一种用于智慧快速路的预制小箱梁预应力工程施工方法

文档序号:745412 发布日期:2021-04-23 浏览:3次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于智慧快速路的预制小箱梁预应力工程施工方法 (Prefabricated small box girder prestress engineering construction method for intelligent express way ) 是由 李洁 王荔 那明岩 罗辉 史龙 刘鹏程 于 2020-12-17 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种用于智慧快速路的预制小箱梁预应力工程施工方法,预制小箱梁预应力工程施工方法具体包括以下步骤:S1:施工放样;S2:绑扎底、腹板钢筋;S3:安装底、腹板预应力管道;管道安装随预制小箱梁钢筋绑扎同步进行;S4:安装模板;S5:绑扎顶板钢筋;S6:安装顶板预应力管道;S7:锚板安装;管道安装完成后,梁端模板封模前,即进行锚板安装,锚板与预应力管道垂直安装;S8:安装端头模板;本发明相对于传统的预制节段梁,大幅减少了节段数量,简化施工;本发明采用体内预应力的形式,可通过控制压浆质量保证结构耐久性,降低结构维护费用,具有施工安全方便,可行性好,可靠性高。(The invention discloses a construction method of a prefabricated small box girder prestress project for an intelligent express way, which specifically comprises the following steps: s1: construction lofting; s2: binding bottom and web plate reinforcing steel bars; s3: mounting a bottom and web prestressed pipeline; the pipeline installation is carried out synchronously with the binding of the prefabricated small box girder reinforcing steel bars; s4: installing a template; s5: binding a top plate steel bar; s6: mounting a top plate prestressed pipeline; s7: mounting an anchor plate; after the pipeline is installed, before the beam end template is sealed, the anchor plate is installed, and the anchor plate is vertically installed with the prestressed pipeline; s8: installing an end template; compared with the traditional prefabricated section beam, the number of sections is greatly reduced, and construction is simplified; the invention adopts the form of in vivo prestress, can ensure the durability of the structure by controlling the grouting quality, reduces the maintenance cost of the structure, and has the advantages of safe and convenient construction, good feasibility and high reliability.)

一种用于智慧快速路的预制小箱梁预应力工程施工方法

技术领域

本发明属于预应力工程施工技术领域,具体涉及一种用于智慧快速路的预制小箱梁预应力工程施工方法。

背景技术

高速公路预制小箱梁通常为预应力小箱梁,在小箱梁的张拉过程中需要进行不同强度的预应力张拉处理。钢丝的张拉强度从10%到100%不等,钢丝的张拉到强度增加过程中,钢丝的强度变化度大,如果发生钢丝断裂事故,钢丝反弹时反弹力度大,冲击力度强,严重威胁到现场工作人员的生命安全。现有技术中通常是在预应力张拉过程中,在小箱梁的两端设置防撞土堆,或者修建专用的防撞混凝土墙,这两种方法虽然能够在一定程度上起到防护作用,但是其整体存在以下缺陷:1.防撞墙体积大,占用过大的施工场地;2.防撞墙容易损坏变形,需要不定期维护;3.防撞墙刚性较大,在冲击下容易倒塌造成二次伤害;4.防撞混凝土在现场施工完成后,难以处理,对于环境影响较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于智慧快速路的预制小箱梁预应力工程施工方法,相对于传统的预制节段梁,大幅减少了节段数量,简化施工;本发明采用体内预应力的形式,可通过控制压浆质量保证结构耐久性,降低结构维护费用,具有施工安全方便,可行性好,可靠性高。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

一种用于智慧快速路的预制小箱梁预应力工程施工方法,预制小箱梁预应力工程施工方法具体包括以下步骤:

S1:施工放样;

S2:绑扎底、腹板钢筋;

S3:安装底、腹板预应力管道;管道安装随预制小箱梁钢筋绑扎同步进行;

S4:安装模板;

S5:绑扎顶板钢筋;

