预应力T型梁（共7篇）
预应力T型梁 篇1
后张法预应力混凝土结构构件具有可以显著提高水平构件的跨度、减少结构层次高、增加有效使用面积、节约能源及土地等诸多优点, 因而在桥梁工程和现代化工业厂房及高层建筑中, 得到了广泛的应用。磨盘山水库位于黑龙江省五常市, 在导流灌溉洞施工中由于提前进洞, 导致进口闸室与大坝连接的交通桥跨度增大, 由原来的2跨40m, 增加为2跨60m, 因此交通桥改为装配式后张法预应力I型梁结构。设计荷载为汽车-20级, 挂车-100级。交通桥一端支在导流洞进口闸室后墙的牛腿上, 中间架在中墩上, 另一端支座位于山体岩石上的潜基础上, I型梁共计六片, 每片长30m, 重约45t, 桥面宽为6.45m, 两边设有安全带。
1 排架施工
由于施工场地限制, 无法采用预制吊装施工方案, 故使用6m×Φ48cm钢管做组合钢管排架, 上部使用14槽钢纵横铺设。满堂脚手架在我们所探讨的方案中的重要性, 不用多说, 其工作稳定性是整个方案的前提。
脚手架说明:
1) 脚手架材质选用φ48×6m钢管, 截面面积A=489m m 2, 截面模量W=5.08×103mm3, 回转半径i=15.8mm, 抗压、抗弯强度设计值f=205N/mm2, 脚手架整体结构为:步距=1.2 m;柱距=0.9 m;排距:0.8m。搭设最大高度H=34.5米。
2) 把脚手架的整体稳定计算简化为对立柱稳定的计算。
3) 对于敞开式脚手架, 由于风荷载作用产生的弯曲应力很小, 计算立柱稳定性时予以忽略。
4) 忽略作用于脚手架的竖向荷载偏心作用。
5) 计算式:
结构自重为30.5t, 梁体及施工荷载为139t。
将脚手架整体稳定计算化为按中心受压立柱的稳定性计算
查表, 轴心压杆稳定系数:ω=0.412;立柱截面积:A=4.52cm2;钢材抗压强度设计值。fc=205N/mm2;则ωAfc=0.412 x4.52cm2x205N/m m2
1.1 排架基础施工
施工现场坡比1:2, 坡面较陡, 桥面距地面最低点高差30m左右, 排架基础设置成为台阶式, 每个台阶长10m, 共6阶, 地面采用钢筋混凝土结构, 厚15cm。处理后的地基满足施工荷载225KN/m2的要求。
1.2 排架基础静载预压
当基础混凝土强度达到80%以后进行预压, 具体作法是:将预制的压块用吊车吊放在支点上, 压载量约为支点受力的80%, 以1d为一个观测单位, 若连续3d观测结果在5mm以内, 则可认为地基沉降基本稳定, 压载时以一排支点同时预压为宜。
1.3 支架预拱度设置
预拱度计算公式为f=f1+f2+f3, 其中f1:地基弹性变形, f2:支架弹性变形, f2=5~8mm, 取f2=8mm, f3:梁体挠度。预拱度最大值设置在梁的跨中位置, 并按抛物线形式进行分配, 最大扰度为5cm。
2 预应力梁施工
2.1 模板施工
底模由组合建筑钢模组合而成, 为了保证表面美观, 在组合钢模上再加层高强竹胶板。侧模用高强木模板加工成1.8m长一块的定型模板, 接缝处用一层密封胶条以防漏浆, 加固采用ф12对拉螺栓上下两道加固。
2.2 钢筋施工
先将主筋焊接成骨架, 然后进行细部帮扎。
2.3 混凝土施工
混凝土掺加缓凝剂, 使用塔吊吊运入仓, 浇筑方式为分层浇注。
3 预应力施工
本桥设计为Ⅱ级松弛高强度预应力钢绞线фj15, 标准强度Rjb=1570Mpa, 锚下控制应力σk=1136.19Mpa。锚具采用国内生产的QM型锚具及予其配套设备。成孔方式为铁皮波纹管成孔, 每片梁6孔, 每孔6束, 在混凝土强度达到100%后可进行张拉。
3.1 下料
对进场的钢绞线先进行检验, 合格后方可下料。钢绞线每端预留工作长度84cm, 1、2号孔:31.14m, 3号孔:31.40m, 4号孔:31.34m, 5号孔:31.26m, 6号孔:31.16m。
3.2 穿钢丝束
在穿束之前要做好以下准备工作:
1) 清除锚头上的各种杂物以及多余的波纹管。
2) 用高压水冲洗孔道。
3) 在干净的水泥地坪上编束, 以防钢束受污染。
4) 卷扬机上的钢丝绳要换成新的并要认真检查是否有破损处。
5) 在编束前应用专用工具将钢束梳一下, 以防钢绞线绞在一起。
6) 将钢束端头做成圆锥状, 用电焊焊牢, 表面要用砂轮修平滑, 以防钢束在波纹管接头处引起波纹管翻卷, 堵塞孔道。
3.3 施加预应力
1) 在钢束穿好后即可进行施加预应力工作。在施加预应力前应做好以下工作:
a.钢绞线进场后要取样做拉伸试验, 抽查钢绞线的断面尺寸。
b.锚具、塞片到场后要检查锚固效率系数, 其值不可小于0.95。
c.检查塞片的硬度。
d.油顶油表进行校验。
2) 预应力张拉的顺序为:1, 6;2, 4;3, 5。张拉作业程序如下:0→拉到初始应力11Mpa (设计应力10%) →作量测伸长量起始标记→张拉至设计应力 (1136。19Mpa) →测伸长量、静停5min→回油锚固→量到实际伸长量并求出回缩值→检查是否有滑丝、断丝情况发生。每次锚具安装好后必须及时张拉。
张拉质量:
a.张拉时每束钢丝伸长值不应超出理论计算值的±6%。
b.每端钢丝回缩量之和不大于8m m。
c.每片梁滑丝、断丝根数不超过钢丝总根数的0.5%, 且一束内不得超过一根。
d.处理滑、断丝而引起钢丝重复张拉时, 同一束钢丝重复张拉次数不得超过3次。
e.钢丝张拉后静停24h无滑丝、断丝现象。
3) 张拉过程中如有滑丝、断丝、伸长量不够的情况发生, 则需分析原因并处理后重新张拉。在张拉过程中发生滑丝现象, 可能由于以下原因:
a.可能在张拉时锚具锥孔与夹片之间有杂物。
b.钢绞线上有油污、锚垫板喇叭口内有混凝土和其它杂物。
c.锚固效率系数小于规范要求值。
e.钢绞线可能有负公差及受力性能不符合设计要求。
f.初应力小, 可能钢束中钢绞线受力不均, 引起钢绞线收缩变形。
g.切割锚头钢绞线时留得太短, , 或未采取降温措施。
h.长束张拉, 伸长量大, 油顶行程小, 多次张拉锚固, 引起钢束变形。
i.塞片、锚具的硬度不够。
4) 张拉过程中断丝现象一般有以下原因:
a.钢束在孔道内部弯曲, 张拉时部分受力大于钢绞线的破坏力。
b.钢绞线本身质量有问题。
c.油顶未经标定, 张拉力不准确。
钢束张拉如发现伸长量不足或过大, 也应及时分析原因, 一般是管道布置不准, 增大孔道摩阻, 应力损失大, 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。
总之, 在张拉过程中如发现滑丝、断丝、伸长量不够等情况后要及时查明原因, 采取相应的措施后方可进行下一步施工。
3.4 压浆
压浆是后张法预应力施工中的最后也是关键的一步, 压浆前对压浆机进行认真检查、标定, 用压浆机向管道内注压清水, 充分冲洗, 润湿管道, 至全部管道冲洗完后, 正式拌浆, 开始压浆。压浆开始后需等另一端排水, 排水孔亦喷出纯浆并稳定后, 才可封闭排气孔, 其后对管加压到0.6MPa以上并持荷5min后封闭。张拉封锚压浆应在48h内完成, 如有特殊情况不能及时压浆时, 应采取保护措施, 灌浆后30d不能碰撞锚具。
在预应力I型梁浇筑前要在梁内预埋内观测点观测混凝土浇筑前后梁底标高变化及张拉前后的标高变化。
3.5 封端
孔道压浆后立即将梁端水泥浆冲洗干净, 同时清除支撑垫板、锚具及端面砼的污垢并将端面砼凿毛, 然后浇注封端砼。
