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1、引言
金屬波紋管從材料與結構和功能的本質關系上分析,采用柔性高強度的金屬波紋管由于軸向波紋的存在,使其具有優良的受力特征,軸向和徑向同時分布因荷載引起的應力應變,可以更大程度上分散荷載的應力集中,更好地發揮鋼結構的優勢。金屬波紋管具有施工工期短、重量輕、安裝方便、耐久性能好、工程造價低、抗變形能力強、減少養護費用成本等優點。
2、金屬波紋管的特點
鋼波紋涵管是替代圓管涵、蓋板涵、拱涵和小橋的優質公路建材,其材質具有硬度高,重量輕,抗裂能力強的特性。并且安裝簡單、快速、也不需要大型設備,尤其對地基要求很低,在公路新改建工程、路基養護工程中均發揮積極作用。采用柔性,高強度的鋼制波紋管,不僅具有適應地基已基礎的變形能力,可以解決因地基基礎不均勻沉降導致涵洞破壞的問題,并且鋼制波紋管由于軸向波紋的存在使其具有優良的受力特征,軸向和徑向可以同時分布因荷載引起的應力應變,可以更大程度上減小荷載的應力集中。
3、施工要點
(1)熟悉施工圖紙和相關規范、圖集,嚴格按照設計尺寸進行定位放線控制,進行書面技術交底和隱蔽驗收的準備工作。
(2)金屬波紋管運至工地驗收,要求證件齊全(出廠合格證、使用證、檢測報告等)。并對波紋管的外形和規格進行檢查,按規格、型號分類平臥疊層堆放。
(3)波紋管運至工作面后,鋪放前應檢查管材的外形及管端的堵頭封堵是否嚴密,對變形或裂口處進行修補。
(4)波紋管的排布安裝一般在梁鋼筋、底層鋼筋和肋間鋼筋,及水電管安裝預埋后進行。
(5)根據放線位置進行波紋管的鋪設安裝,在安裝過程中,應在管頂鋪墊木板作保護,不得直接踩踏波紋管。
(6)因波紋管底部砼層較薄,在安裝底部鋼筋時,必須安放并固定好墊塊或馬凳筋,以確保底部砼層的厚度。
(7)為保證波紋管的間距和順直,可用鋼筋支架對波紋管進行點焊固定,避免澆筑砼時左右位移。
(8)為防止澆筑砼時波紋管上浮,將波紋管拉結錨固,一般將管拉結錨固在板底層鋼筋上,根據管徑大小,每0.8-1.0米管長錨固一次鐵絲,底筋的錨固可分別放兩條通長鋼筋做壓筋,然后用鐵絲將鋼筋與模板支架拉結錨緊。壓筋和拉結鐵絲的大小、拉結錨固間距經計算后確定或由設計院給定。
(9)波紋管布置和線盒及預留洞處相協調,管線盒盡可能布置在管間肋的位置。
(10)放線布管時,如無設計要求,應將其與最靠近的梁、墻鋼筋的凈間距調為50-70mm,與預留孔洞的凈間距調為≥50mm。
(11)波紋管安裝完畢后,要經建設單位代表或監理人員對管材的規格、數量、位置進行驗收,驗收合格后填寫隱蔽工程驗收記錄,然后進行砼澆筑作業。
(12)砼澆筑時應在波紋管上架空鋪設木板,禁止人員和機具直接壓踏、碰撞紋波管,如有管位移,或嚴重變形,要及時修復。
4、金屬波紋管在施工工程技術中的應用
4.1金屬波紋管的優勢
金屬波紋管是一種新型的柔性結構物,不但具有一定的抗震能力,而且能適應各種復雜地形、較大的沉降與變形和不同的路基填土高度。在結構上具有橫向補償位移的優良特性,可充分發揮鋼材的抗拉性能強、變形性能優越的能力。特別是波紋鋼管的變形能力和鋼材抗拉性能及抗疲勞性能都較好,對預防或解決人為或地區冬季凍脹而導致的破壞較為有效。
4.2設計要點
(1)在滿足泄洪流量的前提下,采用在合適直徑的金屬波紋管,四周空隙用片石混凝土進行密實、填充加固處理。
(2)材料要求
對金屬波紋管的要求:金屬波紋管的幾何尺寸在允許偏差范圍內;表面光潔平滑.焊接平整,無氣孔裂縫夾渣及飛濺物等缺陷:鍍鋅層厚度≥84.0 ?m,鍍鋅層要均勻;金屬波紋管在運輸、裝卸時應防止碰撞,鍍鋅層被破壞要及時進行增涂涂層。
對金屑波紋管基礎的要求:金屬波紋管適應形變能力較強,適應在許多不良地質中使用,它對基礎材料要求相對不高,一般采用沙礫墊層或換填砂礫石即可,對金屬波紋管外同填筑材料的要求:金屬波紋管與原橋孔間的間隙,采用C30的片石混凝土填筑,片石的抗壓強度應不小于30MPa,并不得低于混凝土的級別;在使用前應清掃、沖洗干凈;填充片石的數量不宜超過混凝土體積的25%,片石厚度不小于150mm;片石應均勻放置于剛澆筑的混凝土上,其凈距不小于100mm。
4.3方案比選
以河源市縣道X168線木棉排橋為例。老橋為一跨5米石拱橋,橋臺高約10米,洪水期時主要為東江河水倒灌進支流。老橋主要病害為主拱圈橫向裂縫,承載力不足。
(1)老橋注漿加固方案。注漿可封堵裂縫,對臺身、拱圈有一定的加強,但當老橋基礎先天條件不佳,或者橋上有超重交通通行時,此類加固方法往往不能阻止病害的繼續發展,不予采用。
