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【關(guān)鍵詞】金屬波紋管的特點;施工要點;應(yīng)用分析
1、引言
金屬波紋管從材料與結(jié)構(gòu)和功能的本質(zhì)關(guān)系上分析,采用柔性高強(qiáng)度的金屬波紋管由于軸向波紋的存在,使其具有優(yōu)良的受力特征,軸向和徑向同時分布因荷載引起的應(yīng)力應(yīng)變,可以更大程度上分散荷載的應(yīng)力集中,更好地發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)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(qiáng)、減少養(yǎng)護(hù)費用成本等優(yōu)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(yōu)質(zhì)公路建材,其材質(zhì)具有硬度高,重量輕,抗裂能力強(qiáng)的特性。并且安裝簡單、快速、也不需要大型設(shè)備,尤其對地基要求很低,在公路新改建工程、路基養(yǎng)護(hù)工程中均發(fā)揮積極作用。采用柔性,高強(qiáng)度的鋼制波紋管,不僅具有適應(yīng)地基已基礎(chǔ)的變形能力,可以解決因地基基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)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(yōu)良的受力特征,軸向和徑向可以同時分布因荷載引起的應(yīng)力應(yīng)變,可以更大程度上減小荷載的應(yīng)力集中。
3、施工要點
(1)熟悉施工圖紙和相關(guān)規(guī)范、圖集,嚴(yán)格按照設(shè)計尺寸進(jìn)行定位放線控制,進(jìn)行書面技術(shù)交底和隱蔽驗收的準(zhǔn)備工作。
(2)金屬波紋管運(yùn)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(guī)格進(jìn)行檢查,按規(guī)格、型號分類平臥疊層堆放。
(3)波紋管運(yùn)至工作面后,鋪放前應(yīng)檢查管材的外形及管端的堵頭封堵是否嚴(yán)密,對變形或裂口處進(jìn)行修補(bǔ)。
(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(yù)埋后進(jìn)行。
(5)根據(jù)放線位置進(jìn)行波紋管的鋪設(shè)安裝,在安裝過程中,應(yīng)在管頂鋪墊木板作保護(hù),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(jìn)行點焊固定,避免澆筑砼時左右位移。
(8)為防止?jié)仓艜r波紋管上浮,將波紋管拉結(jié)錨固,一般將管拉結(jié)錨固在板底層鋼筋上,根據(jù)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(jié)錨緊。壓筋和拉結(jié)鐵絲的大小、拉結(jié)錨固間距經(jīng)計算后確定或由設(shè)計院給定。
(9)波紋管布置和線盒及預(yù)留洞處相協(xié)調(diào),管線盒盡可能布置在管間肋的位置。
(10)放線布管時,如無設(shè)計要求,應(yīng)將其與最靠近的梁、墻鋼筋的凈間距調(diào)為50-70mm,與預(yù)留孔洞的凈間距調(diào)為≥50mm。
(11)波紋管安裝完畢后,要經(jīng)建設(shè)單位代表或監(jiān)理人員對管材的規(guī)格、數(shù)量、位置進(jìn)行驗收,驗收合格后填寫隱蔽工程驗收記錄,然后進(jìn)行砼澆筑作業(yè)。
(12)砼澆筑時應(yīng)在波紋管上架空鋪設(shè)木板,禁止人員和機(jī)具直接壓踏、碰撞紋波管,如有管位移,或嚴(yán)重變形,要及時修復(fù)。
4、金屬波紋管在施工工程技術(shù)中的應(yīng)用
4.1金屬波紋管的優(yōu)勢
金屬波紋管是一種新型的柔性結(jié)構(gòu)物,不但具有一定的抗震能力,而且能適應(yīng)各種復(fù)雜地形、較大的沉降與變形和不同的路基填土高度。在結(jié)構(gòu)上具有橫向補(bǔ)償位移的優(yōu)良特性,可充分發(fā)揮鋼材的抗拉性能強(qiáng)、變形性能優(yōu)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(yù)防或解決人為或地區(qū)冬季凍脹而導(dǎo)致的破壞較為有效。
4.2設(shè)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(jìn)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(nèi);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(yùn)輸、裝卸時應(yīng)防止碰撞,鍍鋅層被破壞要及時進(jìn)行增涂涂層。
對金屑波紋管基礎(chǔ)的要求:金屬波紋管適應(yīng)形變能力較強(qiáng),適應(yīng)在許多不良地質(zhì)中使用,它對基礎(chǔ)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(qiáng)度應(yīng)不小于30MPa,并不得低于混凝土的級別;在使用前應(yīng)清掃、沖洗干凈;填充片石的數(shù)量不宜超過混凝土體積的25%,片石厚度不小于150mm;片石應(yīng)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(jìn)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(qiáng),但當(dāng)老橋基礎(chǔ)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(xù)發(fā)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(shè)橋梁,如往0號臺側(cè)偏移,可采用擴(kuò)大基礎(chǔ),亦利于防護(hù)工程修筑,缺點是0號臺靠山體,且近路線急彎側(cè),基礎(chǔ)和河道改遷開挖石方量大,造價高亦對環(huán)境破壞較大。如往1號臺側(cè)偏移,靠近灘地,基礎(chǔ)較差,需采用樁基礎(chǔ),造價較高且不利于防護(hù)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(hù)困難大,對地區(qū)交通運(yùn)輸?shù)挠绊戄^大。經(jīng)計算分析,可采用往1號臺側(cè)偏移,修筑1-5×4米鋼筋砼箱涵的方案。