4 结语
后张法预应力混凝土施工技术是国家重点推广的科技项目之一, 而将预制、张拉、就位等工序融为一体的设计方案, 则对这一技术的应用范围作了拓展。
该方案机械设备投入小, 免去了构件的运输和吊装, 无需另外开辟预制场地, 较大地降低了工程成本, 对于类似工程值得参考。
摘要：本文针对特定施工环境下, 后张法预应力混凝土施工方案的实现作了可行性探讨, 对后张法预应力混凝土结构的推广应用具有一定的现实意义。
关键词：后张法预应力,满堂脚手架,张拉,应用
预应力混凝土T型梁预制技术探索 篇2
某路基上建设40米T梁预制场, 台座采用15-20cm厚的片石混凝土为基础, 其上支模浇筑C25混凝土为台身。台座宽度按设计梁底宽度控制, 两侧用5×5角钢护边并贴以止浆带。台座设反拱以控制张拉后的起拱度。台身预留拉杆孔以留作固定模板用。存梁场地基与预制场类同, 用重型钢轨在梁支座位置形成支撑, 存放预制完成的梁。张拉千斤顶在施工前送国家标准计量部门进行校验, 在施工过程中, 每隔3个月或每200次, 定期送去校验, 以保证张拉吨位的正确性。
2. 模板施工技术
侧模用钢板和型钢加工而成, 即由侧板、支承侧板的水平肋、竖向肋、支托竖向肋的直撑、斜撑、振动器、固定架等构件组拼成整体。为保证T梁外观质量, 拟采用4～6m/节的大面积整体式模板, 模板的制作采用工厂精制加工。
端模主要由紧贴梁端锚垫板的端面板及端模骨架组成, 安装时连在侧模上。为防止漏浆, 模板各拼装块接缝处加垫橡胶条或海绵条, 侧模与底模用台座的预埋拉杆拉紧。模板的装拆用龙门吊上的电动葫芦起吊, 安装后对各部位尺寸进行检查, 拼装误差应符合设计及规范的要求。
3. 钢筋加工与绑扎
钢筋下料时先核对钢筋种类、直径、尺寸、数量、计算下料长度, 用钢筋切断机截断。然后在弯曲机平台上按1:1的比例放大样弯曲, 弯制后的钢筋经检查符合要求后挂牌存放在整洁的场地内, 严防不同规格型号的钢筋混堆乱放。
对于钢筋骨架绑扎, 首先在底座上划好钢筋间距线, 以控制布筋尺寸, 然后绑扎底板纵筋及箍筋, 从中间向两端绑扎腹板钢筋, 最后绑扎端头筋。绑扎结束后要检查定位网位置, 准确率要达到100%。砂浆垫块用模具制作, 且中间预埋扎丝, 以利绑扎, 垫块内实外美, 厚度符合设计要求。波纹管预埋时, 先对定位网钢筋检查, 符合设计位置后与结构筋点焊牢固, 然后穿入波纹管并绑扎牢固, 波纹管应无孔洞, 接头牢固。
4. 混凝土浇注及养护
混凝土浇注前, 要检查模板接缝, 拉杆螺栓, 模板连接螺栓及底脚楔子, 模板支立必须牢固可靠。混凝土拌和在自动计量拌和站进行, 水泥、砂石料、外加剂及拌和用水的各项性能指标均符合规范要求。在拌和过程中, 注意混凝土的稠度, 并严格控制水灰比, 随时检查混凝土坍落度, 若出现异常情况应立即查明原因并予以纠正。
混凝土采用连续灌注法, 纵向分段, 水平分层, 从梁的一端循序进展至另一端。T字梁灌注时先灌下部马蹄部位, 后腹板和顶端混凝土, 灌注时下料应均匀连续, 不宜集中猛投而发生挤塞。在钢筋密集处, 适当使用插入式振动棒以辅助下料。混凝土灌注过程中, 要随时检查模板加固情况, 漏浆处及时堵塞。振捣使用附着式高频振捣器与插入式振捣棒相结合的振捣工艺, 附着振捣器安装在侧模两面侧, 其相对位置互相错开, 每侧呈梅花型布置, 以便振捣均匀, 其布置间距1.0-2.0m。浇注T梁马蹄部位混凝土时, 以附着式振捣器为主, 每次振捣时间以混凝土不再下沉, 无气泡上升, 表面出现薄层水泥浆并有均匀的外观和水平面为止。一般为1-2分钟。腹板和顶端混凝土可用插入式振捣器振密实, 再用平板式振动器及时整平, 收浆、终凝前梁顶面拉毛, 以利梁顶面与桥面铺装层连接成整体。在混凝土浇注过程中应随机取样制作试件, 试件中至少二组随梁体同等条件养护, 以测定张拉时强度。梁体混凝土采用自然养护的方法。在混凝土浇注完毕后, 应静置1-2小时, 先用麻袋, 无纺布等物覆盖混凝土顶面, 然后浇水, 养护期始终保持混凝土充分湿润。
5. 预应力张拉施工
钢绞线下料编束, 在钢筋加工场地留出55×6m的钢绞线加工区, 整平地面, 上铺10cm混凝土, 在场地上按下料长度作出标记线。钢绞线用砂轮切割机切断后整理成束, 每1-1.5m绑扎一束扎丝, 并挂牌标出长度及设计编号, 按编号分类堆放, 钢束堆放时要防止弯折并有防雨措施。张拉设备在首次使用、使用超过三个月及修理后均需进行校验, 校验方法是在反力框架上安装千斤顶, 压力传感器, 测定千斤顶张拉力与油表读数关系式 (或关系曲线) , 检验将由计量部门认证。为了有效地提高预应力施工质量, 预应力施工前先测试混凝土强度, 混凝土强度达到75%时才允许施加预应力;清洗预应力孔道, 采用高压风枪将孔道冲洗干净, 并清除孔道口及锚板的水泥浆和杂物;张拉前测定数据, 如锚具的锚口摩阻、孔道摩阻损失和混凝土强度及弹性模量。
5.1 张拉技巧
预应力钢铰线采用双控方法张拉, 在控制张拉力的同时, 校核预应力钢铰线的伸长值, 预应力钢铰线的实际伸长值, 宜在初应力为10%时开始测量, 但必须加上初应力以下的推算伸长值, 并扣除混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。张拉吨位下的钢铰线理论伸长值计算:
ΔLi=σi·Li/Eg, 式中:△Li-钢铰线的理论伸长值;Eg-钢铰线的弹性模量;σi-钢铰线的平均应力 (可近似取跨中截面与锚固截面钢铰线的平均应力值) ;Li-钢铰线的长度 (为钢铰线的编号) 。
同时对于T梁预制的张拉顺序采取先下后上, 左右对称的原则, 张拉程序:0→10%σκ→103%σκ (记录伸长量) 锚固。
5.2 张拉操作注意事项
为了确保张拉过程的安全性, 在张拉施工中与张拉作业无关的人员严禁进入张拉现场。张拉时, 千斤顶后面不得站人, 以防预应力钢绞线拉断或销具弹出伤人。高压油泵有不正常情况时, 应立即停车检查。已张拉完而未压浆的梁, 严禁剧烈震动, 以防预应力钢绞线断裂酿成重大的事故。
5.3 压浆技术
割除锚外钢绞线, 采用砂轮切割机切割, 切割应采取降温措施, 如用石棉绳浸湿缠裹其根部。锚塞周围的钢绞线间隔应用环氧砂浆或水泥砂浆填塞, 以免冒浆而损失灌浆压力。孔道在压浆前应用高压风吹去孔内杂物, 保证孔道畅通。压浆顺序应自上而下, 逐个进行。压浆采用真空压浆工艺。水泥浆从拌制到压入孔道的间隔时间不得超过40分钟, 在这个时间内, 应不断搅拌水泥浆。
5.4 封锚
孔道压浆后应立即将梁端水泥浆冲洗干净, 同时清除支承垫板、锚具上的油污, 并将端面混凝土凿毛。按设计要求绑扎端部钢筋网。固定封端模板, 立模后, 校核梁体全长, 其长度应在允许误差范围内。拌制封端混凝土, 其配合比及强度要求应与梁体混凝土完全相同。灌注封端混凝土时, 要仔细操作并认真捣固, 务使锚具处的混凝土密实。静置1-2小时, 带模浇水养护, 脱模后继续浇水养护。压浆封端后, 待水泥浆达到规定强度后, 即可移梁, 移梁时吊具兜住梁底, 用龙门吊吊起移至存梁场地, 存梁时垫木放在梁支座附近。
结语
文章通过结合T梁预制的实践, 详细地对预制过程中的各个施工过程提出施工技术以及相应的安全措施, 可为同类工程提供有价值的参考。
参考文献
[1]林涛, 张景祯.T梁预制施工技术探讨[J].科技传播, 2011, 28 (09) :118~119.