S6:安装顶板预应力管道;

S7:锚板安装;管道安装完成后,梁端模板封模前,即进行锚板安装,锚板与预应力管道垂直安装;

S8:安装端头模板;用定位螺栓将锚垫板固定在模板上,锚垫板喇叭口与孔道用防水生胶带及塑料胶带密封缠裹;

S9:浇筑箱梁混凝土;

S10:混凝土养护;

S11:预应力筋穿束;采用钢绞线作为预制小箱梁的预应力筋,标准尺寸为Φs15.20mm,标准强度为1860MPa,弹性模量为1.95×105,单股钢绞线面积为140mm2

S12:锚固;锚具选用YJM15型夹片式锚具及其配件,与预应力管道相匹配;

S13:张拉;预应力张拉前拆除箱梁侧模,保留底模;

S14:管道压浆;管道压浆采用真空压浆工艺,压浆材料采用成品压浆料,强度等级不小于预制小箱梁结构强度;

S15:梁端封锚;封锚采用无收缩高性能C50细石混凝土,水胶比不大于0.4,封锚混凝土厚度不小于5cm。

作为本发明进一步的方案:S7锚板安装施工过程中,锚板与预应力管道采用专用连接接头连接,连接接头为抱箍形式。

作为本发明进一步的方案:S7锚板安装施工过程中,锚垫板灌浆孔道使用同径管丝封堵,在锚垫板与模板间衬垫泡沫板。

作为本发明进一步的方案:S11预应力筋穿束施工前,保持管道干燥、清洁,采用空气压缩机清除管道杂质;对钢绞线单根和整束进行编号,使预应力筋两端编号相同,与锚具各孔的编号一致。

作为本发明进一步的方案:S12锚固施工过程中,用预应力筋和锚具组装件进行静载试验检测,以锚具效率系数ηa和达到实测极限拉力时组装件受力长度的总应变εapu,确定锚具的静载锚固性能符合要求。

作为本发明进一步的方案:S12锚固施工过程中,锚具和连接器安装于孔道对中,夹片外露长度一致,锚具或其附件上需设压浆排气孔。

作为本发明进一步的方案:S13张拉施工过程中,预应力筋的张拉顺序依次为N2→N1→N3→N4,同一编号的预应力筋由中间向两侧顺序进行,且必须同时对称张拉;张拉程序为0→初应力(0.1σcon)→控制张拉应力σcon→持荷5分钟→锚固;预应力张拉要求引伸值和张拉应力双控制,以应力控制为主,伸长值作为校验。

作为本发明进一步的方案:S13张拉施工过程中,张拉完毕后,经检查无滑丝现象即可切割钢绞线;张拉后外露预应力筋多余长度用砂轮切割机进行切割,切口距锚头3cm处;钢绞线切割采用砂轮切割机,切割时保护两端锚具和周围钢丝。

作为本发明进一步的方案:S14管道压浆施工过程中,浆液由拌制完成至压入孔道的时间不超过40分钟,同一孔道压浆需连续进行、不得中断,并保持排气孔通畅;发生孔道堵塞、或因故中断压浆时,及时用压力水冲洗孔道,并应保持压浆管喷嘴与压浆孔连接;

压浆泵输浆压力保持在0.7~0.8MPa,并稳压5分钟以上,压浆后及时检查压浆密实情况,如不密实,及时补浆。

作为本发明进一步的方案:S15梁端封锚施工过程中,孔道压浆后立即将梁端浆液冲洗干净,清除垫板、锚具及梁端面混凝土的污垢,并对梁端面凿毛处理;

安装封锚端钢筋网片,固定封端模板,灌注封锚混凝土,封锚时留设排气孔;