(2)拆除老橋,修建新橋(涵)方案。該方案中首先是橋址的選擇。原址地基不宜建設橋梁,如往0號臺側偏移,可采用擴大基礎,亦利于防護工程修筑,缺點是0號臺靠山體,且近路線急彎側,基礎和河道改遷開挖石方量大,造價高亦對環境破壞較大。如往1號臺側偏移,靠近灘地,基礎較差,需采用樁基礎,造價較高且不利于防護工程修筑。其次該方案施工工期長,同時需要修筑較長便道,用地較多,造價較高,臨時便道的交通維護困難大,對地區交通運輸的影響較大。經計算分析,可采用往1號臺側偏移,修筑1-5×4米鋼筋砼箱涵的方案。
(3)金屬波紋管內襯管涵加固方案。該方案主要利用新型材料金屬波紋管在老橋凈空內設置一道直徑450cm,長9米的金屬波紋管涵來對老橋進行加固。
加固方法為:(1)、采用砂礫對老橋址處河床進行回填,在上、下游均設置2道砼截水墻對老橋基礎進行保護加固,面層采用砼鋪砌,并作為新增管涵的基礎;(2)、在空地對金屬波紋管進行拼裝,拼裝完成后吊車吊裝就位;(3)、對橋下除管涵部分外的凈空采用C20砼分層回填,拱頂下20cm范圍處采用注漿灌實。該方案優點為(1)、施工工期短,正常天氣下20天即可完成;(2)、社會影響小,不需要封閉交通,僅吊裝作業時短時間占用道路,不用修筑臨時便道;(3)、不需要拆除老橋,節約投資且環保節能;(4)、加固效果好,橋、涵共同受力;(5)加固風險小,即使橋梁失效,涵洞亦可單獨承載;(6)加固費用低,加固工程造價約25萬元,比改建新橋節約50%費用。該方案為實施方案。
5、結束語
金屬波紋管具有卓越的路用性能,尤其是對地基要求低、施工簡易、能快速安裝、大大縮短工期是普通涵管無法相比的,是替代圓管涵、蓋板涵、拱涵和小橋的優質公路建材,在施工工程技術中的應用中將發揮積極的作用。
參考文獻
[1] 宋繼峰.淺談鋼波紋管涵施工工藝的質量控制[J].山西建筑,2010,36(1):248-249
【關鍵詞】后張法預應力;孔道成孔方法;質量控制
眾所周知,預應力施工是后張法橋梁構件質量控制的關鍵之一,它與預應力孔道成孔、預應力張拉、孔道壓漿等環節的施工質量有著密切關系,本文僅從預應力孔道成孔方面著手,介紹幾種常用的后張法橋梁構件預應力孔道成孔方法及特點,并闡述孔道安裝的質量控制措施。
1 后張法預應力孔道成孔方法及特點
后張法橋梁構件的預應力孔道通常采用橡膠抽拔管、金屬波紋管、塑料波紋管等材料成孔。
1.1 橡膠抽拔管
橡膠抽拔管是用于橋梁預應力混凝土構件小直徑孔道的芯模,它具有如下特點:
1.1.1 橡膠抽拔管具有高強度、高彈性、體積不可壓縮的性能,且表面光滑、平整度好,它能保證預應力孔道成孔精度高,尺寸準確,孔壁光滑。
1.1.2 使用橡膠抽拔管成孔,是“后穿法”預應力施工,可在混凝土強度增長的過程中穿入預應力筋,大大縮短工期;同時縮短了穿束和壓漿之間的時間間隔,降低預應力筋被腐蝕的程度,提高預應力施工質量。
1.1.3 在混凝土澆筑后抽拔成孔,使孔道水泥漿直接和構件混凝土結合,可提高孔道壓漿施工質量
1.1.4 橡膠抽拔管軸向受力時會軸向伸長徑向縮細,有利于抽拔,方便施工,人力、卷揚機、工程車均可抽拔,操作簡單
1.1.5 橡膠抽拔管可卷屈成捆,運輸,保存均很方便。
1.2 金屬波紋管
金屬波紋管是鍍鋅或不鍍鋅低碳鋼帶用卷管機經壓波、螺旋折疊咬口制成,具有重量輕、剛度好、彎折方便、連接簡單、摩擦系數小、與混凝土粘結性好等優點,被廣泛采用于各種大中型橋梁的預應力構件。
金屬波紋管的缺點:易銹蝕,易被電焊燒傷,易被鋼筋等掛傷,易被振搗棒搗傷。
基于提高波紋管及預應力筋的防銹蝕性能來考慮,金屬波紋管宜盡量采用鍍鋅材料制作。
金屬波紋管的外觀要求:外觀應清潔,內外表面無油污,無引起銹蝕的附著物,無空洞和不規則的折皺,咬口無開裂、無脫扣。
金屬波紋管的抗滲漏性能要求:經規定的集中荷載和均布荷載作用后,或在彎曲情況下,不得滲出水泥漿,但允許滲水。
1.3 塑料波紋管
塑料波紋管由于具有良好的密封性能和抗滲性能,已經廣泛的應用于預應力孔道真空輔助壓漿技術。真空輔助壓漿技術是預應力孔道壓漿密實性的保障,而保證孔道壓漿的密實性是解決預應力結構安全耐久性的根本任務,所以,塑料波紋管必將會被越來越多地應用于后張法預應力橋梁構件中。
預應力塑料波紋管是由高密度聚乙烯(HDPE)經塑料擠出機擠出成型的單壁波紋管,作為預應力筋的成孔孔道,用于后張法預應力混凝土結構。預應力塑料波紋管產品的外觀質量、結構尺寸、環剛度、局部橫向荷載柔韌性等技術指標均應符合交通部行業標準預應力混凝土橋梁用塑料波紋管(JT/T529-2004)技術要求和熱塑性塑料管材環剛度的測定(GB/T9647-2003)國家標準。