[2]赵海燕, 赵军, 闻玉辉.预应力混凝土桥梁T梁预制[J].价值工程, 2011, 27 (01) :31~33.
预应力T型梁 篇3
近年来随着国家公路建设向着山区发展, 桥梁在山区道路中所占的比例越来越高, 尤其是在地形复杂、施工条件不完善的山区, 高墩、多跨、大跨径梁在各种桥梁结构中得到了广泛的运用, 相应的在桥梁架设中也出现了各种各样的架桥方法。在山区道路中由于交通不便、离大城市较远, 有一些桥梁施工场地狭小, 各种大型架桥设备进场比较困难, 这就使一种简单的架桥方法——人字扒杆在各种梁架设中脱颖而出。本文将以浙江金华某连续刚构引桥30m T型梁安装, 介绍人字扒杆双钓鱼法施工要点。
人字扒杆相对于单导梁、双导梁等架桥设备具有以下优势:
1.1 结构简单、组装方便
人字扒杆只用两跟立杆组成人字型, 顶端铰接即可, 组装拆卸很方便, 安装时间短, 很快就可以投入使用。
1.2 重量轻、运输快
一幅人字扒杆总重只有4吨左右, 包括卷扬机、运梁平车、钢丝绳等所有配件在内总重不超过15吨, 用一辆卡车即可完成运输及转场。
1.3 轻巧灵活
人字扒杆在桥梁架设中, 无论横移还是纵移都很方便, 并且对场地要求不高, 只要可以拼装扒杆即可。不受架设墩台高度和桥下地形、河流等条件的限制。
根据比较, 最后采用相对安全经济的扒杆纵向“钓鱼”法进行架梁。
2 人字扒杆工作原理
钓鱼法是在要架梁的前方预立一付超过跨度一半长的人字扒杆, 扒杆把梁钓过去。这种方法在抗美援朝、抗洪抢修架梁中曾多次使用过, 曾为战时抢修立下不朽的功劳, 但要冒一定风险, 当梁钓出半跨后, 梁就会产生低头下冲, 必须做好保险才能保证安全。
2.1 人字扒杆的构成
人字扒杆受力杆件主要由∠6.3×8、∠10×8的角钢焊接而成一个长方体。为了运输、拼装方便, 每节扒杆长度为10米, 每两节由螺栓连接成一个受力杆件, 两个受力杆件铰接成“人”字形状组成扒杆, 如图一所示。
2.2 人字扒杆的拼装就位
用卷扬机将组装好的人字扒杆牵引到位, 并用四跟揽风索将其在四个方向固定在桥梁墩台上。一般情况下0号墩台上的人字扒杆比较好就位, 先将人字扒杆平移至0号桥台背墙上, 然后用卷扬机及钢丝绳将人字扒杆立起来并就位固定, 或者利用吊车及其他起重设备将扒杆立起就位。1号墩台上的人字扒杆需要借助0号墩台上的人字扒杆以及2号墩台进行牵引就位。其步骤如下:
1) 将拼装好的人字扒杆用卷扬机牵引至0号墩台附近, 用一节钢管横向撑在扒杆的两只脚跟部并固定, 以防止扒杆的两只脚在牵引过程中合拢。2) 用0号墩台上扒杆的牵引索牵引住人字扒杆的顶部。3) 用钢丝绳拉住扒杆的两只脚, 用另一跟牵引索通过固定在2号墩上的转向滑轮牵引住固定在扒杆两只脚上的钢丝绳, 然后通过卷扬机来拉动人字扒杆向1号墩方向移动, 同时慢慢放松0号墩上扒杆的牵引索。4) 当扒杆被牵引至1号墩上时, 用0号墩扒杆上的牵引索通过固定在2号墩上的转向滑轮将1号墩上的人字扒杆牵引就位并用揽风索固定好。
2.3 人字扒杆吊装梁板
用人字扒杆吊装T梁主要需要以下设备:人字扒杆2副, 8吨卷扬机2台 (起重) , 5吨卷Á扬机2台 (牵引) , 40吨千斤顶2~4个, 运É梁平车1台, '定向滑轮、动向滑轮若干组 (, 揽风索若干米。)
双钓鱼法与传统的钓鱼法有相似之处, 但又有本质的区别。在待架桥跨的二侧桥墩上都立人字扒杆, 用这两组扒杆吊抬梁、架梁前进。前后两组扒杆随着梁位置的变化, 受力也随之变化, 梁始终保持平衡水平前进, 比钓鱼法在超过半跨时梁的前端突然低头, 扒杆受力突然增大的危险有无可比拟的优点, 双钓鱼法彻底消除了钓鱼法存在的不安全因素。
人字扒杆吊装梁板步骤:
1) 用千斤顶起梁, 将运梁平车喂入, 然后将梁运至人字扒杆处。
2) 用0号、S1号墩台上人字扒杆的牵引T索分别拉住梁的两端, 吊1起梁体, 拉动1号扒杆上的牵引索, 同时放松0号扒杆上的牵引索, 缓慢移动梁板, 直至梁板体就位。
3) 第一片梁板吊装就位以后, 依次吊装下一片梁, 当第一跨吊装完毕后可将0号、1号墩台上的人字扒杆依次牵引至1号、2号墩台上就位, 然后继续吊装第二跨梁, 如图二、图三所示:
3 人字扒杆吊装受力分析
3.1 板梁自重
以30米T型梁为例, 一片C50砼预应力T型梁梁共有砼约25方, 钢筋砼每方重2.5吨, 一片梁总重为:
用4个40吨千斤顶足可顶起一片T型梁。
3.2 每根牵引索所承受的力
通过1个动滑轮可将一跟绳索所受得力减少1/2, 根据卷扬机及牵引索所能承受的力的大小可增加或减少动滑轮的数量。对于一片梁来说, 每根人字扒杆上的牵引索承受的最大拉力为:
对于8吨起重卷扬机, 每根钢丝绳最大拉力为8吨, 所以最少需要两组动滑轮来分担拉力, 实际工作中考虑到各种不利因素, 通常用5组动滑轮, 这样每跟牵引索所承受的最大拉力仅为:
3.3 人字扒杆受力 (图四)
P=G/2×1.25=40.6t (1.25为动载系数)
1) 梁端吊运到扒杆底时 (或刚开始吊起来时:)
牵引绳受力
此时x=0, T1=P=40.6t
扒杆竖直轴向受力:
此时x=0, N1=P=40.6t, N2=0
2) 梁端吊至跨中时 (此时x=15m) 牵引绳受力:
3) 梁端吊至B墩时, T1牵吊绳解下改系到梁的后端, T2牵吊绳全部承受梁的荷载 (此时x=30m) , 牵引绳受力:
根据以上计算得到, 当梁刚刚起吊时人字扒杆承受的压力最大N=40.6t, 人字扒杆受力草图如图所示:
主要为弯压受力杆件或可理解为偏
心受压杆件, 因:N=40.6吨, 所以所受的压力为:
计算人字架所受的弯距:
人字扒杆是由∠6.3×8、∠10×8角钢组成的一个方型行架杆件, 中间截面为60×60cm, 两端截面为40×40cm。主要受力由方型行架杆件4个∠10×8角钢承受。
在此可将扒杆简单简化为一个由四个等边角钢组成的方型空心截面的刚杆件, 其受力简图如右, 杆件中间所受的弯距最大, 其弯距为:
杆件的最大抵抗弯距为:
钢材的容许弯曲应力为σw=145Mpa, 大于实际产生的弯曲应力σ=82Mpa, 扒杆完全可以瞒足使用要求。
3.4 钢丝绳使用计算与安全系数