封锚混凝土的养护采用塑料薄膜封闭养护,养护时间≥14天。

本发明的有益效果为:本发明施工方法相对于传统的预制节段梁,大幅减少了节段数量,简化施工;本发明采用体内预应力的形式,可通过控制压浆质量保证结构耐久性,降低结构维护费用,具有施工安全方便,可行性好,可靠性高。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解,下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明施工流程示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示,一种用于智慧快速路的预制小箱梁预应力工程施工方法,预制小箱梁预应力工程施工方法具体包括以下步骤:

S1:施工放样;

S2:绑扎底、腹板钢筋;

S3:安装底、腹板预应力管道;管道安装随预制小箱梁钢筋绑扎同步进行;

S4:安装模板;

S5:绑扎顶板钢筋;

S6:安装顶板预应力管道;

管道材料进场时,立即组织进行管道进场验收,并检查质量证明文件和产品合格证,确认无误后方可进场。波纹管应不漏浆、不漏水、不脱节,具有一定的刚度,表面无孔眼和裂隙。

管道进场验收合格后,3天内组织对预应力管道见证取样,送至具备检验资格的第三方实验室进行检测,确认管道质量合格,具备使用条件。

施工前对预应力管道进行外观质量检查,如管道表面出现破损、腐蚀、污染等,不得使用。

管道安装随预制小箱梁钢筋绑扎同步进行,避免返工。

管道定位根据箱梁标准钢模板尺寸,结合施工图纸进行排版、定位,确保预应力管道定位准确。

接头由大一号的波纹管作为接头管,重叠15~20cm,接口处用热熔连接。

施工中遇到预应力管道与箱梁钢筋冲突时,需调整箱梁钢筋,保证预应力管道埋设位置准确。

波纹管用定位钢筋按设计坐标定位。预应力管道使用“井”字形定位钢筋固定,直线段间距75cm,曲线段间距50cm。定位钢筋与梁体钢筋应焊牢,以防止浇筑混凝土过程中波纹管上浮和波纹管发生挤压变形。

波纹管安装就位过程中尽量避免反复弯曲,以防管壁开裂。

预应力管道安装过程中注意管道保护,防止管道施工过程中造成拉伤、破损、变形。

波纹管安装好后,派专人检查波纹管的位置和形状是否与设计相符,固定是否牢靠,接头是否完好,管壁有无破损,如有破损,用缠胶布的方法修补。

进行焊接作业时,需采取遮挡措施,避免焊渣烫伤管道。

箱梁混凝土浇筑前,请监理方进行浇筑前质量验收,确认无误后,方可进行混凝土浇筑。

混凝土浇筑过程中,安排专人进行检查,如发现管道破损、漏浆,及时修补。避免混凝土进入管道内部,影响钢绞线穿束。

S7:锚板安装;管道安装完成后,梁端模板封模前,即进行锚板安装,锚板与预应力管道垂直安装;

锚板进场时,立即组织进行进场验收,确认锚具外观质量符合要求,无锈蚀、破损、变形等,外形尺寸公差需符合设计及规范要求,并检查质量证明文件和产品合格证,确认无误后方可进场。

锚板进场验收合格后,3天内组织对锚具见证取样,送至具备检验资格的第三方实验室进行检测,确认锚具质量合格,具备使用条件。

锚板与预应力管道采用专用连接接头连接,连接接头采用抱箍形式。

安装时注意对锚板位置进行调整,保证锚板与预应力管道垂直安装,避免角度偏差。

锚垫板与波纹管连接处用胶布包扎,以防脱落进入砂浆或混凝土。

锚板安装完成后,进行外观质量和密封情况检查,不得有孔隙、渗漏现象。

S8:安装端头模板;用定位螺栓将锚垫板固定在模板上,锚垫板喇叭口与孔道用防水生胶带及塑料胶带密封缠裹;

S9:浇筑箱梁混凝土;

S10:混凝土养护;

S11:预应力筋穿束;采用钢绞线作为预制小箱梁的预应力筋,标准尺寸为Φs15.20mm,标准强度为1860MPa,弹性模量为1.95×105,单股钢绞线面积为140mm2