塑料波紋管與金屬波紋管相比,具有以下優點:
1.3.1 塑料波紋管的耐腐蝕性能遠遠優于金屬波紋管,它本身不怕酸堿腐蝕,還能有效的保護預應力筋不受腐蝕塑料波紋管能為預應力筋提供一種遠遠優于金屬波紋管的屏障保護作用,能防止有害物質穿透波紋管進入預應力孔道,為預應力筋提供長期的防腐保護,從而保證了后張預應力結構具有更好的耐久性,而金屬波紋管不具備長久的防腐能力。
1.3.2 同等條件下,塑料波紋管預留孔道的摩擦系數明顯小于金屬波紋管預留孔道的摩擦系數,從而減小了張拉過程中預應力的摩擦損失一般的塑料波紋管的摩擦系數取0.14,而金屬波紋管的摩擦系數取0.25較小的摩擦系數就意味著產生較小的預應力損失或更高的有效應力,這對于超長預應力筋束和環形結構特別有利,并且因此可能減少預應力筋的用量,從而降低工程造價。
1.3.3 塑料波紋管不導電,可以防止雜散電流腐蝕,而金屬波紋管是電的良導體,容易被腐蝕。
1.3.4 塑料波紋管既可用于先穿束法施工,也可用于“后穿束”法施工,“后穿束”法施工可在混凝土強度增長的過程中穿入預應力筋,不僅大大縮短工期;同時縮短了穿束和壓漿之間的時間間隔,降低預應力筋被腐蝕的程度,提高預應力施工質量“后穿束”法施工還能使張拉端部模板封閉嚴密,不易發生漏漿塑料波紋管施工的缺點是:
(1)塑料波紋管價格比較貴,致使施工成本高。
(2)由于塑料波紋管有一定彈性,進行小曲率半徑孔道彎曲時有一定的難度,容易回彈,需加密加強定位筋和防崩筋。
(3)塑料波紋管相對比較輕,在混凝土澆筑過程中,容易產生上浮現象。
2 后張法預應力孔道安裝質量控制
2.1 橡膠抽拔管
在每次使用橡膠抽拔管前用中性肥皂液均勻的涂抹在抽拔管表面,起作用,抽拔時保證抽拔管與混凝土不粘結,能夠大大提高抽拔管反復使用次數。
安裝橡膠抽拔管時,先在抽拔管內孔穿入芯棒(廠家通常將內孔直徑設計成能穿入常用的鋼絞線,故芯棒一般情況就是鋼絞線),以免澆筑混凝土時抽拔管受到擠壓變形然后再把涂好肥皂液的抽拔管穿入鋼筋籠內,用定位筋固定在正確的位置上,定位筋的間隔以能控制抽拔管懸垂為準,一般不大于500mm抽拔管在對接時,用薄鐵皮或PVC管(豎向割開)繞抽拔管對接處一周半或兩周,用鐵絲扎好,再用粘膠帶封嚴密,以免澆筑混凝土時進入灰漿。
抽拔時間應在混凝土初凝后終凝前抗壓強度達到0.4-0.8MPa時為宜,一般就是在100溫度小時左右。抽拔以能順利將抽拔管抽出來且孔道不坍塌為原則,且不應損傷結構混凝土。在抽拔時先把內孔芯棒抽出,再用卷揚機用均勻的力度慢速抽拔。抽拔時,橡膠抽拔管直徑會縮細,當其直徑縮至小于原直徑的1/3時應停止抽拔,將繩扣解開移到梁端附近的抽拔管上再抽拔。抽拔后,應用通孔器或壓氣、壓水等方法對孔道進行檢查,如發現孔道堵塞或有殘留物或與鄰孔有串通,應及時處理抽拔管表面不能涂油脂類隔離劑,在不用時應避高溫、日光照射及接觸腐蝕性物品在抽拔管使用一段時間后,應檢查抽拔管上是否有劃傷裂紋,如順軸向出現裂紋則不影響使用,如沿徑向有裂紋深度2mm以上,要停止使用
2.2 波紋管
根據圖紙精確計算出波紋管平、豎彎曲控制點,在模板或鋼筋上精確作好控制點標記,根據控制點標記進行定位鋼筋與防崩鋼筋的加密布置,然后安裝波紋管。波紋管在定位筋上安裝就位后,必須用鐵絲將波紋管與定位鋼筋扎牢,保證在混凝土澆筑期間波紋管不偏移、不上浮,定位鋼筋應牢牢焊在主筋或箍筋上、定位鋼筋的間距,一般不大于0.5m,對于曲線段波紋管宜適當加密和設計防崩鋼筋、波紋管孔道的尺寸和位置偏差應符合設計、規范要求,一般梁長方向允許偏差3cm,梁高方向允許偏差1cm。
波紋管接頭采用套管法,套管宜采用大一個直徑級別的同類波紋管,其長度宜為被連接管內徑的5-7倍,兩端的環向縫隙用膠帶封閉嚴密不得漏漿,施工中如普通鋼筋與預應力塑料波紋管在空間發生干擾時,可適當移動普通鋼筋,以保證預應力筋和波紋管位置準確,波紋管要平直、圓順、暢通,無折起,同時還應防止施工電焊火花燒傷管壁波紋管安裝后,應檢查波紋管位置和曲線形式是否符合設計要求,波紋管的固定是否牢靠,接頭是否完好,管壁是否破損等,如有破損,應及時用粘膠帶修補。
2.3 壓漿孔、排氣孔、排水孔
所有預應力孔道均應設壓漿孔,還應在最高點設排氣孔,以及需要時在最低點設排水孔,壓漿孔用于將水泥漿注入預應力孔道內,排氣孔、排水孔用于排出空氣、水、灰漿和泌水。
一般壓漿孔在錨墊板上預留設置,而排氣孔和排水孔的作法是:在波紋管上開洞,洞上覆蓋海棉墊片與帶嘴的塑料弧形壓板,用鐵絲綁扎牢固,然后用塑料管插在嘴上并將其引出構件混凝土頂面。
