先张法空心板施工技术总结.docx
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先张法空心板施工技术总结
京港澳高速公路漯河至驻马店段改扩建工程
先张法预应力空心板预制
施工技术总结
编制:
复核:
2014年9月
先张法预应力空心板预制施工技术总结
一、施工技术简介
1、项目整体概况
京港澳高速公路漯河至驻马店段改扩建TJ-x标起点位于上蔡县和兴乡杨庄西侧,终点位于遂平县常庄乡小焦庄西南侧,路线走向近南北方向,起点里程K30+495,终点里程K39+295,线路总长8.8km,均为既有高速双侧加宽,每侧加宽宽度7m,本标段合同价1.58亿元,实际造价1.42亿元,每公里造价1795万元。
开工日期2013年3月20日,完工日期2015年3月20日,合同工期24个月。
为既有京港澳高速公路改扩建工程的一部分,是国内连接南北部的重要交通通道。
2、空心板预制工程概况
我标段内共有大桥2座,中桥7座,分离式立交10座,其中16m空心板90片,20m空心板320片,共计410片。
其中C50混凝土6239m³,钢筋283.6t,钢绞线194.7t。
由于原高速公路梁板形式均采用预应力空心板结构,在本次设计图中继续延续老桥结构形式,同样采用先张法预应力空心板,只是在尺寸上略作调整。
新桥16m空心板高75cm,内、外边板底宽131.5cm,中板底宽131cm;20m空心板高85cm,内、外边板底宽131.5cm,中板底宽131cm。
3、空心板预制技术特点
(1)梁场布置
梁场占地面积13300㎡,分为生活区、钢筋加工区、制梁区和存梁区等,根据工期要求,空心板预制计划工期8个月(2013年9月~2014年6月),平均每天需要完成预制2片(1槽/2天),所以制梁区共设置五个制梁槽,每个梁槽长86m,每槽可预制20m空心板4片或16m空心板5片。
存梁区设置4组20m和1组16m存梁台座,按照3层存梁布置,最大存梁能力225片。
(2)龙门吊选型
空心板最大重量为34.6t(20m外边板),梁场配备两台50t龙门吊用于移梁,一台5t龙门用于模板拆装及混凝土浇筑。
梁场平面图
(3)空心板设计特点
空心板采用先张法预应力形式,预应力钢绞线采用φs15.2(1*7)高强低松弛钢绞线,其标准强度fpk=1860Mpa,抗拉设计强度fpd=1260Mpa。
需要注意的是空心板预应力钢筋并非全部受力,按照图纸要求在不受力的钢绞线外侧套PVC管,同时在套管端头增加螺旋筋,以确保放张以后该部位混凝土不受破坏和钢绞线松弛不受力。
空心板采用钢丝绳捆绑吊装,两段预留吊装孔。
对于空心板之间的横向湿接缝连接,接触混凝土面需要进行凿毛,并预埋腹板连接钢筋。
非预应力套管安装
(4)空心板预制重点及难点
空心板预制重点控制环节主要有一下几个方面:
A.空心板模板定制。
B.钢筋骨架绑扎。
C.铰缝钢筋预埋及腹板凿毛。
D.预应力钢绞线张拉。
E.梁板吊装方法。
二、空心板预制重点难点技术控制及解决方法
1、空心板模板定制
(1)内模选择
空心板梁为原有高速设计施工方案,距今已经有15年,为了延续原设计方案,更好地保证桥梁加宽部分与原设计相吻合,在本次设计中仍然采用空心板设计,但是原有气囊内模的施工工艺已经无法满足目前规范的要求,所以需要设计更优质的内模方案。
通过综合对比项目部采用了泡沫内模的施工方案,这样不但节省了制梁台座长度和钢绞线长度、同时也节约了人工机械等费用、保证了空心板各部位的厚度要求,也加快了施工进度。
空心板内模存放
空心板内模安装
(2)空心板外模定制
根据现场地形及工期情况,模板按照有利于工期制定数量,共定制5套20m模板,其中中梁模板3套、内边梁模板1套、外边梁模板1套。
为节约成本,每套模板配置16m高度调整节,16m、20m模板可通用。
重点注意内边梁预埋钢筋位置梳形板的设计,考虑水平预埋,避免钢筋再次加工时弯折断裂。
(附图:
梳形板调节块)
2、梁板结合部位凿毛
由于空心板横向没有横梁连接,只靠板与板之间的预埋筋及混凝土铰缝连接,所以该部位的混凝土施工质量尤为重要,在设计图中凿毛方法为1个点/10cm2,,经项目部讨论此方法不能达到很好的结合效果,所以通过研究决定采取结合部全断面凿毛,加强混凝土结合。
原设计凿毛方法
改进后的全断面凿毛
腹板凿毛过程
采用风动凿毛锤进行凿毛可以提高工作效率,达到较好的凿毛效果。
3、钢筋骨架加工
空心板尺寸小、钢筋密集,考虑到工期及施工工艺等因素,项目部与作业队伍共同研究设计了钢筋骨架加工模架,使钢筋骨架可以在台座外加工好后再整体吊入质量台座上。
既保证了钢筋绑扎定位准确,也提高了生产效率。
腹板钢筋定位架
4、预应力钢绞线张拉
