预应力钢绞线施工常见问题及其处理方案
摘要:预应力钢绞线施工在我国各类桥梁施工中有着广泛应用,但在施工中有时会遇到钢绞线伸长量不足、滑丝、断丝、锚下开裂等情况,本文结合贵广铁路桂林北至定江左右客车联络线特大桥现浇梁施工提出了对预应力钢绞线施工中常见问题的处理方案,对确保预应力结构安全使用、最大限度发挥结构设计功能和使用寿命提供了经验。
关键词:预应力;钢绞线;常见问题;处理方案 1 工程概况
贵广铁路桂林北至定江左右客车联络线特大桥采用(62+104+62)m连续梁跨桂海高速公路,采用2-68m系杆拱跨桂黄公路。本桥连续梁采用挂篮悬臂灌注法施工,系杆拱采用先梁后拱的施工方式,梁部采用支架现浇。在现浇梁预应力钢绞线施工过程中出现了个别张拉束钢绞线伸长量不足、滑丝、断丝、锚下开裂等情况。这些问题如不能有效预防和处置将直接关系到预应力筋的整体受力和梁体寿命,因此必须对这些质量问题进行分析,采取有效处理方案来保证工程质量。
2 预应力钢绞线伸长量不足 2.1预应力张拉情况
2-68m系杆拱梁部纵向预应力束采用9-15.2钢绞线,塑料波纹管成孔,内径70mm,外径83mm。预应力束布置在顶、底板内,共设通长束51束,采用250吨张拉千斤顶单端张拉。设计要求预应力
张拉采用张拉力与伸长量双控,以张拉力为主,实际伸长量与设计伸长量差值控制在6%以内。在张拉到底板束编号为n11-3左束时,张拉过程中听到了“嘭、嘭”的声音,结果发现钢绞线伸长量为211mm,仅为设计伸长量423mm的一半。 2.2原因分析
造成钢绞线伸长量不足的原因很多,有千斤顶标定不准确或预应力管道定位不准确的原因,有预应力管道漏浆、堵塞的原因,有钢绞线缠绕增大摩阻力力的原因,有时也有可能设计计算使用的钢绞线的弹模值与实际使用的弹模值不相同的的原因,因此应及时分析原因,现从以下因素逐步排查寻找原因。 2.2.1检查张拉设备标定
千斤顶及其配套的油表均在有效标定范围内,为保险起见,重新对千斤顶及配套油表进行标定,标定结果显示同原标定结果基本相同,可以排除是千斤顶和油表的问题。 2.2.2检查张拉设备安装及配套情况
钢铰线与夹片或是工作锚与夹片不匹配,造成钢绞线与工作锚和夹片间的摩阻力过大,而使张拉力损失,造成钢绞线伸长量不足,经检查,本项可以排除。 2.2.3检查钢绞线
项目部对该批钢绞线重新进行取样送检,检验结果为:钢绞线的弹性模量经专业检测单位检测为1.97×105mpa,由于计算理论张拉力时采用的弹性模量为1.95×105mpa,经计算其对理论伸长量的影
响为(1.97×105-1.95×105)/1.95×105=1.03%。
预应力束采用高强低松驰钢铰线,公称直径15.24mm,标准抗拉强度fpk=1860mpa。公称直径15.24mm对应的钢铰线面积为140mm2,而厂家质量说明书中提供的钢铰线公称直径15.30mm,面积经专业检测单位检测为142.7 mm2,经计算其对理论伸长量的影响为(142.7-140)/140=1.93%。
所以计算后得出所用的钢绞线弹性模量略偏大,对伸长量有轻微影响,钢绞线本身的质量影响可以排除。
2.2.4针对张拉过程中发出“嘭、嘭”声音的分析
张拉过程中听到了“嘭、嘭”的声音,发出这种声音有3种情况,一种是波纹管破裂,浇筑混凝土时水泥浆流入孔道内将孔道封堵了,一种是钢绞线因锈蚀或是在穿束过程中缠绕在了一起,还有一种是锚固端挤压套与垫板之间有空隙。以伸长量不足的情况来分析是进浆堵塞和钢绞线缠绕这两种可能。
首先考虑是波纹管道破裂、漏浆造成钢束与混凝土握裹形成锚固端而影响到钢绞线的伸长量,分别对该束孔道进行通气、通水并观察其排气量、流水量,通气通水均很顺畅,流水量也比较大,初步判断孔道内无漏浆无堵塞,为验证初步判断及明确原因,决定将该束孔道凿开。 2.3处理方案
针对钢绞线缠绕的问题,采用25吨千斤顶单根张拉至设计应力的50%使每根预应力筋保持同样松弛,再用250吨千斤顶张拉至设