1) 钢丝绳是吊装中主要的动力设备, 穿绕于滑轮组的起重绳采用直径φ28×37×6+1钢丝绳, 人字扒杆的缆风采用φ36×37×6+1钢丝绳。在钢丝绳在使用前应做详细, 包括钢丝绳的直径, 长度有无断丝情况有无磨损等, 钢丝绳在使用中不得有超负荷, 不能使钢丝产生铛角曲折, 在起重时不能随便改变升降运行, 速度以免产生巨大冲击荷载, 钢丝末端与吊钢卡环等联结时应使用起马式, 钢丝绳卡子连接卡子使用数量和间距应满足要求, 为确保安全, 便于起重绳的检查, 可在钢丝绳最后一个卡子后, 两间距500mm以上, 外加设一保险卡子等钢丝绳滑动, 要全面地检查, 应立即采用适当措施处理。2) 风缆的计算扒杆起吊重物时, 前面的风缆较松, 因而不受力, 扒杆后面的风缆承受所有的张力。拟设置两根后风缆, 增强稳定性, 验算按2根风缆所承受的张力S=18.3t拟采用φ28, 6×37钢丝绳作为后缆绳, 其T破=0.82×33.9×2=67.8t>Q=24.4;tK=T破/Q=67.8/18.3=3.7>K容=3.5, 风缆采用φ28×37×6+1钢丝绳满足吊装时风缆承受最大力。3) 主牵引索的计算:主牵引索最大拉力为40.6t, 选择支数10, 片数5的滑轮组, 每支受力Q=4.06t, 选用8吨卷扬机牵引, 牵引索φ26×37×6+1钢丝绳, 其T破=0.82×30.5=25.01t>Q=4.77;tK=T破/Q=25.01/4.06=6.2>K容=6, 主牵引索采用φ26×37×6+1钢丝绳满足吊装时主起重索承受最大力。
根据以上计算, 各部位构建符合安全要求, 满足施工要求。
4 施工过程中的一些注意要点
安装工作除应遵守一般的操作规程外, 还应特别注意下列几点:
1) 必须建立明确的岗位安全责任制, 严格执行统一指挥、统一讯号、统一行动, 除指定的现场指挥人员外, 其他任何人不得直接发号施令。2) 开始安装时, 应进行有关安装方法, 施工组织设计及安全技术规程等方面的交底和训练。3) 高空作业人员必须经身体检查合格, 作业前不准饮酒, 作业时如有精神不振, 体力疲乏或头晕目眩等现象时, 应及时换下来, 不得勉强进行高空作业。4) 开始安装前应仔细检查起重运输设备以及夹具、索具是否有损坏或松劲的现象, 最好能进行起重运转试验, 对钢丝绳的断丝情况, 车主轴的探伤检查应特别注意, 起吊时, 提升和下落要平稳, 不准有急动或冲击现象。5) 劳力安排好后, 应尽可能稳定下来, 不随意调换工种, 以免操作不熟练而发生意外事故。6) 在带电的电线下进行安装时, 要特别注意安全。不要使吊杆、吊钩、钢丝绳等碰到电线上, 其距离不得小于2m。
5 人字扒杆在工程建设中的运用
在公路桥梁架设中, 因为架桥速度快、安全, 并且可以架设各种类型、各种跨经的桥梁, 通常人们选用单导梁、双导梁架梁, 但由于单导梁、双导梁架进出场费用较贵, 拼装时间较长、架设成本较高, 使得一些中小桥梁望而却步。而人字扒杆由于重量轻、进出场快捷、组装方便, 在多跨20米空心板梁、30米T型梁的架设中得到了广泛的应用。尤其是在交通不方便, 进出场比较困难的山区高速公路中小桥梁的架设中。20米空心板梁、30米T型梁自重一般为25~60吨, 重量比较轻, 架设也较为方便。在某些40米跨的T型公路桥梁中, 也出现过由人字扒杆架梁的事例。
人字扒杆由于其自身的结构特点, 也有它的不足之处, 比如架设速度较慢, 一天只能架设1~2片梁板;架设桥梁种类少, 一般情况下只架设30米以内的梁板;对于斜弯坡桥梁、重量大、跨经大的桥梁的架设也存在一定的难处。但是在进一步完善其自身结构的前提下, 人字扒杆在各种桥梁架设中会得到进一步的发展。
摘要：在山区道路中由于交通不便、离大城市较远, 有一些桥梁施工场地狭小, 各种大型架桥设备进场比较困难, 这就使一种简单的架桥方法——人字扒杆在各种梁架设中脱颖而出。
关键词：T型梁架设,扒杆纵向“钓鱼”,施工
参考文献
[1]公路桥涵施工技术规范[M].人民交通出版社.
[2]桂业昆, 邱式中编著.桥梁施工专项施工手册[M].人民交通出版社.
预应力T型梁 篇4
1 T梁侧弯原因分析
由于相关T梁侧弯原因的分析论述很多,在这里只简单分析一下造成T梁发生侧弯的原因,重点介绍控制措施。首先,从受力的角度来分析T梁产生侧弯的原因,以边梁为例,钢绞线布置如图1所示。
在T梁断面图中①,②号束关于T梁中心轴对称,在张拉过程中依张拉次序①,②号束为双侧同时张拉,由于其产生方向相反、大小相等的弯矩,理论上不产生侧向弯曲,③,④,⑤号束由于本身位于T梁中心轴线上,所以也不会使T梁产生侧弯。
接下来我们以①,②号束为例具体分析张拉过程中T梁的受力情况。当张拉①号束时,T梁的①号束钢绞线产生拉力F1和侧弯矩M1,当张拉②号束时,T梁的②号束钢绞线产生拉力F2和侧弯矩M2,由于①号束与②号束两边对称张拉,产生的拉力F1=F2,因此侧弯矩M1和M2则大小相等、方向相反,故∑M=M1+M2=0。
由以上受力情况分析,很容易得出T梁产生侧弯主要有以下3个原因:
1)钢绞线的中心轴与T梁的中心轴不重合,当偏差过大时,将会产生侧向弯矩。如图1中所示当③,④,⑤号束钢绞线偏移中心线时,会产生侧向弯矩,而①,②号束定位不对称也会产生侧向弯矩,从而导致∑M=M1+M2+M3+M4+M5≠0。
2)钢绞线的中心线与T梁的中心完全重合而张拉不对称的情况,这种情况主要针对①,②号束钢绞线。理论上①,②号钢绞线各自的伸长量与张拉力是相同的。在实际张拉中,由于两者的张拉力最终是由油表读数来体现的,所以预应力盘张拉端的张拉力P是相同的,但其伸长量却不尽相同;伸长量不同,预应力筋平均张拉力Pp1≠Pp2,因此所产生的拉力F1≠F2,即∑M=M1+M2≠0,二者的受力就有所不同,∑M不能抵消,梁体较长时,横向刚度较小因而易产生侧弯。
3)由于T梁的边梁单侧翼板较宽,从而使得T梁混凝土达到强度要求以后,其翼板较宽一侧的横向刚度明显强于另外一侧。那么在这样的情况下,如果∑M≠0,而产生侧弯矩,侧弯容易使梁体单侧发生屈服而产生侧弯现象。
2 T梁侧弯控制措施
控制预应力梁的侧弯,主要可以从以下几个方面入手:
1)波纹管的定位一定要以设计的波纹管道坐标为准,精确定位。对于直线管道或曲线管道需根据施工规范要求来定位,对于曲线段采用间隔每50 cm设一道定位筋,并点焊固定。波纹管线型要顺直,不能使波纹管自身横纵向有偏移,保证预应力钢绞线的定位准确。在实际施工过程中往往因局部钢筋制作绑扎的位置不准确而压迫波纹管道,使波纹管道坐标产生偏移。因此同样要做好钢筋制作绑扎的基础工作。
2)锚垫板定位的准确性与牢固性对梁体张拉时的受力影响很大。如果端头锚垫板定位不牢固,则在支模和浇筑混凝土的过程中,波纹管的横向位置将可能会产生变化。浇筑成型后锚垫板的位移和角度的微小偏差都将会严重影响到梁体的受力情况,容易导致产生侧弯矩。
3)对①,②号束在以应力控制张拉的前提下同时严格控制伸长值。即预应力筋伸长量的控制依照油表读数来控制张拉的同时以预应力筋的实际伸长值进行校核,以保证①,②号束同等均匀受力。在实际施工中我们会发现当①,②号束的伸长值之差在5 mm左右时梁体就会产生不同程度的侧弯。所以在张拉①,②号束钢绞线束时,如果两束的伸长值出现偏差,应调节油泵速度,尽可能保证预应力筋的实际伸长量在误差范围之内。