抽拔管成孔,排氣孔、排水孔可采取電鉆鉆眼的方法設置。
參考文獻:
關鍵詞:預應力;混凝土框架;施工技術;
杭州某學校體育場館建筑面積13000m2; 在平面上采用橢圓對稱形式的布置形式;主體建筑看臺部分為鋼筋混凝土框架結構,屋蓋為大跨度鋼結構和索膜結構, 與看臺部分鋼筋混凝土結構體系相互獨立。該工程3.5m標高處③~⑧×㈠~㈡為45.0m×42.0m雙向預應力框架結構,另有28根預應力柱。全部采用后張法有粘結預應力,其中除預應力柱為一端張拉外,雙向框架梁均為兩端張拉。張拉端采用夾片式錨具,固定端采用擠壓P型錨具。有粘結預應力采用預埋金屬波紋管成孔,鋼絞線穿束,C40混凝土澆筑,張拉完畢灌水泥漿工藝。
1. 工程難點及對策
1.1 施工難點
(1)該工程預應力梁跨度大,預應力筋單孔束數多且長,張拉用千斤頂噸位大,張拉設備自重大、移動困難,實際施工時需要塔吊配合。
(2)預應力柱及部分預應力梁為變角度張拉,張拉端節點復雜。
1.2 處理對策
(1)該工程預應力柱為5.5°角變角度張拉,共2個孔道,每個孔道有14根Φs15.2鋼絞線。固定端采用專門設計的能夠滿足14根鋼絞線的錨板,鋼絞線穿束后,在地面制作擠壓錨,然后向上吊起,再回落到指定位置固定。考慮到鋼絞線束自重較大,采用Φ16的鋼筋每隔500mm間距焊接支架,防止壓垮柱中鋼筋骨架。
(2)針對灌漿高度大,采用純水泥漿,添加JMHF外加劑,水灰比降到0.3,有很高的流動性和很低的泌水率,并且不需要壓力就能達到遠比普通灌漿好的效果。對框架柱采取兩次壓漿,第一次在柱下部,隔30 min后在柱頂部進行第二次壓漿;考慮到灌漿高度大,水頭壓力不可忽視,所以在柱下和柱頂分別增加和減少了0.5MPa的壓力。
(3)因本工程梁的跨度較大,預應力梁鋼絞線較長,為保證穿束順利, 在梁跨的中部處留設穿束助力段,待穿束完后再將助力段用波紋管連接好。
2 施工工序
2.1 預應力柱施工工序
綁扎基礎梁及承臺鋼筋安裝灌漿管道將預應力束置于基礎梁內綁扎柱子鋼筋穿待澆段波紋管并封堵端部固定預應力束安裝固定柱模板澆筑柱混凝土(養護)預應力筋張拉切除多余鋼絞線、灌漿封錨。
2.2 預應力梁施工工序
安裝底模安裝鋼筋骨架安裝卡子、埋管清理孔道穿筋安裝側模澆筑混凝土(養護)張拉預應力筋孔道灌漿切除鋼筋、封裹錨具。
3 施工技術
3.1 孔道支架和預埋金屬波紋管
按設計圖位置和間距逐點確定支架位置,注意減1/2金屬波紋管直徑架設,尤其要控制好最高點、最低點,鋼筋支撐應焊在箍筋上,箍筋底座應墊實;預應力柱波紋管為直線布置, 要保證固定端和張拉端的定位準確。波紋管預埋時,應做好波紋管的連接接頭與密封處理, 波紋管接口處采用大一號的金屬波紋管作接頭套管,接頭管長度取250~300 mm,波紋管接口面應平整, 二管靠緊對齊, 接頭管的兩端應用水密性膠帶密封,纏包長度不小于50mm。整根金屬波紋管應保持平順,轉折處圓弧線過渡。張拉端平滑過渡到直線段,且直線長度應大于300mm,并與錨具端面垂直。
3.2 澆筑混凝土
澆筑混凝土時,應避免振動棒撞擊波紋管,防止振動棒將套管振癟后漏漿,影響預應力筋的張拉。特別在張拉端、固定端鋼筋比較集中處,混凝土澆筑時既必須注意振搗密實,防止出現孔洞等不密實現象,同時應保護好端部預埋件。
3.3 預應力筋張拉
張拉前,千斤頂必須在標準計量器具上標定,并有書面報告作張拉依據; 在同條件養護試塊混凝土強度值達到設計強度等級的80%以上時,方可進行張拉;本工程采用1860MPa級鋼絞線, 控制應力為0.75fptk,即σcon=1395MPa,每束鋼絞線應整束一次張拉成功,必要時也可用前卡式千斤頂補足應力;張拉順序為:首先,0―10%σcon―0(調整工具錨及張拉端夾片);然后,0―20%(測量伸長初始值)―50%(暫停片刻)―100%(測量伸長終止值)―103%(停留2 min)―100%錨固。張拉時應做到孔道、錨環與千斤頂三對中, 張拉過程應均勻。張拉采用以應力控制為主、伸長值校核的方法。
3.4 孔道灌漿及封錨
預應力張拉后要及時灌漿,水泥漿強度為M40,水灰比為0.38~0.40,攪拌后3h泌水率不大于2%。孔道灌漿前,要對孔道進行清洗,用空氣泵檢查通氣情況。孔道灌漿順序為先灌下面孔道,后灌上面孔道,集中一處的孔道應一次完成,以免孔道串漿。同一孔道灌漿作業應一次完成,不得中斷。灌漿后,宜采用機械方法切割外露部分預應力鋼絞線,嚴禁采用電弧切割,外露部分長度切至50mm,將其分散,在錨具及承壓板表面涂以防水涂料,并及時采用C40補償收縮細石混凝土密封。
4 細部構造
4.1 張拉端與固定端
張拉端與固定端采用的錨具分別如圖1、2所示。
