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      橋梁工程預(yù)應(yīng)力扁錨整體張拉施工技術(shù)應(yīng)用研究

      2022-08-18 00:27:04戴洲游
      運輸經(jīng)理世界 2022年9期
      關(guān)鍵詞:單根鋼絞線張拉

      戴洲游

      (湖南尚上市政建設(shè)開發(fā)有限公司,湖南長沙 410000)

      0 引言

      近年來,我國的橋梁工程建設(shè)日趨成熟,其施工技術(shù)得到了空前發(fā)展和提升,大跨徑混凝土橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來越普遍。目前,我國常用的預(yù)制橋梁預(yù)應(yīng)力施工存在扁錨和圓錨兩種錨固體系。相比常規(guī)的扁錨單根預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù),某項目橋梁在進行預(yù)應(yīng)力張拉時,科學(xué)采用新型扁錨整體張拉施工工藝,實施扁錨整體張拉施工,全面提高了扁錨預(yù)應(yīng)力張拉的施工效率,并大大增強了張拉的精度與同步性,科學(xué)避免了預(yù)應(yīng)力損耗,有效保證了張拉的質(zhì)量和效率。

      1 工程概況

      某高速公路橋梁工程,結(jié)構(gòu)設(shè)計形式為先簡支后連續(xù),負彎矩預(yù)應(yīng)力張拉在整個橋梁工程施工中是確保橋梁結(jié)構(gòu)連續(xù)的重要環(huán)節(jié)。錨固結(jié)構(gòu)體系選擇扁錨結(jié)構(gòu)形式,通過負彎矩整體智能張拉技術(shù)進行張拉施工,大大提高了施工效率,并顯著提高了施工質(zhì)量。

      2 工藝原理

      智能張拉體系主要包括主機、油泵以及千斤頂三部分。而負彎矩整體新型扁錨張拉體系則主要包括負彎矩新型扁錨張拉儀、專用千斤頂以及信息管理系統(tǒng)等。實際施工時,整個張拉過程由系統(tǒng)自行控制,以張拉力作為主要控制參數(shù),并以伸長量為校核參數(shù)。

      系統(tǒng)利用智能傳感技術(shù)自動完成對各設(shè)備施加壓力及預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸長量等相關(guān)信息的采集,并通過信息傳送功能及時將采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)輸送至主機,然后由主機實施分析評估。此時,張拉設(shè)備收到系統(tǒng)指令,同步完成相關(guān)參數(shù)調(diào)整和設(shè)定,進而完成對油泵電機的轉(zhuǎn)速的實時控制,從根本實現(xiàn)施加拉力和張拉速度的精準(zhǔn)把控。

      系統(tǒng)通過提前設(shè)定的程序,由主機統(tǒng)一作出指示,對各設(shè)備的工作程序及工作動態(tài)進行實時控制,自行完成張拉施工作業(yè),具體工作原理如圖1 所示。

      圖1 工作原理圖

      利用扁錨整體張拉專用千斤頂,可以同時張拉3根、4 根、5 根平行鋼絞線,鋼絞線之間互不干擾,同時受力。該千斤頂?shù)氖┝τ透着c鋼絞線受力平面呈90夾角,極大程度地減少了張拉時需要的操作空間,張拉千斤頂如圖2 所示。

      圖2 扁錨整體張拉專用千斤頂

      3 施工工藝流程

      施工工藝流程如圖3 所示。

      圖3 施工工藝流程圖

      4 施工操作要點

      4.1 施工準(zhǔn)備工作

      鋼絞線下料長度應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求、預(yù)留孔道長度以及張拉機具長度確定,兩端各增加有效工作長度。實際下料時,應(yīng)先對切割部位兩邊5cm 處進行綁扎,并用砂輪切割機實施切割,待切割完成后及時對切割面進行包裹,防止出現(xiàn)松散現(xiàn)象。

      預(yù)應(yīng)力張拉前,需對鋼絞線、錨具、千斤頂以及油表配套等設(shè)施的相關(guān)性能進行校驗,檢驗機構(gòu)必須具有相應(yīng)資質(zhì)。