4)在这里要着重说明一下T型边梁侧弯的控制措施。在实际预制T梁的施工过程中,我们发现带有翼板的边梁较没有翼板的中梁或次边梁更容易发生侧弯,且侧弯的程度也更大。在其他影响因素相同的情况下,这主要是由于边梁两侧的不对称结构造成的。那么如何来解决这个问题呢,在龙华大桥的T梁预制过程中,对边梁采取了翼板分步预制法。即在预制边梁的时候,正常进行钢筋的绑扎制作,而在混凝土浇筑时对于边梁较宽一侧的翼板的超宽部分不进行混凝土浇筑。在梁体张拉压浆并吊装就位以后再重新吊模进行翼板混凝土施工。图2为吊模施工方法示意图,其中阴影部分为二次施工翼板部分。
这种施工方法的优点在于,一方面能有效解决不对称受力结构的问题,从而减轻T梁的侧弯问题,另一方面由于翼板施工是在梁体就位以后进行的,所以附属结构如护栏底座的预埋钢筋定位、泄水孔预留定位、桥面宽度都不会受到梁体侧弯的影响。缺点在于,施工步骤繁琐,吊模施工工艺复杂,施工成本投入增加。
3结语
本工程采用上述措施后,梁体侧弯现象明显改观,提高了T梁预制的质量。那么针对翼板分步预制法的缺点,总结施工经验,可以改进翼板分步预制方法。即在边梁的预制过程中对翼板采取锯齿形浇筑,如图3所示,施工过程可根据梁长和结构自行计算设置齿孔的位置和个数。这种施工方法不仅能有效解决不对称受力结构的问题,而且极大程度的改善了后期吊模施工的难度并降低了成本投入。
参考文献
[1]JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].
预应力T型梁 篇5
连霍国道主干线起于江苏连云港,止于新疆霍尔果斯,是我国最长的国道主干线。K3949+195火焰山大桥在鄯善至吐鲁番公路上,是连霍国道主干线新疆境内的一段,K3949+195火焰山大桥时跨越火焰山沟谷,上部结构采用8-30cm预应力混凝土T梁;下部结构采用Y型墩,桩基础;肋板式桥台,桩基础。该桥设计为先简支后连续,采用双幅分离式结构,桥面总宽28m,单幅宽13.5m,主体结构T梁1.12片,每片重约67吨,T型梁采用后张法预应力混凝土预制施工,上桥面后再次张拉连接成前3跨与后5跨连续整体结构。由于预应力混凝土预制T梁单件,重量大,数量多,其吊装工作成为该桥梁的关键性工作。根据地形和施工前多方案比较,决定第一、二跨采用100吨吊车协助架桥机安装;后面六跨采用龙门架移T梁到第二跨右侧的钢管桩门架上,再用滑动平车配合架桥机安装。国内目前尚无完整的架桥机操作规程,其操作还需在实践中继续探讨并逐步累积经验来完善。
2 预制场布置
预制场设置在大桥1#-3#桥墩右侧的一片空地上,预制场地标高比桥面标高低12m,T形梁预制台座平行于桥纵轴线,设置30m长的T梁台座12条,预制台座前方约30m是T梁的临时存储区,后面30m是钢筋加工区,受地形限制,场地较小。平行于台座方向设置大小龙门架2台,其中35m双轨道大龙门负责所有台座上T梁的起吊,横移及预制过程中的大件吊装。35m单轨道小龙门日常预制中的施工生产。
3 T形梁的吊装安排
预制场内吊起梁、移运梁采用双轨道龙门架,桥面上移T梁采用双轨道运梁小平车,T梁安装采用架桥机。该桥使用跨度40m的架桥机一台。
T梁的吊装程序:钢丝绳兜底→双轨道龙门架起吊→龙门架运梁至钢管架平台→运梁小平车将梁运至架桥机位→架桥机吞梁并横移至安装梁位→架桥机微调并对位落梁。
4 架桥机拼装
拼装前先用型钢或贝雷片搭设马架,由吊车或龙门架将各支腿和两片柱桁架吊到马架上组拼或焊接。各部件组装并接好电气线路,在马架下安装轨道,在支腿处用千斤顶将架桥机顶起,再把马架抽出,抽出后千斤顶回油,将架桥机四个支腿平稳落于已安装好的轨道上,然后根据桥面纵坡不得大于0.5%。最后采用吊车或简单扒杆将副驾安置在架桥机主桁架上。对架桥机各部件进行试运转后,将架桥机运至待安装梁的位置。
5 架桥机纵横移动
铺设好纵向轨道,架桥机横移至轨道上方,分别将后支腿与前支腿顶离轨道,轮箱转向并骑位于轨道上方,拆除前后腿横向钢轨,四支腿平稳落于纵向轨道上,同时将副架移至后支腿处做配重,一般配重结合运梁平车和T形梁一起加荷配重必须经过严格验算后才能操作。并收起前支腿,将下一跨盖梁上的横向轨道铺好,各工作就绪,安全检查后,整机纵向前移。飘架(即纵向移动过跨)到位时落下前支腿,并铺好横向钢轨,各支腿轮箱转向落在横向钢轨上,全面试运行安全检查后,即具备横向移动架桥机的能力。
6 梁的安装移运及架梁工艺流程
安装前,自行式运梁小平车将T梁运至架桥机后跨内,将副架移到T梁吊点处,安装吊具进行起吊,吊离运梁小平车面约5-10cm宜暂停起吊,检查其安全性,对各受力部位进行观察确认没有问题时才能继续起吊。梁在起落过程中应保持横向倾斜不超过2%;两端纵向高差不超过30cm;两幅架同步起吊后,宜先整机横移到待安装中轴线位置,梁体在纵向吞梁到前跨位置,然后落梁到盖梁顶约10cm时,保持T梁的稳定,微横移到待安装的划线精确位置,宜先落稳一端,同时注意支座位置偏差,梁倾斜度,支座密贴。就位后应临时支撑稳固,将梁横隔板上钢筋与安装好的T梁横隔板钢筋焊接,保证T梁安全平稳,这样依次安装下一片梁,整垮梁全部安装完后,可将架桥机纵向飘架,进行下一跨架设,如此循环直到完成。每跨梁的架设一般先准确安装一片中梁,再安装其他梁,每跨第一片中梁安装准确时,应做可靠的临时支撑,待其相接的下片梁安装就位后,再将两片横隔板上钢筋互相焊接。
7 主要安全技术措施
对于龙门架呵运梁小平车,一般采用定型产品,使用时应按其额定荷载负重,并严格遵守其操作规程,确保安全。针对该桥梁工程的特点,重点采取了以下安全措施:
(1)架桥机的强度与钢度验算。架桥机在使用前,在根据工程特点和尺寸验算其强度与钢度,对主桁架接点,支腿滚轮及轨道等薄弱环节,采取加强措施。在大风季节,使用架桥机时应验算其荷载横向倾覆稳定性。(2)架桥机各个支腿应有同步横移控制器。架桥机横移过程中,前后支腿应同步进行。其中各种电器应灵敏可靠,同时启动,同时制动。(3)桥面轨道坡度调平。该桥梁拱8跨,其中8#台的桥面标高最大,顺桥纵向设计有0.935%的纵向坡度。因而架桥机跨墩纵向飘架时,其轨道宜采用枕木调平。桥面设计有横向坡度,双幅桥面都以桥中轴线为高点,并以1.5%的坡度向两侧倾斜,因而宜采用槽钢、钢板和枕木等把架桥机的横移轨道调平。同时把运梁小平车两轨道的标高调整一致。(4)运梁速度控制与抗滑措施。龙门架运梁小平车和架桥机荷载移运梁时,其速度控制在0.1-0.2m/s,即6-12m/min之间。各种轨道的端部应设置可靠有效的止滑挡块或挡板,要经常性检查。(5)架桥机对桥面梁体,盖梁顶的压力验算。由于架桥机有四个支腿,在吊梁移运(吞梁)过程中,最不利工况时梁体位于架桥机主桁边缘,此时后腿与前腿属于不均衡受力,一般后腿承受的压力最大,可按一次超静定梁计算后腿的压力,其应不大于桥面最大设计荷载。(6)管桩门架的抗倾覆验算。应该严格验算起抗倾覆安全性,安全系数K=gl/ah,K应大于2.0,才能确保安全。