预应力筋进场时,立即组织进行进场验收,确认外观质量符合要求,无锈蚀、破损、变形、扭曲、破损等,外形尺寸公差需符合设计及规范要求,并检查质量证明文件和产品合格证中性能指标,满足设计要求,型式检验报告中的检验项目及检查结果符合现行国家规范的要求,确认无误后方可进场。

钢绞线进场应成批检查和验收,每批钢绞线由同一牌号、同一规格、同一生产工艺捻制的钢绞线组成,且每批重量不得超过60t。

预应力筋进场验收合格后,按照国家标准规程规范要求进行见证取样,送至具备检验资格的第三方实验室进行检测,确认质量合格,具备使用条件。

预应力筋存放应保持清洁,在存放和搬运过程中应避免使其产生机械损伤和有害的锈蚀。进场后的存放时间不宜超过6个月,且宜存放在干燥、防潮、通风良好、无腐蚀气体和介质的仓库内;在室外存放时,不得直接堆放于地面,应支垫并遮盖,防止雨露和各种腐蚀介质对其产生不利影响。

S12:锚固;锚具选用YJM15型夹片式锚具及其配件,与预应力管道相匹配;

锚具、夹具及连接器进场时,立即组织进行进场验收,确认其外观质量、尺寸偏差符合要求,无锈蚀、破损、裂纹、变形等,外形尺寸公差需符合设计及规范要求,并检查质量证明文件和产品合格证,确认无误后方可进场。

锚具应配套使用,同一构件中应使用同一生产厂家的产品,不同厂家生产的锚具不应混用。

S13:张拉;预应力张拉前拆除箱梁侧模,保留底模;

预制小箱梁混凝土强度达到设计强度的100%且龄期不少于10天后,方可进行预应力筋张拉。

预应力张拉前,对张拉区域采用安全警戒绳进行区域隔离,与张拉作业无关人员禁止入内,专职安全员对张拉作业进行全过程监护。

千斤顶、油表、油泵均有资质的计量部门进行配套校准标定,并出具正式检验标定证书,检验合格后进行使用。

S14:管道压浆;管道压浆采用真空压浆工艺,压浆材料采用成品压浆料,强度等级不小于预制小箱梁结构强度;

压浆料进场后,立即组织进行进场验收,确认其外观包装、密封情况等,并检查质量证明文件和产品合格证中性能指标,满足设计要求,确认无误后方可进场。

压浆料进场验收合格后,按照国家标准规程规范要求进行见证取样,送至具备检验资格的第三方实验室进行检测,确认质量合格,具备使用条件。

根据孔道形式、灌浆方法、材料性能及设备等条件由第三方实验室进行浆液适配。浆液适配应符合下列要求:

应根据施工采用的制浆机的转速,确定适配时试验机的转速,保证制浆参数一致;

实验室配合比的强度等级应不小于设计强度等级的1.15倍。

在正式进行压浆作业前,应对实验室配合比进行现场工艺验证,确保施工条件下压浆液的性能指标。

预应力管道在压浆前应用压力水冲洗,以排除孔内粉渣等杂物,保证孔道畅通。冲洗后用空压机吹去孔内积水,但需保持孔道湿润,从而保证水泥浆与孔壁结合。在冲洗过程中,如发现有冒水、漏水现象,则应及时堵塞漏洞。

压浆采用循环智能压浆设备,集材料计量、自动拌和、浆料输送、真空压浆、压力控制于一体。连接压浆管,按下启动压浆即可自动完成压浆、循环和持压过程,持压完成后生成压浆记录。