      主要設(shè)備計劃見表1。

      表1 主要設(shè)備表

      4.2 安裝錨具及張拉設(shè)備

      在張拉位置,搭設(shè)扣件式腳手架設(shè)置張拉支架,利用手拉葫蘆鉤住扁錨整體張拉千斤頂;根據(jù)張拉預(yù)應(yīng)力索的位置不同,也可利用預(yù)埋件,設(shè)置簡易的型鋼施工平臺,扁錨整體張拉工藝示意如圖4 所示。

      圖4 扁錨整體張拉工藝圖

      施工平臺安裝完成后,首先安裝好負彎矩新型扁錨張拉儀,然后再進行工作錨安裝,并在錨具位置安裝夾片,夾片應(yīng)安裝規(guī)范、牢固,確保鋼絞線固定可靠。按標(biāo)準(zhǔn)要求對夾片實施調(diào)節(jié),確保外露部分相同,且中間距離均勻,再安裝限位板、頂環(huán)以及千斤頂,最后安裝錨具、油管以及傳輸線。

      對工作錨安裝情況進行檢查,看其是否緊貼錨墊板凹槽,并檢查千斤頂軸線和錨墊板軸線的位置,確保二者在同一直線上;最后對各油泵管接頭進行全面檢查,確保緊固可靠,壓力表和千斤頂保持一致。

      4.3 張拉過程

      張拉施工應(yīng)兩端同步進行,采取分級張拉的形式,級別為10%σk,20%σk,50%σk,100%σk 四個等級。

      張拉至設(shè)計值時,持續(xù)加載5min,檢查并記錄100%σk 狀態(tài)下鋼絞線伸長量及夾片外露長度。然后將設(shè)備復(fù)位,采用同樣的方式實施下一束鋼絞線張拉。

      鋼絞線張拉通過張拉力與伸長量共同控制的方式,若伸長量實際值與理論值差距超過±6%時,應(yīng)停止張拉,待查出具體影響原因,由設(shè)計單位給出處理方案后方可進行施工。

      若兩端壓力表數(shù)據(jù)之差超過1.5MPa 時,應(yīng)立即停止張拉,將荷載卸除并更換油表后,重新實施張拉。

      4.4 錨固

      應(yīng)力滿足設(shè)計要求后,持續(xù)加載3~5min,逐漸回油使油缸壓力歸零,鋼絞線牢固可靠的錨固在錨具內(nèi)。若再次張拉,只需調(diào)節(jié)千斤頂活塞歸零,并將工作錨推至工作狀態(tài),即可再次實施張拉。

      4.5 壓漿、封錨

      壓漿采用活塞式壓漿機勻速緩慢進行,通常其最大壓力為0.5~0.7MPa,具體加壓大小結(jié)合實際情況靈活掌握,當(dāng)壓漿孔或輸漿管較長時,可適當(dāng)增大壓力,反之可適當(dāng)降低壓力。

      各孔道達到最大壓力后,應(yīng)持續(xù)穩(wěn)壓一段時間,確??椎纼?nèi)有足夠的壓力及漿體,待漿體由孔道末端飽和溢出,且排氣孔內(nèi)溢出標(biāo)準(zhǔn)濃度的漿液時,壓漿完成。

      為有效確??椎纼?nèi)部填滿漿體,待出漿口封閉后,應(yīng)采用0.5MPa 的壓力持續(xù)穩(wěn)壓2min 以上。

      5 安全保證措施

      其一,油表安裝應(yīng)滿扣,高壓油管在正式應(yīng)用前必須實施壓力試驗,達不到標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)禁使用。

      其二,千斤頂性能必須滿足規(guī)范要求,其拉力及行程應(yīng)與設(shè)計匹配。

      其三,預(yù)應(yīng)力張拉是極為重要的隱蔽施工,應(yīng)強化施工過程控制,在施工單位自檢合格的基礎(chǔ)上,由監(jiān)理單位進行現(xiàn)場驗收,并安排專業(yè)監(jiān)理人員對張拉過程、壓漿工藝以及封錨過程實施現(xiàn)場監(jiān)督和檢查。