摘要：新疆312国道K3949+195火焰山大桥预应力混凝土T型梁单件,重量大,数量多,采用龙门架、吊车及架桥机配合架设。本文主要介绍预制场布置、运输与安装、架桥机拼装、纵横向移动、安装就位的方法以及安全技术措施等。
桥梁建设中T型梁施工技术 篇6
1.1 钢筋调直
φ6、φ8盘条用单控冷拉调直, Ⅰ级钢筋冷拉伸率1%。
1.2 钢筋连接 (焊接与绑扎)
1) 对Ⅰ级钢筋绑扎连接, 最小搭接长度受拉区大于30d, 受压区大于20d, 且绑扎接头错开距离不得小于30d, 绑扎接头的受力钢筋截面面积占钢筋总截面面积的百分率, 在受拉区不得超过25%, 在受压区不得超过50%;2) 对Ⅱ级钢筋采用电弧焊接, 优先选择双面焊, 焊缝长度大于5d, 选择单面焊时, 焊缝长度大于10d;受力筋焊接接头错开的距离同绑扎接头, 焊接钢筋截面面积占钢筋总截面的百分率, 非预应力受拉区不超过50%, 受压区不限。
钢筋骨架的钢筋一律在相应的台座上成型, 按主筋、箍筋、架立筋, 设计间距在台座上划线, 按拼装顺序依次在上面绑扎制作。
2 钢束制作及定位成型
预制梁选用符合设计要求的钢绞线。钢绞线在场地堆放时要采用保护措施, 防止生锈、污染, 如有锈蚀, 用抹布擦净, 不准用钢刷除锈。
2.1 钢绞线的下料
下料一般应在平坦的场地上进行, 不得将钢绞线直接接触土地以免生锈。下料长度误差控制在0mm~+50mm以内。下料时, 应制作一个简易铁笼, 将钢绞线盘卷装在铁笼内, 从盘卷中央逐步抽出, 较安全。钢绞线的下料按照设计长度同时考虑工作长度用电动圆盘砂轮机切割下料。
2.2 钢绞线的编束
把每束钢绞线用18~20#铁丝每隔1m左右单层密排螺旋线加固。
2.3 预应力筋成孔
预应力钢束用镀锌铁皮波纹管成孔, 已编束的钢绞线用人工穿入波纹管内, 波纹管的连接采用大一号同型波纹管连接, 接头管的长度20cm~30cm, 接头两端用密封胶带封裹, 防止水泥浆压入波纹管内。
2.4 钢束的安装成型
先按设计图中预应力筋的线型坐标在箍筋上定出线型位置。钢束的固定应采用钢筋弯成U型焊接在箍筋上, 按梁长方向, 间隔1m焊接一个, 曲线部分应加密。预应力筋安装后, 应检查其位置、曲线形状是否符合设计要求、钢束的固定是否牢靠、接头是否完好、管壁有无破损, 如有破损, 应及时用粘胶带修补。从梁上整体看, 波纹管在梁内应平坦顺直;从梁侧看, 波纹管曲线应平滑连接。
3 T型梁模板
在桥梁建设过程中, T型梁模板具有结构简单、受力明确、节省材料、架设安装方便等一系列优点。虽然对于整个桥梁工程而言, T型梁模板只是临时结构, 但是我们不能忽略它的重要性。
3.1 模板制作的原则
模板必须具有足够的强度、刚度和稳定性, 能够承受施工过程中可能产生的各种荷载。充分保证梁体的设计形状、尺寸和各部分相对位置的正确性。构造和制作力求简单、拆装方便, 以提高装拆速度和周转次数。接缝严密, 保证在强烈振捣下不漏浆。
3.2 模板安装
1) 底模采用Q235钢板底模, 在制作台座时, 与台座砼一并浇筑完成;2) 外模采用整体钢模。立模顺序为:涂脱模剂→绑扎骨架→安侧模→安端模。立模时要注意:模板要洁净, 均匀涂抹脱模剂。立模前, 在台座上准确标出梁的轴线和横隔板位置。模板的接缝要严密平顺, 并用海绵条作防漏处理。模板要随时修整。
3.3 模板的拆除
在进行模板的拆除时, 须要注意拉杆拆除、拆除与待拆模扇相邻的连接、安装施力装置并施力脱模、吊移存放等方面的细节问题。特别需要注意的是, 在拆除的过程中, 如果遇到混凝土还未干, 承受力度较弱时, 千万不能使用进行强拆, 以免造成混凝土边角的损坏, 影响工程的质量和形象。因此, 我们在平时操作中就要养成爱护产品、保护产品良好习惯与意识。
4 混凝土浇筑
混凝土熟料用砼罐车运输, 龙门吊漏斗入模。砼浇筑前应检查伸缩缝、护栏、泄水管、支座等附属设施的预埋件是否齐全, 确定无误后方能浇筑。混凝土浇筑时, 采取阶梯式水平分层的方法。灌注的方向从梁的一端循环向另一端, 分段长度以两横隔板间长度为宜。混凝土分层下料, 每层厚度不超过30cm, 上下层浇筑的时间间隔控制在1.5h内。下料时一定要均匀连续。混凝土的振捣采用插入式振捣器和附着式振捣器相结合。对每一位置振动时间以混凝土不再下沉、不再出现气泡表面泛浆为止。严禁振动棒接触模板和波纹管及各种预埋件。对钢筋较密的马蹄部分, 可先浇马蹄部分, 后浇腹板。对锚下部分配合人工钢筋插捣, 原则上要轻捣、慢捣、多捣。混凝土浇筑完毕后, 要压实凿毛, 表面平面度控制在2mm之内, 混凝土一次浇成, 不留施工缝。梁端2m范围内及锚下砼局部应力大、钢筋密, 特别是锚下砼, 应充分振捣密实。
5 预应力张拉与孔道压浆
T形梁预应力钢筋采取对称张拉来施加预应力, 按规定的序列号进行张拉。
在梁体砼强度达到95%σk后, 且砼龄期不小于7d, 方可张拉。预制梁内正弯矩钢束及墩顶连续段处的负弯矩钢束均采用两端同时张拉, 锚下控制应力为0.75fpk=1359MPa。预应力采用张拉力与伸长量双控, 当预应力钢束张拉达到设计张拉力时, 实际伸长量值与理论伸长量的误差应控制在6﹪以内, 实际伸长值应扣除钢束的非弹性形变影响。
张拉后24小时内必须进行压浆。压浆前每个孔道用高压水冲洗干净, 湿润孔壁、排除粉渣、污物。并将锚环周围、钢绞线间隙用水泥浆堵塞, 防止冒浆。
管道压浆采用C50水泥浆, 水泥浆搅拌时, 先放水再放水泥, 拌合时间不少于2分钟, 灰浆过筛后存放于储浆桶内, 此时桶内灰浆仍要低速搅拌, 并经常保持足够的数量, 以保证每一孔道一次连续完成。灰浆自调制到压入管道的时间间隔不超过30分钟。
6 结论
桥梁的工程质量直接影响到该桥梁的经济效益与适应性。所以, 我们在建设桥梁时, 除了需要进行预应力施工, 对预应力施工材料进行质量监控以外, 还要认真做好对材料的检测管理工作, 提高检测人员与施工人员的综合素质, 严格按照最高标准进行施工, 最终使工程完全达标。
摘要：随着国家经济的快速发展, 综合国力的不断提高, 各种新型科学技术也在不断突破之中得到实际应用, 尤其是在桥梁技术方面取得了很大的创新进步, 让许多新型工艺、新材料、新技术都广泛运用到桥梁建设之中。就是预制T型梁是常用的模型组件。许多大跨度的预制T型梁施工起来比较繁杂。比如预制场的选址、建设、模板施工以及混凝土的浇筑等等。因此, 这些问题成为T型梁施工需要攻坚的技术性堡垒。如果解决不好不但会使施工安全和结构稳定受到重创, 还会延长建设周期, 进而影响工程进度。本文从桥梁的预制场选址、作业前准备、T型模板选取、混凝土的浇灌等方面来阐述在T型桥梁建设中所涉及到的相关实用技术。
关键词：桥梁建设,预制T型桥梁,T型模板选取
参考文献
[1]麻名珩.T型预应力砼梁施工技术[J].经济技术协作信息, 2001 (9) .