空心板设计钢绞线均位于底板位置,20m空心板共有22根钢绞线,16m空心板有16根钢绞线。
钢绞线采用整体张拉方式。
为了节约钢绞线用量,降低成本,固定横梁端直接锚固钢绞线,移动横梁端采用精轧螺纹钢配合连接器与钢绞线进行连接。
张拉设备采用DFZH201型智能张拉机,并有配套的千斤顶及压力设备。
移动横梁
精轧螺纹钢连接器
固定端钢绞线锚固
5、梁板吊装方法
原设计空心板吊装为吊装孔穿束兜板底加扁担的吊装方法,但是在实际施工中发现空心板之间只有1cm的缝隙,移梁、架梁时装卸钢丝绳困难,通过研究分析,项目部决定采用预埋吊环的方式进行梁板吊装。
20m梁板预埋φ32圆钢,16m梁板预埋φ28圆钢,分别在梁端原设计吊装孔垂直位置预埋吊环。
空心板预埋吊环
三、工艺流程
1、工艺流程原理和流程图
空心板预制采用先张法施工,根据内膜形式确定施工顺序,我标段采用泡沫内模,施工重点在于混凝土分布为浇筑时,顶板钢筋需要在放入内模后开始绑扎,对工序衔接及钢筋绑扎速度与质量有较高要求。
(后附:
工艺流程图)
工艺流程图
2、先张法空心板新技术应用
(1)钢筋骨架绑扎
在空心板施工过程中,受到梁槽、工序、质量及工期的影响,考虑采用先在模架上绑扎好钢筋骨架,再整体吊装入槽的方法。
这样即保证了钢筋骨架加工的质量、也大大加快了施工速度,方便施工操作。
根据图纸钢筋位置、结合施工顺序,首先制作好模架,在对应钢筋位置设置卡槽,绑扎时将生产好的半成品钢筋直接对应放入槽内即可,施工快捷、准确。
在模架上绑扎钢筋骨架
(2)空心板泡沫内模的应用
为了保证空心板各部位尺寸满足规范要求,同时节约临建、钢绞线及人工等费用,减少梁端二次封端的工序,项目部综合考虑后计划采用泡沫内模。
根据空心板尺寸直接从厂家定制好内模,预制空心板时带底板浇筑完成后直接放入内模,顶部使用钢筋将内模固定好,防止上浮。
加工好的泡沫内模
准备放入内模
绑扎内模固定钢筋
(3)智能张拉设备
空心板预应力施工过程中,项目部采用DFZH201型智能张拉设备,该设备可以智能控制张拉点,持荷时间,自动补压,自动泄压回程,并且可以将张拉数据直接导出做资料存档。
(初张时为单根钢绞线张拉,采用YCT25-200型千斤顶)。
正式张拉采用整体式张拉的方法,提前加工好移动张拉横梁,按钢绞线设计位置在钢板上打孔。
移动端横梁采用精轧螺纹钢配合连接器与钢绞线进行连接,这样可以大量节省钢绞线用量。
固定端钢绞线单根张拉
移动端钢绞线整体张拉
精轧螺纹钢及连接器
3、施工注意事项
(1)空心板在浇筑顶、腹板混凝土时,对泡沫内模会产生一定的压力,造成混凝土超方、顶腹板变厚超标等。
所以在内模订制时,内模各边尺寸增大1cm用来抵消泡沫内模被挤压后的影响。
(2)在制梁台座梁端位置设置防护网,防止钢绞线断裂后反弹对人员造成伤害。
防护网分为防护木板、防护钢板、钢筋网片。
张拉作业开始后直到混凝土浇筑前不得拆除防护网。
(3)预应力筋放张时的混凝土性能(强度、弹性模量等)应符合满足设计规定,设计未规定时,不得低于设计的混凝土强度等级的85%。
且混凝土龄期不小于7天,方可放张钢绞线。
放张采用千斤顶整体放张,放张速度要慢,均匀放至钢绞线松弛为止。
三、技术的先进性
1、技术领域的国内外现状
目前空心板结构在高速公路建设中逐步被箱梁、T梁取代,在县乡道路中应用还比较常见。
将泡沫内模、智能张拉以及钢筋模架绑扎这些技术应用于空心板预制施工生产中,可以在目前人工费较高的情况下,节约人工费用、减少了二次封端工序,提高生产效率,能够较好地控制空心板实体质量。
2、操作情况
在空心板预制生产的过程中,通过实践我们采用了智能张拉设备、泡沫材料内模、钢筋模架等施工工艺与措施,并达到了较好的效果,在质量控制和经济效益上都达到明显效果。
3、安全性情况
空心板预制安全控制重点主要在张拉阶段,先张法张拉由于钢绞线长、根数多,钢绞线局部会出现断裂情况,在这时候应该做好张拉作业的安全防护工作。
在持荷的8小时内,不得有人员在梁槽内进行作业。
4、经济效益分析
根据在我项目部实施的新技术与新工艺,通过实际生产比较分析,共节约混凝土26m³、钢筋1.2t、钢绞线5.5t、人工费12.4万元。
总计节约成本20万元,达到了较好的经济效果。
5、技术推广应用价值
本项目所采取智能张拉、泡沫内模、钢筋加工模架等施工工艺与技术在施工生产中得到了良好的实施,在质量控制、工期进度、经济效益三方面均达到了较好的效果,在以后类似工程生产中可以根据项目具体情况加以借鉴应用。
四、适用条件
本项目空心板预制生产中应用的新工艺、新技术可以用于类似空心板预制工程中,也可以推广至其他预应力结构生产,比如智能张拉、钢筋模架也可以用于箱梁及T梁的预制生产。
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