摘要:根據工程案例介紹了預應力混凝土框架施工技術,在施工過程中采取了可靠的技術措施,使施工順利,保證了工程質量。
關鍵詞:預應力;混凝土框架;施工技術;
杭州某學校體育場館建筑面積13000m2; 在平面上采用橢圓對稱形式的布置形式;主體建筑看臺部分為鋼筋混凝土框架結構,屋蓋為大跨度鋼結構和索膜結構, 與看臺部分鋼筋混凝土結構體系相互獨立。該工程3.5m標高處③~⑧×㈠~㈡為45.0m×42.0m雙向預應力框架結構,另有28根預應力柱。全部采用后張法有粘結預應力,其中除預應力柱為一端張拉外,雙向框架梁均為兩端張拉。張拉端采用夾片式錨具,固定端采用擠壓P型錨具。有粘結預應力采用預埋金屬波紋管成孔,鋼絞線穿束,C40混凝土澆筑,張拉完畢灌水泥漿工藝。
1. 工程難點及對策
1.1 施工難點
(1)該工程預應力梁跨度大,預應力筋單孔束數多且長,張拉用千斤頂噸位大,張拉設備自重大、移動困難,實際施工時需要塔吊配合。
(2)預應力柱及部分預應力梁為變角度張拉,張拉端節點復雜。
1.2 處理對策
(1)該工程預應力柱為5.5°角變角度張拉,共2個孔道,每個孔道有14根Φs15.2鋼絞線。固定端采用專門設計的能夠滿足14根鋼絞線的錨板,鋼絞線穿束后,在地面制作擠壓錨,然后向上吊起,再回落到指定位置固定。考慮到鋼絞線束自重較大,采用Φ16的鋼筋每隔500mm間距焊接支架,防止壓垮柱中鋼筋骨架。
(2)針對灌漿高度大,采用純水泥漿,添加JMHF外加劑,水灰比降到0.3,有很高的流動性和很低的泌水率,并且不需要壓力就能達到遠比普通灌漿好的效果。對框架柱采取兩次壓漿,第一次在柱下部,隔30 min后在柱頂部進行第二次壓漿;考慮到灌漿高度大,水頭壓力不可忽視,所以在柱下和柱頂分別增加和減少了0.5MPa的壓力。
(3)因本工程梁的跨度較大,預應力梁鋼絞線較長,為保證穿束順利, 在梁跨的中部處留設穿束助力段,待穿束完后再將助力段用波紋管連接好。
2 施工工序
2.1 預應力柱施工工序
綁扎基礎梁及承臺鋼筋安裝灌漿管道將預應力束置于基礎梁內綁扎柱子鋼筋穿待澆段波紋管并封堵端部固定預應力束安裝固定柱模板澆筑柱混凝土(養護)預應力筋張拉切除多余鋼絞線、灌漿封錨。
2.2 預應力梁施工工序
安裝底模安裝鋼筋骨架安裝卡子、埋管清理孔道穿筋安裝側模澆筑混凝土(養護)張拉預應力筋孔道灌漿切除鋼筋、封裹錨具。
3 施工技術
3.1 孔道支架和預埋金屬波紋管
按設計圖位置和間距逐點確定支架位置,注意減1/2金屬波紋管直徑架設,尤其要控制好最高點、最低點,鋼筋支撐應焊在箍筋上,箍筋底座應墊實;預應力柱波紋管為直線布置, 要保證固定端和張拉端的定位準確。波紋管預埋時,應做好波紋管的連接接頭與密封處理, 波紋管接口處采用大一號的金屬波紋管作接頭套管,接頭管長度取250~300 mm,波紋管接口面應平整, 二管靠緊對齊, 接頭管的兩端應用水密性膠帶密封,纏包長度不小于50mm。整根金屬波紋管應保持平順,轉折處圓弧線過渡。張拉端平滑過渡到直線段,且直線長度應大于300mm,并與錨具端面垂直。
3.2 澆筑混凝土
澆筑混凝土時,應避免振動棒撞擊波紋管,防止振動棒將套管振癟后漏漿,影響預應力筋的張拉。特別在張拉端、固定端鋼筋比較集中處,混凝土澆筑時既必須注意振搗密實,防止出現孔洞等不密實現象,同時應保護好端部預埋件。
3.3 預應力筋張拉
張拉前,千斤頂必須在標準計量器具上標定,并有書面報告作張拉依據; 在同條件養護試塊混凝土強度值達到設計強度等級的80%以上時,方可進行張拉;本工程采用1860MPa級鋼絞線, 控制應力為0.75fptk,即σcon=1395MPa,每束鋼絞線應整束一次張拉成功,必要時也可用前卡式千斤頂補足應力;張拉順序為:首先,0―10%σcon―0(調整工具錨及張拉端夾片);然后,0―20%(測量伸長初始值)―50%(暫停片刻)―100%(測量伸長終止值)―103%(停留2 min)―100%錨固。張拉時應做到孔道、錨環與千斤頂三對中, 張拉過程應均勻。張拉采用以應力控制為主、伸長值校核的方法。
3.4 孔道灌漿及封錨
預應力張拉后要及時灌漿,水泥漿強度為M40,水灰比為0.38~0.40,攪拌后3h泌水率不大于2%。孔道灌漿前,要對孔道進行清洗,用空氣泵檢查通氣情況。孔道灌漿順序為先灌下面孔道,后灌上面孔道,集中一處的孔道應一次完成,以免孔道串漿。同一孔道灌漿作業應一次完成,不得中斷。灌漿后,宜采用機械方法切割外露部分預應力鋼絞線,嚴禁采用電弧切割,外露部分長度切至50mm,將其分散,在錨具及承壓板表面涂以防水涂料,并及時采用C40補償收縮細石混凝土密封。