铁路简支“T”型梁静载试验方法 篇7
湘桂铁路扩能改造工程XG-7标(DK492+500—DK546+200)共有17座大中桥梁,其中单线桥10座,双线桥7座,单线桥一孔由2片边梁组成,双线桥一孔由2片边梁、2片中梁组成。“T”型梁预制合计876片(其中24 m中梁30片、24 m边梁60片、32 m中梁188片、32 m边梁598片)。
“T”型梁预制采用图号为通桥(2005)2101-Ⅰ/Ⅱ和通桥(2005)2201-Ⅰ/Ⅱ,32 m、24 m梁混凝土强度等级均为C55。24 m梁砼数量为39.08 m3/片,梁自重为102.13t/片;32 m梁砼数量为56.17 m3/片,梁自重为146.31 t/片。
2 试验目的
(1)通过荷载试验,掌握“T”型梁结构的工作状况,判断“T”型梁的实际工作状况是否符合设计要求或处于正常受力状态。
(2)通过静载试验分析和理论计算分析,对“T”型梁的使用承载能力及工作状况作出综合评价。
(3)静载试验结果还可为桥梁维护提供原始数据,指导桥梁的正确使用和养护、维修。
(4)检验成品梁的抗裂性能和静活载挠跨比。
3 静载试验的时机
简支梁静载试验在终张拉30 d后进行,不足30 d时应由设计方检算确定。静载试验的时机包括:①采用新结构、新材料、新工艺进行试生产时。②生产条件有较大变动时。③出现影响承载能力的缺陷时。④交库资料不齐全或对资料产生怀疑时。⑤正常生产条件下,同类别、同跨度“T”型梁60片或连续3个月产量(3个月产量不足60片时)计1批,每批抽检1件。产品标准有明确规定的,抽样批量按产品标准执行。⑥产品认证检验时,对不同类别的简支梁各抽检1片。抽样原则:按最不利原则一次抽取3件(1件为首次试验梁、2件为加倍试验备用梁)。
4 静载试验采用的标准
《预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验方法及标定标准》(TB/T 2092—2003)。
5 静载试验仪器、设备的准备
(1)“T”型梁加载用千斤顶为150 t,数量为6台,不能使用张拉千斤顶,因为张拉千斤顶不满足1.5～2.5倍的要求。
(2)“T”型梁加载用油泵为6台,试验时实际用5台,备用1台。在静载试验过程中,千斤顶或油泵出现故障时可以马上更换,提前做好标定,否则一旦出现问题,静载试验就无法完成。
(3)反力架。反力架有自锚式和重力式2种,都要满足1.3倍的安全系数。
(4) 6块压力表,可多备1块,以防出问题能及时更换。压力表要求是防振型,其精度等级按TB/T 2092—2003标准为不小于0.4级,最小分度值不大于0.2 MPa。但现在大部分的0.4级标准表最小分度值是0.5 MPa,可以到厂家订制分度值为0.2 MPa的0.4级标准表,一般梁场静载试验的油表采用0.25级精度的油表,油表的行程在0～60 MPa之间,表盘直径为15 cm,如图1所示。
(5) 6块挠度测量用大量程百分表,百分表的最小分度值为0.01 mm。一般块表的直径都是5 cm,或者准备4块3 cm、2块5 cm (这2块是用在跨中的),另外准备6块磁性表座。
(6) 2块专用秒表,可以是电子秒表,也可以是机械秒表,但不能用手机秒表代替。
(7) 1个20倍刻度放大镜,用来测量裂缝宽度,最小分度值不大于0.02 mm;3块不低于10倍普通放大镜,用来观察裂缝。这些放大镜要求直径为10 cm。
(8) 2个钢支座,一个是固定支座,另一个为活动支座。
(9) 1个指挥用电喇叭,削好的红蓝铅笔,11面小旗。11面小旗是示意用的,以便指挥人员看清楚,6个挠度记录员、5个油泵监表员一人一面。
6 静载试验人员配备
静载试验人员一般最少为20人,人员安排如下:试验指挥员1人,一般由梁场总工或技术部长担任;油泵操作司机5人,负责操作千斤顶加压油泵,一般要5个张拉工、开泵工,一定要熟练的操作人员;百分表读数记录人员6人,按试验要求及时观察百分表数据,负责准确读出、记录、汇报各自百分表读数;油泵监表员5人,负责检查压力表读数是否正确;挠度统计员1人,负责对百分表读数进行计算;梁体观察员2人,负责观察梁体变化情况,主要是底板下缘;梁面千斤顶观测员2人,负责检查千斤顶安装是否稳定、位置是否正确,以及运行状态是否正常。
7 千斤顶标定
静载试验用的千斤顶可以由梁场自行标定,不用授权及其他部门标定。
(1)千斤顶:6台千斤顶分别配套6块0.25级油表标定。
(2)千斤顶按每2 MPa为一个加荷等级逐级加载至最大荷载2个级以上,通过计算得出最大加荷力,32m曲线“T”型梁自重一般为70多t,超过最大荷载对应的油表读数为2级以上。例如:78 t的最大加荷力对应的油表读数是26 MPa,标到30MPa即可。另外,标定用的传感器工作能力控制在1.5～2.5倍最大试验荷载之间,以200t为最佳。
(3)压力表必须分级标定,级差不大于加载最大值的10%,加载速度不大于3 kN/s,标定荷载不小于加载最大值的1.1倍,且持荷时间为10 min。
(4)千斤顶与压力表配套标定时,采用千斤顶顶压的压力传感器的标定方式,其活塞外露约等于最大荷载的活塞外露量;校正时千斤顶要转动2次,每次转动90°,共计3个数。采用回归方程(如图2所示)得出表1数值。
(5)配套标定数据须进行线性回归,计算A值和B值,即校正系数K和线性回归相关系数,要求千斤顶的校正系数小于或等于1.05,相关系数不得小于0.999 9。如果离散过大,会对加载力有影响,数值不稳定。如果数值偏大,会把梁体压裂。
由于每台千斤顶液压配合面实际尺寸和表面粗糙度不同,密封圈和防尘圈松紧程度不同,造成千斤顶内摩阻力各异,而且会随油压高低和使用时间变化而改变。千斤顶能够张拉钢束是因为千斤顶的活塞在高压油的作用下带动钢束伸长,高压油的油压大小通过张拉油泵的油表读数得出,由于活塞和千斤顶钢套之间存在摩擦力,因此油室内油压大小和作用于钢束的力不相等。千斤顶校正系数可以通过下式计算得出:
校正系数公式中,1.05是平均值,有效活塞面积是求出的A值。校正系数肯定是大于1.0的数值,如果计算结果小于1.0,说明标定结果有问题。新买的千斤顶会出现校正系数小于1.0的情况,此时多标定几次即可,因为千斤顶使用时间越长摩阻力越大。
静载试验前将每台油顶的每级加载级别、油表读数用纸贴在每个张拉油表边上,如图3所示。
8 试验梁初始裂纹检查、标识
