• 收藏
  • 加入书签
添加成功
收藏成功
分享

浅谈后张法铁路T梁预应力施工

李建伟   
卷宗
2013年12期

摘 要:后张法预应力铁路简支T梁在当代铁路建设中得到广泛应用。预应力施工是T梁预制的核心部分,文章主要阐述了预应力计算、校核、预应力施工操作要点以及应注意事项。

关键词:铁路T梁;预应力计算;施工工艺

预应力张拉施工作为T梁施工中的核心技术,其施工质量的好坏将直接影响到T梁结构的抗裂性、可靠性,甚至影响到桥梁结构的使用安全性,对桥梁的质量起着至关重要的作用。因此预应力张拉施工要在预应力钢束隐蔽之前进行严格的质量控制。因此必须进行精确的计算、正确的操作方法和严格的施工工艺。

1 预应力施工操作要点

《客货共线铁路预制后张法简支T梁(角钢支架方案)》通桥图纸所设计的后张法铁路T梁,张拉锚固体系采用自锚式拉丝体系,锚具采用夹片式锚具二次张拉工艺。现根据此设计进行如下施工操作。

1.1 钢绞线制束

备料:领取经复验合格的钢绞线,运至制束场地,立放在地上。在制束场地上设置放线框架和摆放槽钢,放线架主要起约束作用,并在槽钢内作出准确的下料长度标记。

下料截断:钢绞线拉到规定长度,在切割口两侧各30mm处先用铁丝绑扎,用砂轮切割锯切断,严禁使用电切割和气切割,以免损伤钢绞线。

钢绞线的下料长度可按下式计算,并通过试用后进行修正:

L=L1+2L2+2L3+2L4

式中:

L—钢绞线下料长度(mm);

L1—管道长度(mm);

L2—锚板厚度;

L3—千斤顶工作长度(油顶高度+限位板的有效高度);

L4—长度富余量,可取100mm。

编束:按每束规定根数和长度,用22号铁线编扎,两头距端头5~10cm处用两根铁线绑扎。其余每隔2.0m绑扎一道,使编扎成束顺直不扭转。成束后,以直线状态按梁跨分类存放于垫木上。搬运时,各支点距离不得大于3m,端悬长度不得大于1.0m。

1.2 千斤顶的校正

㈠千斤顶标定要求:

有效期不得超过一个月,在张拉作业前必须经过校正,确定其校正系数。除此之外,千斤顶在下列情况下还必须重新进行校正:

已张拉作业达200次。

千斤顶使用过程中出现异常现象时

千斤顶经过拆修之后。

㈡千斤顶的校正方法:

千斤顶与已校正过的油压表配套编号。千斤顶、油压表、油泵安装好后,试压三次,每次加压至最大使用压力的110%,加压后维持5min,其压力下降不超过3%,即可进行正式校正工作。

顶压机(压力环)校正法:将千斤顶放在压力机(压力环)上,开动油泵,使千斤顶顶压试验机(压力环),测读千斤顶或油泵上油表读数(精度0.40级标准油表)及相应压力机的标示读数,重复三次,取其平均值。校正系数计算公式如下:

注:校正千斤顶用的压力机(压力环)必须在有效期限内,效验有效期为一年。

千斤顶校正系数K大于1.0且小于1.05时,则按实际数采用;如校正系数大于1.05或小于1.0时,则该千斤顶不得使用,应重新检修并校正。

1.3 预应力张拉条件

㈠初张拉:

当梁体混凝土强度达到设计强度30+3.5Mpa,拆除模板后,方可进行初张拉。初张拉后梁体方可吊离台座。张拉数量、位置及张拉值应符合设计要求。

㈡终张拉:

张拉前实施混凝土强度、弹性模量、混凝土龄期“三控” :即张拉前梁体混凝土强度及弹性模量均应达到设计要求,且龄期不少于14d。T梁终张拉的混凝土强度应达到58.5 MPa(即:55MPa+3.5MPa),混凝土弹性模量Ep应达到36GPa后方可进行。

104 预应力张拉程序

初张拉:0→初应力0.2σk(测油缸外露δ油钢初与夹片外露δ夹片初)→张拉至初张拉设计要求的控制应力(测油缸外露δ油钢K与夹片外露δ夹片K)→回油、锚固。

终张拉:0→初应力0.2σk(测油缸外露δ油钢初与夹片外露δ夹片初)→1.0σk(测油缸外露δ油钢K与夹片外露δ夹片K、持荷2min)→2-3Mpa时测油缸外露长度→回油、锚固。