4 細部構造
4.1 張拉端與固定端
張拉端與固定端采用的錨具分別如圖1、2所示。
摘要:根據工程案例介紹了預應力混凝土框架施工技術,在施工過程中采取了可靠的技術措施,使施工順利,保證了工程質量。
關鍵詞:預應力;混凝土框架;施工技術;
杭州某學校體育場館建筑面積13000m2; 在平面上采用橢圓對稱形式的布置形式;主體建筑看臺部分為鋼筋混凝土框架結構,屋蓋為大跨度鋼結構和索膜結構, 與看臺部分鋼筋混凝土結構體系相互獨立。該工程3.5m標高處③~⑧×㈠~㈡為45.0m×42.0m雙向預應力框架結構,另有28根預應力柱。全部采用后張法有粘結預應力,其中除預應力柱為一端張拉外,雙向框架梁均為兩端張拉。張拉端采用夾片式錨具,固定端采用擠壓P型錨具。有粘結預應力采用預埋金屬波紋管成孔,鋼絞線穿束,C40混凝土澆筑,張拉完畢灌水泥漿工藝。
1. 工程難點及對策
1.1 施工難點
(1)該工程預應力梁跨度大,預應力筋單孔束數多且長,張拉用千斤頂噸位大,張拉設備自重大、移動困難,實際施工時需要塔吊配合。
(2)預應力柱及部分預應力梁為變角度張拉,張拉端節點復雜。
1.2 處理對策
(1)該工程預應力柱為5.5°角變角度張拉,共2個孔道,每個孔道有14根Φs15.2鋼絞線。固定端采用專門設計的能夠滿足14根鋼絞線的錨板,鋼絞線穿束后,在地面制作擠壓錨,然后向上吊起,再回落到指定位置固定。考慮到鋼絞線束自重較大,采用Φ16的鋼筋每隔500mm間距焊接支架,防止壓垮柱中鋼筋骨架。
(2)針對灌漿高度大,采用純水泥漿,添加JMHF外加劑,水灰比降到0.3,有很高的流動性和很低的泌水率,并且不需要壓力就能達到遠比普通灌漿好的效果。對框架柱采取兩次壓漿,第一次在柱下部,隔30 min后在柱頂部進行第二次壓漿;考慮到灌漿高度大,水頭壓力不可忽視,所以在柱下和柱頂分別增加和減少了0.5MPa的壓力。
(3)因本工程梁的跨度較大,預應力梁鋼絞線較長,為保證穿束順利, 在梁跨的中部處留設穿束助力段,待穿束完后再將助力段用波紋管連接好。
2 施工工序
2.1 預應力柱施工工序
綁扎基礎梁及承臺鋼筋安裝灌漿管道將預應力束置于基礎梁內綁扎柱子鋼筋穿待澆段波紋管并封堵端部固定預應力束安裝固定柱模板澆筑柱混凝土(養護)預應力筋張拉切除多余鋼絞線、灌漿封錨。
2.2 預應力梁施工工序
安裝底模安裝鋼筋骨架安裝卡子、埋管清理孔道穿筋安裝側模澆筑混凝土(養護)張拉預應力筋孔道灌漿切除鋼筋、封裹錨具。
3 施工技術
3.1 孔道支架和預埋金屬波紋管
按設計圖位置和間距逐點確定支架位置,注意減1/2金屬波紋管直徑架設,尤其要控制好最高點、最低點,鋼筋支撐應焊在箍筋上,箍筋底座應墊實;預應力柱波紋管為直線布置, 要保證固定端和張拉端的定位準確。波紋管預埋時,應做好波紋管的連接接頭與密封處理, 波紋管接口處采用大一號的金屬波紋管作接頭套管,接頭管長度取250~300 mm,波紋管接口面應平整, 二管靠緊對齊, 接頭管的兩端應用水密性膠帶密封,纏包長度不小于50mm。整根金屬波紋管應保持平順,轉折處圓弧線過渡。張拉端平滑過渡到直線段,且直線長度應大于300mm,并與錨具端面垂直。
3.2 澆筑混凝土
澆筑混凝土時,應避免振動棒撞擊波紋管,防止振動棒將套管振癟后漏漿,影響預應力筋的張拉。特別在張拉端、固定端鋼筋比較集中處,混凝土澆筑時既必須注意振搗密實,防止出現孔洞等不密實現象,同時應保護好端部預埋件。
3.3 預應力筋張拉
張拉前,千斤頂必須在標準計量器具上標定,并有書面報告作張拉依據; 在同條件養護試塊混凝土強度值達到設計強度等級的80%以上時,方可進行張拉;本工程采用1860MPa級鋼絞線, 控制應力為0.75fptk,即σcon=1395MPa,每束鋼絞線應整束一次張拉成功,必要時也可用前卡式千斤頂補足應力;張拉順序為:首先,0―10%σcon―0(調整工具錨及張拉端夾片);然后,0―20%(測量伸長初始值)―50%(暫停片刻)―100%(測量伸長終止值)―103%(停留2 min)―100%錨固。張拉時應做到孔道、錨環與千斤頂三對中, 張拉過程應均勻。張拉采用以應力控制為主、伸長值校核的方法。
3.4 孔道灌漿及封錨
預應力張拉后要及時灌漿,水泥漿強度為M40,水灰比為0.38~0.40,攪拌后3h泌水率不大于2%。孔道灌漿前,要對孔道進行清洗,用空氣泵檢查通氣情況。孔道灌漿順序為先灌下面孔道,后灌上面孔道,集中一處的孔道應一次完成,以免孔道串漿。同一孔道灌漿作業應一次完成,不得中斷。灌漿后,宜采用機械方法切割外露部分預應力鋼絞線,嚴禁采用電弧切割,外露部分長度切至50mm,將其分散,在錨具及承壓板表面涂以防水涂料,并及時采用C40補償收縮細石混凝土密封。