加载前梁场安质部人员采用10倍放大镜对梁体跨中两侧1/2跨度8 m范围内的下缘和梁底面进行外观检查,并对初始裂缝(表面收缩裂缝和表面损伤裂缝)及局部缺陷用蓝色铅笔详细描出。
9 支座及千斤顶、百分表安装
(1)梁两端支座安装高差不应大于10 mm,同一支座两侧高差不应大于2 mm,支座安装后的实测跨度应符合标准要求。支座应设置在试验台座中心线上,且跨距须与待试梁相符。在支座上标划出中心线,以便与梁中心线对正。支座一定要用钢支座,不能用盆式橡胶支座,因为钢支座支承面大,盆式橡胶支座支承面小。梁安装后头重脚轻,容易摇晃,非常危险,因此支座要一边是活动支座,另一边用固定支座。
(2)安装千斤顶时事先要在梁桥面上放出工作线,由跨中沿腹板中心线左右两边标出4 m、8 m处作为梁体的加载中心点,腹板中心线一定要准确,误差一般不超过5 mm。如果“十”字线打偏,梁体会侧向受弯,容易开裂。在每一加载点铺设砂垫层(找平层)及钢垫板,钢垫板用水平尺找平后移入千斤顶。千斤顶中心与梁体加载中心纵横向位置偏差均不应大于10 mm;千斤顶中心与加反力架横梁中心纵横向偏差均不应大于10 mm,且应该垫实两者之间的空隙。
(3)静载试验之前,需要进行单顶加荷试验,检查设备状况是否良好。每个单顶逐个加至静活载级即可,检查每套千斤顶,查看油管、油泵是否漏油,工作是否正常。
(4)为避免梁体偏载,静载反力架纵横轴线与试验梁纵横轴线偏差不得大于1 cm。
(5)安装测量挠度的支架。在梁体跨中及支座中心两侧分别安装磁力表座百分表进行挠度测量。百分表磁力表座固定支架采用型钢制作,固定支架应牢固、稳定,且不受加载时静载试验台座变形的影响(如图4所示)。
1 0 加载程序
1 0.1 加载程序(如图5所示)
10.2全预应力梁各循环的加载等级
试验梁的加载分2个循环进行。以加载系数K表示加载等级,加载系数K是加载试验梁中梁体跨中承受的弯矩与设计弯矩之比。试验准备工作结束后,梁体承受的荷载状态为初始状态;基数级下梁体跨中承受的弯矩指梁体质量与二期恒载质量对跨中弯矩之和。全预应力梁各循环加载等级分析如下。
第一加载循环:初始状态→基数级(3 min)→0.60(3 min)→0.80(3 min)→静活载级(3 min)→1.00(20 min)→静活载级(1 min)→0.60(1 min)→基数级(1 min)→初始状态(10 min)。
第二加载循环:初始状态→基数级(3 min)→0.60(3 min)→0.80(3 min)→静活载级(3 min)→1.00(5 min)→1.05(5 min)→1.10(5 min)→1.15(5 min)→1.20(20 min)→1.10(1 min)→静活载级(1 min)→0.60(1 min)→基数级(1 min)→初始状态。
在第二加载循环中不能判断是否已出现受力裂缝时,应进行受力裂缝验证加载,验证加载从第二加载循环卸载至静活载级后开始。
验证加载:静活载级(5 min)→1.00(5 min)→1.05(5 min)→1.10(5 min)→1.15(5 min)→1.20(5 min)→1.10(1 min)→静活载级(1 min)→0.60(1 min)→基数级(1 min)→初始状态。
1 0.3 千斤顶
各千斤顶同速、同步达到同一荷载值,加载速度不宜超过3 kN/s。
1 0.4 检查裂缝
每级加载后均应仔细检查梁体下缘和梁底有无裂缝出现。如果出现裂缝或初始裂缝延伸,应用红色铅笔标注,并注明荷载等级,测量裂缝宽度。
10.5测量位移变化
每级加载后均测量梁体跨中和各支座的位移变化,以同一截面两侧的平均值分别作为相应截面的竖向位移量。跨中截面的竖向位移量减去支座沉降影响量即为该级荷载下的跨中实测挠度值。
10.6专人监控千斤顶
加载试验过程中应设专人监控梁顶加力千斤顶的工作情况,并及时进行纠偏,若发生较大偏移,应及时通知静载技术总负责。
1 0.7 仔细复核
对每级加载下的实测挠度值应仔细复核,发现异常立即查明原因。
11评定标准
实测静活载挠度值(f实测)为静活载级下实测挠度减去基数级下实测挠度值。实测静活载挠度值合格评定标准:ψf实测/L≤1.05f设计/L (其中,ψ为等效荷载加载挠度修正系数),则判定梁体刚度合格。
在K=1.20加载等级下持荷20 min,梁体下翼缘底面未发现受力裂缝或下缘侧面(包括倒角、圆弧过渡段)的受力裂缝未延伸至底边,均满足检验规定要求,则判定全预应力梁抗裂合格。
若静载试验样品梁的抗裂安全系数Kf≥1.20和静活载挠跨比ψf实测/L≤1.05f设计/L其中一项不合格,则判定为一次静载试验不合格。一次静载试验不合格允许复试,可再抽取2件进行二次静载试验。
若复试样品梁的抗裂安全系数及静活载挠跨比均合格,则可判定为静载试验合格(不合格的试验梁除外)。
若复试样品梁的抗裂安全系数及静活载挠跨比有一项不合格,则综合判定为静载试验不合格。
12注意事项
①吊梁应有专人指挥,按操作规程施工。②吊装反力架时梁下严禁站人。③高压油路和电路需符合有关要求。④验梁在必要时应设防风、防倾支护。⑤试验过程必须解除桥梁支座的约束连接。⑥试验前必须把试验边梁挡碴墙跨中8 m范围的断缝切断到底。⑦油泵加荷时,跨中的油泵要稍慢一些,其他4个油泵可快一些,避免梁跨中间部位受力过大。
13施工体验
(1)布置静载试验台时,应该放在便于吊梁的位置,场地要求全部硬化平整。台座高度以试验梁底到地面高1.3 m为宜。
(2)提梁龙门吊操作控制键应设有可以调整梁体垂直度的控制开关,方便安装试验梁和反力架时调整水平或竖直。
(3)反力架4个角锚固的精轧螺纹钢松紧度要求一致,否则试验过程中在千斤顶顶力的作用下梁体发生扭转。
(4)如果梁体中心线与支座中心线有偏差,以两者差值中心作为试验中心线。
(5)支座约束解除时机,应在5台试验千斤顶刚受力后,解除支座约束连接。过早解除支座约束连接,梁体会侧向倾斜,影响试验梁受力。
(6)在第一加载循环结束后,及时检查反力架4个角锚固精轧螺纹钢的松紧度。
(7)试验过程加载到第二加载循环的1.15级时,安排梁面观察员去测量中间千斤顶油缸伸长量是否满足后并撤离。
摘要：静载试验采用接近于竖向挤压桩的试验方法,确定单桩竖向(抗压)极限承载力,以此作为设计依据,或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。文章以湘桂铁路扩能改造工程为例,分析了铁路简支“T”型梁静载试验方法。