压浆应缓慢、均匀进行,并应有适当稳压时间,直至排气孔排出与压浆料相同流动性的浆体后,关闭出浆口阀门,持荷5min关闭连接管和输浆管嘴,方可终止压浆、封闭压浆孔。

S15:梁端封锚;封锚采用无收缩高性能C50细石混凝土,水胶比不大于0.4,封锚混凝土厚度不小于5cm。

封锚混凝土的配合比必须经过试验,强度符合设计要求,且微膨胀,以防砼收缩产生裂缝。

孔道压浆后应立即将梁端浆液冲洗干净,清除垫板、锚具及梁端面混凝土的污垢,并对梁端面凿毛处理。

按设计要求,安装封锚端钢筋网片,固定封端模板,灌注封锚混凝土。封锚时应留排气孔,保证空气排出。

封锚混凝土及时抹面压光,封锚后混凝土面与梁体混凝土不得有明显错台,封锚混凝土表面须经三次抹压。

封锚混凝土的养护采用塑料薄膜封闭养护,养护时间≥14天。

S7锚板安装施工过程中,锚板与预应力管道采用专用连接接头连接,连接接头为抱箍形式。

S7锚板安装施工过程中,锚垫板灌浆孔道使用同径管丝封堵,在锚垫板与模板间衬垫泡沫板,防止进浆堵管。

S11预应力筋穿束施工前,保持管道干燥、清洁,采用空气压缩机清除管道杂质;对钢绞线单根和整束进行编号,使预应力筋两端编号相同,与锚具各孔的编号一致。

预应力筋穿束前应保持管道干燥、清洁,采用空气压缩机清除管道杂质。

为防止钢绞线散开不易穿通,宜用人工穿束。

当钢束较长时,先进行钢绞线编束,然后使用专用工具将头部包裹;最后使用专用牵引工具完成穿束。

S12锚固施工过程中,用预应力筋和锚具组装件进行静载试验检测,以锚具效率系数ηa和达到实测极限拉力时组装件受力长度的总应变εapu,确定锚具的静载锚固性能符合要求。

S12锚固施工过程中,锚具和连接器安装于孔道对中,夹片外露长度一致,锚具安装完成后及时张拉;锚具或其附件上需设压浆排气孔,孔的位置及尺寸满足管道压浆施工需要;千斤顶安装时,工具锚应与工作锚对正,工具锚和工作锚之间的各根预应力筋不得错位、扭绞。

S13张拉施工过程中,预应力筋的张拉顺序依次为N2→N1→N3→N4,同一编号的预应力筋由中间向两侧顺序进行,且必须同时对称张拉;张拉程序为0→初应力(0.1σcon)→控制张拉应力σcon→持荷5分钟→锚固;预应力张拉要求引伸值和张拉应力双控制,以应力控制为主,伸长值作为校验。

预应力张拉要求引伸值和张拉应力双控制,以应力控制为主,伸长值作为校验。根据试验测定的预应力筋弹性模量E’,校正设计引伸量,且实测引伸量与设计引伸量两者误差应控制在±6%以内,如发现伸长值异常,停止张拉,查明原因。

根据《公路桥涵施工技术规范》预应力筋的理论伸长值计算:

ΔLL=PPL/APEP

PP——预应力筋的平均张拉力(N);

L——预应力筋的长度(mm);

AP——预应力筋的截面面积(mm2);

EP——预应力筋的弹性模量。

预应力筋张拉时,应先调整到初应力σ0,初应力宜为张拉控制应力σcon的10%~25%,伸长值应从初应力时开始量测。预应力筋的实际伸长值除量测的伸长值外,尚应加上初应力以下的推算伸长值。预应力筋的实际伸长值ΔLs计算:

ΔLs=ΔL1+ΔL2

式中:

ΔL1为从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值(mm);

ΔL2为初应力一下的推算伸长值(mm)。

张拉设备采用智能张拉设备,张拉系统由电脑、控制主机、千斤顶三部分组成,施工时,锚具、千斤顶安装到位后启动自动控制系统,自动完成整个张拉作业,实现张拉控制力及钢绞线伸长量的控制、数据处理、记忆。

张拉设备在使用前必须经有资质的计量部门进行配套校准标定,并出具正式检验标定证书,检验合格后进行使用。根据标定确定油表读数与千斤顶张拉力间的关系,及标定时的离散值来判断千斤顶、油泵或油表是否出现损坏。

