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体外预应力锚具结构在桥梁工程中的应用技术

2017-08-31

  一、预应力锚具前言

  近年来因为具有无粘结体内预应力无法比拟的优点,如截面尺度小,施工简略,质量简略确保,更重要体外索能够替换,重张拉。体外预应力正广泛使用于美国、德国等许多国家的新桥梁建造,一起使用于旧有的混凝土结构的重建、加固及修理。而我国体外预应力技能的研究作业展开的相对较少,首要使用于对旧桥梁的加固。总归,跟着预应力桥梁和高强混凝土的开展,体外预应力技能的使用将是现代预应力技能开展的重要趋势。

  二、体外预应力束在旧桥加固中的使用

  在旧桥加固办法中,关于钢筋混凝土及预应力混凝土梁板桥选用在梁体下缘设置预应力拉杆或预应力束,对受拉区施以体外预应力的加固办法,能够抵消自重及外荷载发生的内力,大幅进步其承载才能。

  体外预应力法有如下优点:①自重添加少,但可大幅进步承载才能;②因为上部自重添加少,因而对下部影响小;③施工简略,工期短,经济效益显着;④施工进程不中止或少中止交通;⑤对原结构损害小,不影响桥下净空;⑥应力可调整,预应力束可更换。

  体外预应力加固系统由水平筋、斜筋、上锚固点、滑块、承托、水平筋固定支座等部件组成。体外束桥梁加固结构的预应力筋结构方式及施工办法与惯例的体内有粘结或无粘结预应力筋有较大的差异。因而其预应力丢失的核算办法也有所不同。经核算标明。与一般的预应力混凝土结构比较,体外束加固结构的预应力丢失要小得多,针对这一点,预应力钢筋的操控应力应适当降低.以避免体外预应力筋长时间处于高应力状况,对改善体外束结构的受力状况有利。

三、体外预应力束在新桥建造中使用

  体外预应力结构自从2O世纪3O时代开展至今,其结构系统一直在不断地立异和改善。因而体外预应力束的使用也在不断改动和丰厚。体外预应力束在新桥建造中的使用,首要能够概括为以下4种类型:

  第一种是逐跨预制节段施工的长桥。该类型以LongKey桥为代表,体外预应力束选用与体内预应力相同的一般多股钢绞线和锚具,相同选用水泥灌浆。因而预应力本钱较低。这种体外预应力结构一般在预制节段见选用干接缝和复式剪力键。当整跨所有的预制节段在支撑结构上装置就位后,旌加体外预应力,构成一跨的全体结构。体外预应力束在跨内的转向块处偏折,体外束外套选用聚乙烯管或钢管,管道在转向快处与主粱浇筑成全体,这种体外束只能撤除不能更换。

  第二种是选用悬臂施工或顶推施工的预应力混凝土接连梁桥,一般选用体内、体外混合配束。该方式顶用体外预应力索替代本来装备在腹板内的许多预应力筋,简化了腹板结构,降低了其厚度。选用悬臂施工时,悬臂束为直线的体内预应力,成桥后张拉的接连束选用大吨位体外预应力,然后免除了许多的穿束和灌浆工艺,易于操控施工质量。

  第3种是第二种类型的衍生物,特点是将混凝土箱梁腹板改成混凝土桁架或选用钢结构。该类型往往是集立异性的结构构思与漂亮的表面与一体,构成体外预应力结构的代表之作。

  第四种称为坦拉式体外预应力结构。它把曩昔那种预应力筋的偏疼距被操控在主梁的有用高度之内的体外筋,放在了梁的有用高度之上。因而它具有梁桥和斜拉桥的两层特性,可看作介于预应力混凝土箱形梁桥到预应力混土斜拉桥之间的结构系统。它选用了部分索结构协助主梁承当竖向荷载,然后到达降低梁高的意图。

  四、预应力施工工艺

  (一)锚固端部横梁与跨中转向横肋、墩顶导向槽的施工

  这三部分确定了钢绞线的空间方位,由该索形及张拉应力决议了等效荷载的巨细。跨中转向横肋、墩顶导向槽钢绞线存在偏折。承受部分揉捏应力,这就要求锚固端横梁处锚垫板预埋方位及方向要精确。转向横肋、墩顶导向槽的制造应严厉依照图纸要求进行,既要确保弯折处的曲率半径,又要打磨端部,使之平滑,避免张拉时端部对钢绞线的揉捏和卡滑。