经初张拉过的钢绞线张拉:0→初张拉控制应力(测油缸外露δ油钢初与夹片外露δ夹片初)→l.0σk(测油缸外露δ油钢K与夹片外露δ夹片K、持荷2min)→2-3Mpa时测油缸外露长度→回油、锚固。

实际施工伸长值=(δ油钢K+δ夹片K-δ油钢初-δ夹片初)。如果实测伸长值与理论伸长值之差超出±6%,须查明原因,重新进行张拉。

2 预应力计算及校核

2.1 计算公式及参数依据

2.1.1 计算依据

根据《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)

式中:

△L—理论伸长值(mm)

—预应力张拉端控制应力(MPa)

X——从张拉端至计算截面的孔道长度(m)

K——孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数

θ——从张拉端至计算截面得曲线孔道部分切线的夹角之和(rad)

u——预应力筋与孔道壁的摩擦系数

PP——预应力筋的平均张拉力(N)

P——预应力筋张拉端的张拉力(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(MPa)。

2.1.3 计算参数

设计采用标准强度fpk=1860MPa的低松弛高强度钢绞线,公称直径15.2mm,公称面积AP=140mm2,弹性模量EP=1.95×105Mpa,实测孔道摩擦系数μ=0.6013,k=0.00258;实测15-7锚具的锚口与喇叭口摩阻损失合计为7.74%,实测15-13锚具的锚口与喇叭口摩阻损失合计为7.09%。

设计张拉控制应力为:

2.2 张拉理论伸长值计算

以32m曲线T梁张拉计算为例,

钢绞线为曲线计算,弹性模量采取实测值计算,按T梁场实测情况弹性模量采取五种弹性模量 EP=1.92×105Mpa;EP=1.93×105Mpa;EP=1.94×105Mpa;EP=1.95×105Mpa;EP=1.96×105Mpa;分别计算

先按图纸计算1/2片梁的张拉理论伸长值,分三段计算,AB、BC、CD段,其中AB和CD段为直线段,BC段为曲线段,工作长度(千斤顶内长度)按1.2m计算(每端取0.6m),工作长度按先张法计算;

孔道长=(AB+BC+CD)*2;总长=孔道长+工作长度;合计伸长值(钢束总伸长值)=(AB+BC+CD)*2+工作长度伸长值;

采用伸长值量测的方法:取20%--100%的伸长值,即取总伸长值的80%, 80%伸长值=合计伸长值*80%,80%伸长值在T梁张拉记录中即终张理论伸长值;

伸长值为计算中的35%伸长值=合计伸长值*35%,35%伸长值为T梁张拉中初张理论伸长值。

3 质量控制事项

3.1 应力应变

σcon控制准确,ΔL在允许范围,两端同步、两侧同时。夹片:单端回缩量在6mm以内,外露量2~3mm,错牙量≤1mm。

24h后的滑断丝数不超过钢绞线总数的0.5%,且一束内断丝不得超过1根,割断后保留长度30~40mm,且满足保护层厚度35mm。终张拉后24h内,每端钢绞线回缩量不小于1mm。

3.2 预应力瞬时损失测试

预制梁试生产时,对两片梁体进行各种预应力瞬时损失测试,管道摩阻、喇叭口摩阻、夹片回缩,确定预应力损失,必要时由设计方对张拉控制应力进行调整,正常生产后每100件进行一次损失测试。

4 结论

在施工过程中,须加强组织管理控制,制定切实可行的质量管理措施,按设计要求和施工规范进行操作,正确采取科学合理的施工方法、严把各道工序的质量关,是可以控制在规范要求的范围之内。

预应力施工作为T梁预制的核心技术、关键项点,其直接决定了桥梁的使用性能和运营安全。规范的、科学的、合理的预应力施工方法能够使后张法铁路T梁质量得以保证。通过剖析和防治张拉工序中的质量问题,作好张拉工序的质量控制工作,在施工中具有不可替代的重要意义。

参考文献

[1]TB/T3043-2005《预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁技术条件》

[2]通桥(2005)2201-I《时速200公里客货共线铁路预制后张法简支T梁跨度32m》

*本文暂不支持打印功能

monitor