      其四,在張拉施工區(qū)域,設(shè)立警戒線及警告標(biāo)志,非施工人員禁止靠近。

      其五,錨具及夾片進場后,應(yīng)報送檢測機構(gòu)進行性能檢測,檢驗合格后,方可用于施工作業(yè)。

      其六,檢查油管、油泵以及千斤頂連接處的接口,確保嚴(yán)密可靠。油泵工作人員要采取適當(dāng)?shù)姆雷o措施。

      其七,張拉施工時,應(yīng)對高壓油管采取有效的防護措施,防止外力作用損傷油管,有效避免油液噴濺傷人。

      其八,張拉施工前,工作人員必須建立高效的聯(lián)絡(luò)信號,確保兩端張拉同步進行。

      6 效益分析

      6.1 經(jīng)濟效益

      扁錨負彎矩整體智能張拉施工的智能化、自動化,有效保證了預(yù)應(yīng)力施工的質(zhì)量和效率,實現(xiàn)了橋梁工程預(yù)應(yīng)力度的建立,大大增強了橋梁工程整體的安全性與穩(wěn)定性,延長結(jié)構(gòu)使用年限,提高經(jīng)濟價值。

      該橋梁工程通過單根張拉及新型扁錨整體張拉技術(shù)分別完成了10 個負彎矩斷面鋼絞線張拉施工,共計張拉負彎矩鋼絞線500 根,采用兩種張拉技術(shù)各張拉250 根。單根張拉所用總時間為44.9h,單根張拉用時10.8min;而應(yīng)用新型扁錨整體張拉技術(shù)所用總時間為14.3h,單根張拉用時3.4min。通過數(shù)據(jù)能夠看出,智能單根張拉技術(shù)所用的張拉時間是新型扁錨整體張拉技術(shù)的3.17 倍。采用新型扁錨張拉技術(shù)顯著提高了施工效率,減少了施工人員的投入,降低了工程成本。兩種張拉技術(shù)工效對比情況見表2。

      表2 張拉工效對比表

      6.2 社會效益

      在施工過程中,積極采用扁錨負彎矩整體智能張拉技術(shù),能夠有效提升施工效率,加快施工進度,保證施工質(zhì)量,大大降低人員投入量,提高經(jīng)濟價值和社會價值。

      在橋梁工程中,采用扁錨負彎矩整體智能張拉技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)對整個張拉過程的實時控制,及時發(fā)現(xiàn)并處理預(yù)應(yīng)力張拉過程中存在的問題。

      采用扁錨負彎矩整體智能張拉技術(shù)能有效推動我國預(yù)應(yīng)力橋梁施工的智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化發(fā)展。

      在預(yù)應(yīng)力橋梁施工中,建立科學(xué)有效的預(yù)應(yīng)力度,能有效提升橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和使用年限,減少維修費用,提升橋梁安全使用性能,防止安全事故的發(fā)生。

      運用扁錨負彎矩整體智能張拉技術(shù)能夠提升扁錨預(yù)應(yīng)力的施加效果,全面提升橋梁工程結(jié)構(gòu)強度,確保橋梁使用性能和安全性能,促進社會穩(wěn)定、和諧發(fā)展。

      7 結(jié)論

      綜上所述,該橋梁工程結(jié)構(gòu)形式為先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu),負彎矩預(yù)應(yīng)力張拉在整個橋梁工程施工中是確保橋梁結(jié)構(gòu)連續(xù)的重要環(huán)節(jié),施工過程中應(yīng)用扁錨結(jié)構(gòu)形式和負彎矩整體智能張拉技術(shù),總結(jié)出如下結(jié)論:

      其一,新型扁錨整體張拉技術(shù)主要是通過新型整體張拉機具,實現(xiàn)對多根鋼絞線同步張拉。與單根張拉技術(shù)相比,有效提升了其張拉質(zhì)量和性能,且大大提升了施工效率和精度;

      其二,與傳統(tǒng)單根張拉技術(shù)相比,新型扁錨整體張拉技術(shù)的施工效率明顯提高了3 倍以上。負彎矩張拉平臺設(shè)計科學(xué)合理,與張拉工藝高度匹配,便于千斤頂?shù)陌惭b,降低施工人員的施工強度;

      其三,實現(xiàn)了張拉數(shù)據(jù)的自動采集和整合,大大降低了信息處理的難度,且該技術(shù)具有較強的實用性,能夠應(yīng)用于各種扁錨張拉施工中。

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