  (二)钢绞线下料与穿束

  在桥梁加固中,因为张拉结束后,锚垫板与钢管中要灌浆,构成有粘结段,所以鄙人料时就应将粘结段的钢绞线的PE层及油脂清洗洁净,操控该段的长度和方位是很难的,因为既要预先考虑到穿束进程中钢绞线下垂的影响,确保PE保护层预先进入密封罩,又要考虑张拉伸长的影响,确保两头伸长部分要共同,以确保两粘结段粘结力大致持平。在穿束进程中,因为钢绞线的长度在150m以上,中心要经过多个墩顶导向槽及跨中转向设备,无法在箱梁内进行l2根钢绞线的整束穿索,因而选用单根穿索的办法。钢绞线的环绕将会影响有用预应力的建立,所以有必要确保钢绞线在全桥长范围内不环绕,在实践施工中,预先将钢绞线、作业锚板孔、密封盖小孔别离编号,每束l2根钢绞线选用单根穿索,每隔一段就用与密封罩小孔对应的橡胶垫约束钢绞线的方位,在张拉结束后发现,选用该办法使得每束钢绞线顺直且无环绕现象。

  (三)钢绞线张拉

  桥梁加固选用两箱对称单根两头一起张拉,张拉进程分两部分:预紧和高应力张拉。

  1预紧

  为了到达钢绞线从松懈状况到张拉完成后顺直不环绕,正式张拉前先要进行预严重拉,预紧的质量决议了整个加固作用的好坏。首要,钢绞线在松懈状况下,即便选用了必要的办法,可是因为钢绞线很长,下垂量仍是较大,所以,为确保两头粘结段长度大致持平,预重要两头对称进行;其次,预紧力的巨细既要确保在预紧进程中,钢绞线绷紧且不环绕,又要确保在高应力张拉时钢绞线不错位,预紧力过大或过小都达不到预紧的意图。在加固施工中,预严重拉力选用l5%规划张拉力。

  2高应力张拉

  因为桥梁加固选用通长环氧涂层钢绞线,在张拉中需多行程接连张拉,作业夹片要进行屡次锚固,在作业夹片进行暂时锚固时,环氧涂层保护膜构成的碎屑将附着在夹片的齿间。跟着作业夹片的重复屡次夹持钢绞线,齿间环氧涂层碎屑增多,将引起滑丝现象,然后影响作业夹片的锚固作用。针对这一状况,研制出一种暂时锚固设备,在中心行程中,由暂时锚固设备的东西夹片夹持钢绞线,避免了作业夹片的中心暂时锚圃,确保锚固作用。

  (四)压浆

  体外索锚固横梁选用部分有粘结方式,为了到达规划者和业主关于部分有粘结段钢绞线粘结力的要求,张拉完成后部分有粘结段的压浆作业是一道很重要的工序:施工行进行了1:1的模型试验,在确保压浆密实饱满的状况下,部分有粘结段的粘结力可到达规划张拉力的108%,满意锚固要求:工程中,压浆施工在张拉完成后24h内进行。压浆选用手动压浆机,确保压浆进程的均匀安稳和压浆压力的要求。

  五、施工中的首要技能要点

  原桥施工状况与原桥的规划状况有不同,如箱梁翼缘的厚度,墩顶横隔梁的尺度,在规划中要充分考虑墩顶导向槽的方位与墩顶横隔梁之间的联系,在该桥加固中,因为墩顶横隔梁的宽度大于原规划许多,结果墩顶导向槽无法施工,然后改动加固规划。

  因为环氧涂层钢绞线暴露在箱梁中,钢绞线的防窝尤为重要,所以鄙人料及穿束进程中,禁止在混凝土地面上拖拽钢绞线,穿束用的架立筋要用棉丝包裹,不能破损PE保护层,如有不小心,单个破损处,选用与PE保护层同性质的胶带环绕。

  墩顶导向槽与转向设备的加工应在加工厂进行,禁止在现场加工,现场装置中,要严厉按图纸进行,在运送及焊接进程中,应采纳办法避免焊接变形,穿束前应拉线确定装置是否合适。

 

  预紧进程中,有必要在箱梁中安排人员,在钢绞线绷紧时,进行必要的调整;高应力张拉时,调查在各墩顶导向槽和转向横肋处钢绞线是否有挤破的现象,如有该现象,应进行防护处理。
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