当出现下列情况之一者,应对张拉设备重新进行标定:

(1)千斤顶使用超过6个月;

(2)张拉次数超过300次;

(3)使用过程中千斤顶或压力表出现异常;

(4)千斤顶检修或更换配件后。

安装千斤顶时要保证千斤顶、锚垫板及工作锚三者同心,且与锚垫板垂直,锚具、夹片严禁有油污。

张拉前进行管道清孔。预应力管道在压浆前应用压力水冲洗,以排除孔内粉渣等杂物,保证孔道畅通。冲洗后用空压机吹去孔内积水,但需保持孔道湿润,从而保证水泥浆与孔壁结合。在冲洗过程中,如发现有冒水、漏水现象,则应及时堵塞漏洞。

张拉时标定的千斤顶及油表要配套使用,严禁混用。

张拉过程中,台座后方严禁站人,操作人员应站在张拉设备侧面,操作过程中专职安全员全程监护,并设置区域隔离警戒绳,无关人员严禁入内。

在整个张拉过程中,专人做好张拉原始记录,并进行录像,做好影像资料。

在预应力张拉和锚固过程中或锚固完成后,均不得大力敲击或震动锚具。预应力筋放张时,宜采用专用的放张装置松开。

S13张拉施工过程中,张拉完毕后,经检查无滑丝现象即可切割钢绞线;张拉后外露预应力筋多余长度用砂轮切割机进行切割,切口距锚头3cm处;钢绞线切割采用砂轮切割机,切割时保护两端锚具和周围钢丝。

张拉过程中应注意的事项:

张拉时发现不正常情况时,应立即摁下“暂停张拉”按钮,并查找、分析原因。

张拉时由专职质检员旁站监督,严格按设计张拉顺序对称逐级进行。认真记录压力表读数值及钢绞线伸长值,同时检查有无断丝、滑丝现象。

S14管道压浆施工过程中,浆液由拌制完成至压入孔道的时间不超过40分钟,同一孔道压浆需连续进行、不得中断,并保持排气孔通畅;发生孔道堵塞、或因故中断压浆时,及时用压力水冲洗孔道,并应保持压浆管喷嘴与压浆孔连接;

压浆泵输浆压力保持在0.7~0.8MPa,并稳压5分钟以上,压浆后及时检查压浆密实情况,如不密实,及时补浆。

压浆过程及压浆结束后48h内,构件混凝土温度及环境温度不得低于5℃,否则应采取保温措施,按冬期施工要求处理,但在浆液中不得掺用防冻剂。当环境温度高于35℃时,压浆宜夜间进行。

压浆后要及时进行养护。未压浆或水泥浆强度未达到规定强度时不准移动箱梁。

每次压浆必须留取不少于三组标准试件(40*40*160mm),标准养护28天,以其抗压强度和抗折强度作为水泥浆的质量评定依据。

质量控制注意事项:

在压浆前使用空压机先行将残留在管道中的水份或脏物排除,确保真空辅助浆工作能够顺利进行;

整个连通管路的气密性必须认真检查,合格后方能进入下一道工序;

浆体搅拌时,水、水泥和外加剂的用量都必须严格控制;

必须严格控制用水量,对未及时使用而降低了流动性的水泥浆,严禁采用增加水的办法来增加其流动性;搅拌机内搅拌好的浆体每次应全部到尽,在浆体全部到出之前,不得投入未拌和的材料,更不能采取边出料边进料的方法。

S15梁端封锚施工过程中,孔道压浆后立即将梁端浆液冲洗干净,清除垫板、锚具及梁端面混凝土的污垢,并对梁端面凿毛处理;

安装封锚端钢筋网片,固定封端模板,灌注封锚混凝土,封锚时留设排气孔;

封锚混凝土的养护采用塑料薄膜封闭养护,养护时间≥14天。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

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