4 細部構造
4.1 張拉端與固定端
張拉端與固定端采用的錨具分別如圖1、2所示。
4.2 KDZ張拉端大樣
KDZ張拉端大樣與B剖面如圖3、圖4所示。
4.3 灌漿與泌水孔道
關鍵詞:問題 整改 總結
一、概述
煉油裝置區聯合四車間脫硫制硫單元由三套裝置組成,即:脫硫裝置、污水汽提裝置和6萬噸硫磺裝置,主要處理上游裝置產生的干氣、污水,通過醇胺法和汽提工藝,將其中的硫化氫、氨等有毒有害成分提取出來,變廢為寶,生產硫磺和液氨產品,不僅實現了清潔生產,減少了環境污染,還為企業帶來了經濟效應。但隨著加工高含硫進口原油的增長和環境保護要求的日益嚴格,環保裝置的壓力越來越大。這幾年,車間一直不斷地利用技術改造,提高裝置的設備運行水平,確保生產的安、穩、長、滿、優。
二、發現的問題及原因分析
1、6萬噸硫磺裝置液硫裝車泵(P402A.B)密封泄露
液硫裝車泵(P402A.B)為大連大耐泵業生產,泵型號:ZEG80-2160 ,于2008年3月投入生產,泵送介質:液體硫磺,介質溫度:145℃,原機封形式:單端面靜止型金屬波紋管機械密封。投用以來密封就面臨經常泄露,頻繁更換問題。密封的消耗量很大,同時也增加了設備的維修量,消耗了非常大的人力、物力和財力。
1.1密封泄露原因分析
原機封為靜止型金屬波紋管機械密封,有以下問題:1、由于背熱距密封端面較遠,對密封端面的預熱作用不好,造成密封前期磨損;2、由于加熱不好,端面不易形成流體動壓膜,造成端面磨損,影響到密封使用壽命;3、由于密封彈性體波紋管是靜止型,介質容易在波紋管外壁形成沉積,影響到波紋管回彈,產生滲漏現象,嚴重時會使波紋管失彈,造成密封失效。對于輕微損壞的機封可通過修復后再使用,而對于損壞較嚴重的機封只能進行更換。
1.2機械密封改造
硫磺在常溫下是固態,其熔點為116℃,沸點為445℃,密度為2.1g/C㎡。經過對介質物化參數的分析和與工況條件的參比,確定設計方案,應從以下幾點解決原機封在使用過程中存在的問題。1、采用PLAN61方案,在密封壓蓋上設置背熱,盡量加大背熱腔體,達到良好的預熱和加熱的效果;2、機封形式由原來的靜止型金屬波紋管機械密封改為旋轉型金屬波紋管機械密封,這樣不但使密封端面靠近背熱腔體,達到良好的加熱目的,而且由于波紋管是旋轉的,不容易在在波紋管外壁形成沉積,增強了波紋管的彈性;3、增加了波紋管波片的厚度,即增加了波紋管密封的剛度值,彈簧比壓加大到0.25Mpa,從而達到了增加端面比壓的目的,改善了密封端面的追隨性,提高了密封性能。
1.3密封改造效果
通過對液硫裝車泵(P402A.B)密封的改造,目前使用半年有余,效果良好,證明經過改造,改善了密封的性能,提高了密封的使用壽命,減小了設備的維修量,特別是密封的維修量和消耗量,降低了設備運行成本,達到機封改造的目的,為企業節省成本、創造效益。
三、結語
為了抓好預知性維修,保證裝置長周期運行,轉動設備要先行,因為設備是裝置生產的根本,是企業降本增效的前提,增加裝置有效生產時間,降低裝置開停工物料排放損失,防止設備過剩維修,節約大量的人力、物力和財力,為企業帶來更大的經濟效益。
參考文獻
[1]J.D.薩默-史密斯(英國) 《適用機械密封》 機械工業出版社 1993.9
[2]顧永泉 《機械密封實用技術》 機械工業出版社 2002.4
[3]成大先 《機械設計手冊》 化學工業出版社 2002.1
關鍵詞: 鋼波紋;管涵;分析
0 引言
通常公路工程中的涵洞都是由鋼筋混凝土結構通過預制拼接而成,但是由于鋼波紋管涵具有性能穩定、安裝方便、有利環保、造價低等優點,目前我國很多工程里都會用鋼波紋管涵代替鋼筋混凝土進行涵洞施工,雖然在公路施工中采用鋼波紋管涵還只有一項新技術,但是具有十分寬廣的發展前景。
1 鋼波紋管涵簡介
金屬波紋管涵作為一種涵洞形式,是由波紋狀管或由波紋狀板通過連接、拼裝而成的。能夠替代蓋板涵、圓管涵、拱涵和小橋發揮作用,是一種新型的優質公路建材。造成公路涵洞破壞的原因有很多種,不均勻沉降是一個重要原因。金屬波紋涵管有橢圓形、圓形、半圓形等,進出口也可按照邊坡比例做成斜口,加工波紋管管徑范圍?準0.5~8m,管壁厚度為3~8mm,能夠滿足填土0.5m~40m厚的需要。由于鋼波紋管涵具有很多的優勢,比如施工工期短、工程造價低、安裝方便、抗變形能力強、重量輕、耐久性好、通車后養護成本低等,所以采用高強度的鋼波紋管涵洞,不僅可以有效解決由于地基基礎不均勻沉降導致的涵洞破壞問題,還能夠使金屬波紋管涵洞具有優良的受力特征,軸向和徑向同時分散、補償因荷載引起的應力應變,把集中在荷載上的應力最大限度的分散開,使鋼結構的作用充分的發揮出來,特別是在濕陷性黃土高寒凍土、軟土、膨脹土等地帶,具有良好的經濟效益。
