳感器與錨墊板的密帖（質(zhì)量）程度，直接關(guān)系到傳感器的初始讀數的精度。
        3.3 預應力鋼索張拉  本體外預應力鋼束的張拉是本工程的關(guān)鍵和重點(diǎn)工序。需要對張拉技術(shù)指標進(jìn)行控制，必須據根設計文件要求對結構體進(jìn)行監控。a.張拉過(guò)程選在車(chē)流量最低的時(shí)間段整幅封閉進(jìn)行。b．張拉控制應力σcon按照設計要求執行（σcon=1116MPa）。根據實(shí)際情況，施工現場(chǎng)確定的張拉順序。c．張拉控制采用應力和伸長(cháng)量雙控，即以應力控制（張拉力）為主，以伸長(cháng)量（引伸值）校核為輔，實(shí)際伸長(cháng)值與理論伸長(cháng)值的差值控制在±6％以?xún)�。d．預應力筋的伸長(cháng)值ΔL（mm）依據有關(guān)結果。對張拉過(guò)程中產(chǎn)生的錨頭彈性壓縮值一般不會(huì )考慮。e．對張拉孔道要求要精確。f．張拉：3~4次張拉。0→初應力（10％σcon）→→→→→→100%σcon（持荷2min，錨固）。g．兩端同時(shí)張拉，兩端千斤頂升降、畫(huà)線(xiàn)、測伸長(cháng)量、插墊等工作應該基本一致。施工過(guò)程中，需要和橋梁監控人員保持有效溝通，對需要監控的指標進(jìn)行認真校核，出現異常，現場(chǎng)及時(shí)溝通解決方案。
        3.4 減震器安裝  a．安裝順序：焊接鋼板C和N1鋼筋→種植鋼筋N1→焊接、安裝支架（支架鋼板A的高度H需要根據實(shí)際高度現場(chǎng)量測以后訂做）→安裝索夾→栓接索夾及支架。b．索夾外露部分涂刷防銹漆。c．必須消除焊接變形。
        3.5 錨頭防護  按照廠(chǎng)家配套的防護設施，在張拉完成的錨頭外部安裝夾片壓蓋和外防護罩，錨具密閉腔和防護罩空間內注油脂（潤滑油）防腐防護。
        4  懸浮法張拉與普通法張拉的區別及優(yōu)缺點(diǎn)
        ①所需機具、設備不同懸浮法除和普通張拉法相比，多增加了支撐架，且工具錨分前工具錨和后工具錨，在限位板前還多增加了壓緊器。②工作過(guò)程不同。懸浮法張拉是在普通張拉法的基礎上增加了支撐架和一套前工具錨，這樣在多次回油倒頂的過(guò)程中，使前工具錨代替了工作錨受力。③起到的效果不同  懸浮法張拉同懸浮張拉相比在整個(gè)張拉過(guò)程中沒(méi)有讓工作夾片受力，有效的保護了工作夾片，同時(shí)避免了應力的損失。④工作夾片錨固的方式不同  懸浮法張拉工作夾片是通過(guò)壓緊器進(jìn)行預壓緊，雖然回油過(guò)程中鋼絞線(xiàn)也有會(huì )微量的回縮導致應力損失，但其損失已經(jīng)相當小。
        5  結語(yǔ)
        在某些鋼索較長(cháng)的場(chǎng)合下，懸浮法張拉優(yōu)于普通張拉法是個(gè)不爭的事實(shí)，在施工中也值得推廣。在佛開(kāi)高速吉利河大橋體外索張拉中，成功的使用了懸浮法張拉，起到了很好的效果，同時(shí)也積累了懸浮法張拉的施工經(jīng)驗以便促進(jìn)懸浮法張拉的進(jìn)一步完善和推廣。

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