本文結合陜西省銅川市上馬橋重建工程實例,詳細分析比較鋼波紋管涵技術優缺點,以便對類似工程提供借鑒。
2 橋梁概況
305省道上馬原橋位于銅川市印臺區廣陽鎮上馬村,原中心樁號為K32+431.98,橋長32m。上部結構為1~16m片石混凝土拱橋,下部結構為U型橋臺,C20片石混凝土基礎,為跨河橋梁,2001年建成通車,已安全運營14年。
3 橋梁檢測病害
2012年10月,該橋由于地基沉陷,產生拱腳開裂、拱圈橫縫、拱上結構開裂、臺身豎向裂縫、翼墻縱向水平開裂、拱腳滲水、橋面局部拱起、塌陷、沉降等病害。西安公路研究院公路工程試驗檢測中心根據《公路橋梁技術狀況評定標準》(JTG/T H21-2011),該橋總體技術狀況被評定為5類,屬嚴重危橋。原橋已拆除,并修建了便道。根據西安工程勘察研究院《S305上馬橋重建工程地質災害危險性評估報告》中:本次地質災害危險性綜合評估將評估區劃為地質災害危險性大區及危險性小區,現狀條件下,評估地質災害危險性小區,場地適宜建設;危險性大區,不適宜建設,線路工程應避開該區。原橋位為危險性大區,不適宜工程建設。結合現場實際情況,根據業主提出的 “安全、適用、經濟、美觀、環保”的原則,分別采用三個方案進行比較。
4 方案設計與比選
4.1 方案設計 ①推薦方案為鋼波紋圓管涵方案。新修5~4m鋼波紋圓管涵,用灰土將原路基填起來,重新施工路面。②比較方案一為原位新建鋼筋混凝土圓管涵方案。新修5~4m鋼筋混凝土圓管涵,用灰土將原路基填起來,重新施工路面。③比較方案二為改線方案。根據《S305上馬橋重建工程地質災害危險性評估報告》,在原橋下游350m處安全區域設置1~20m預應力簡支箱梁橋,兩邊采用引線與原路基連接。
4.2 方案比較 三個方案對比情況見表1。
5 鋼波紋圓管涵特點及優勢
經過現場踏勘地質地形,采用鋼波紋圓管涵優點在于:①波形鋼板管涵同時具有剛性和柔性,結構受力合理。荷載分布均勻,具有一定的抗變形能力。國內行業推薦性標準《公路涵洞設計細則》4.2.7條明確規定,鋼波紋管涵適用于地基承載力較低,或有較大沉降與變形的路基。②拼裝波紋管適應地基變形能力強,對地基承載能力、平整度要求較低,工程實際造價比同類跨徑的橋、涵洞相近或較低。③施工工期短是最明顯的優勢,土建工程與管節安裝可分開實施,然后進行整體拼裝。④管壁薄,重量輕,便于運輸存放。標準化設計,工廠規模化生產,生產周期短,效率高,有利于降低成本,提高質量。⑤現場安裝方便,不需使用大型設備。⑥一年四季均可施工,施工不受季節影響,不受環境影響。能有效解決北方寒冷地區因反復凍脹對混凝土橋涵破壞問題。特別適用于長年凍土、膨脹土、軟土、濕陷性黃土等特殊地區,可避免地基變形造成的不均勻沉降對涵洞的破壞。⑦減少水泥、沙子、石子等常規建材的使用,環保意義深遠。⑧后期養護工作量小,養護成本低。⑨有利于改善軟土地基結構物與路堤交界處的“錯臺”現象,不僅可以減少工后營運、養護成本,還能夠有效提高行車的舒適度與安全性。⑩拼裝波紋管具有卓越的路用性能,不僅對地基要求低,能有效縮短工期,還具有施工簡單、能快速安裝的特點,比普通涵管具有更多的優勢,在公路新改建工程、路基養護工程中將發揮積極的作用。{11}在設計中不僅要考慮工程項目的基本特征,如地形地貌、重要性程度、公路等級、不良地質等,也應該考慮施工條件和養護條件。下列地區宜優先考慮鋼板波紋管涵洞:1)缺乏人力資源或高危險、高原缺氧地區等工程。2)不良巖土地基的涵洞,包括多年凍土、膨脹土、軟土、濕陷性黃土等。3)為加快施工進度、達到快速通車目的的應急搶險、救災等工程。4)砂石資源缺乏地區,及水泥、鋼材等運距較遠的邊遠地區。
6 施工工藝
施工前準備施工放樣設置圍堰排水清淤平整場地基礎分層回填檢測壓實度、含水量等水準測量平整場地施工放樣拼裝管節(板片)檢測密水情況及管底縱坡檢測并涂刷防腐涂層涵管就位兩側分層回填檢測壓實度、含水量等管頂分層回填進出口處理。
7 結語
實踐證明,用鋼波紋管涵代替鋼筋混凝土進行涵洞施工,無論從施工周期、施工造價、環保意義等方面都有其不可比擬的優越性,且用金屬波紋涵管進行涵洞施工,可大大提高道路行車的舒適度與安全性,避免道路與涵洞的“錯臺跳車”現象,有利于解決寒冷霜凍對砼管涵結構的破壞問題,可作為同類工程的參考。
參考文獻:
[1]交通運輸部.JTG/T D65-04-2007,公路涵洞設計細則[S].