(3)金屬波紋管內(nèi)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(nèi)設(shè)置一道直徑450cm,長9米的金屬波紋管涵來對老橋進(jìn)行加固。
加固方法為:(1)、采用砂礫對老橋址處河床進(jìn)行回填,在上、下游均設(shè)置2道砼截水墻對老橋基礎(chǔ)進(jìn)行保護(hù)加固,面層采用砼鋪砌,并作為新增管涵的基礎(chǔ);(2)、在空地對金屬波紋管進(jìn)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(yōu)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(yè)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(jié)約投資且環(huán)保節(jié)能;(4)、加固效果好,橋、涵共同受力;(5)加固風(fēng)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(jié)約50%費用。該方案為實施方案。
5、結(jié)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(yōu)質(zhì)公路建材,在施工工程技術(shù)中的應(yīng)用中將發(fā)揮積極的作用。
參考文獻(xiàn)
[1] 宋繼峰.淺談鋼波紋管涵施工工藝的質(zhì)量控制[J].山西建筑,2010,36(1):248-249
【關(guān)鍵詞】后張法預(yù)應(yīng)力;孔道成孔方法;質(zhì)量控制
眾所周知,預(yù)應(yīng)力施工是后張法橋梁構(gòu)件質(zhì)量控制的關(guān)鍵之一,它與預(yù)應(yīng)力孔道成孔、預(yù)應(yīng)力張拉、孔道壓漿等環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量有著密切關(guān)系,本文僅從預(yù)應(yīng)力孔道成孔方面著手,介紹幾種常用的后張法橋梁構(gòu)件預(yù)應(yīng)力孔道成孔方法及特點,并闡述孔道安裝的質(zhì)量控制措施。
1 后張法預(yù)應(yīng)力孔道成孔方法及特點
后張法橋梁構(gòu)件的預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)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(qiáng)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(yù)應(yīng)力孔道成孔精度高,尺寸準(zhǔn)確,孔壁光滑。
1.1.2 使用橡膠抽拔管成孔,是“后穿法”預(yù)應(yīng)力施工,可在混凝土強(qiáng)度增長的過程中穿入預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力筋被腐蝕的程度,提高預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)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(gòu)件混凝土結(jié)合,可提高孔道壓漿施工質(zhì)量
1.1.4 橡膠抽拔管軸向受力時會軸向伸長徑向縮細(xì),有利于抽拔,方便施工,人力、卷揚(yáng)機(jī)、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(yùn)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(jī)經(jīng)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(shù)小、與混凝土粘結(jié)性好等優(yōu)點,被廣泛采用于各種大中型橋梁的預(yù)應(yīng)力構(gòu)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(yù)應(yīng)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(yīng)清潔,內(nèi)外表面無油污,無引起銹蝕的附著物,無空洞和不規(guī)則的折皺,咬口無開裂、無脫扣。
金屬波紋管的抗?jié)B漏性能要求:經(jīng)規(guī)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?jié)B性能,已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力孔道真空輔助壓漿技術(shù)。真空輔助壓漿技術(shù)是預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)安全耐久性的根本任務(wù),所以,塑料波紋管必將會被越來越多地應(yīng)用于后張法預(yù)應(yīng)力橋梁構(gòu)件中。
預(yù)應(yīng)力塑料波紋管是由高密度聚乙烯(HDPE)經(jīng)塑料擠出機(jī)擠出成型的單壁波紋管,作為預(yù)應(yīng)力筋的成孔孔道,用于后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力塑料波紋管產(chǎn)品的外觀質(zhì)量、結(jié)構(gòu)尺寸、環(huán)剛度、局部橫向荷載柔韌性等技術(shù)指標(biāo)均應(yīng)符合交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用塑料波紋管(JT/T529-2004)技術(shù)要求和熱塑性塑料管材環(huán)剛度的測定(GB/T9647-2003)國家標(biāo)準(zhǔn)。
塑料波紋管與金屬波紋管相比,具有以下優(yōu)點:
1.3.1 塑料波紋管的耐腐蝕性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于金屬波紋管,它本身不怕酸堿腐蝕,還能有效的保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋不受腐蝕塑料波紋管能為預(yù)應(yīng)力筋提供一種遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于金屬波紋管的屏障保護(hù)作用,能防止有害物質(zhì)穿透波紋管進(jìn)入預(yù)應(yīng)力孔道,為預(yù)應(yīng)力筋提供長期的防腐保護(hù),從而保證了后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)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(yù)留孔道的摩擦系數(shù)明顯小于金屬波紋管預(yù)留孔道的摩擦系數(shù),從而減小了張拉過程中預(yù)應(yīng)力的摩擦損失一般的塑料波紋管的摩擦系數(shù)取0.14,而金屬波紋管的摩擦系數(shù)取0.25較小的摩擦系數(shù)就意味著產(chǎn)生較小的預(yù)應(yīng)力損失或更高的有效應(yīng)力,這對于超長預(yù)應(yīng)力筋束和環(huán)形結(jié)構(gòu)特別有利,并且因此可能減少預(yù)應(yīng)力筋的用量,從而降低工程造價。
1.3.3 塑料波紋管不導(dǎo)電,可以防止雜散電流腐蝕,而金屬波紋管是電的良導(dǎo)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(qiáng)度增長的過程中穿入預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力筋被腐蝕的程度,提高預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量“后穿束”法施工還能使張拉端部模板封閉嚴(yán)密,不易發(fā)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(jìn)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(qiáng)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(chǎn)生上浮現(xiàn)象。
2 后張法預(yù)應(yīng)力孔道安裝質(zhì)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(jié),能夠大大提高抽拔管反復(fù)使用次數(shù)。
安裝橡膠抽拔管時,先在抽拔管內(nèi)孔穿入芯棒(廠家通常將內(nèi)孔直徑設(shè)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?xí)r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(nèi),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(zhǔn),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(yán)密,以免澆筑混凝土?xí)r進(jìn)入灰漿。
抽拔時間應(yīng)在混凝土初凝后終凝前抗壓強(qiáng)度達(dá)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(yīng)損傷結(jié)構(gòu)混凝土。在抽拔時先把內(nèi)孔芯棒抽出,再用卷揚(yáng)機(jī)用均勻的力度慢速抽拔。抽拔時,橡膠抽拔管直徑會縮細(xì),當(dāng)其直徑縮至小于原直徑的1/3時應(yīng)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(yīng)用通孔器或壓氣、壓水等方法對孔道進(jìn)行檢查,如發(fā)現(xiàn)孔道堵塞或有殘留物或與鄰孔有串通,應(yīng)及時處理抽拔管表面不能涂油脂類隔離劑,在不用時應(yīng)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(yīng)檢查抽拔管上是否有劃傷裂紋,如順軸向出現(xiàn)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(jù)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(biāo)記,根據(jù)控制點標(biāo)記進(jìn)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(yīng)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(dāng)加密和設(shè)計防崩鋼筋、波紋管孔道的尺寸和位置偏差應(yīng)符合設(shè)計、規(guī)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(nèi)徑的5-7倍,兩端的環(huán)向縫隙用膠帶封閉嚴(yán)密不得漏漿,施工中如普通鋼筋與預(yù)應(yīng)力塑料波紋管在空間發(fā)生干擾時,可適當(dāng)移動普通鋼筋,以保證預(yù)應(yīng)力筋和波紋管位置準(zhǔn)確,波紋管要平直、圓順、暢通,無折起,同時還應(yīng)防止施工電焊火花燒傷管壁波紋管安裝后,應(yīng)檢查波紋管位置和曲線形式是否符合設(shè)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(yīng)及時用粘膠帶修補(bǔ)。
2.3 壓漿孔、排氣孔、排水孔
所有預(yù)應(yīng)力孔道均應(yīng)設(shè)壓漿孔,還應(yīng)在最高點設(shè)排氣孔,以及需要時在最低點設(shè)排水孔,壓漿孔用于將水泥漿注入預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi),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(yù)留設(shè)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(gòu)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(shè)置。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力;混凝土框架;施工技術(shù);
杭州某學(xué)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(jié)構(gòu),屋蓋為大跨度鋼結(jié)構(gòu)和索膜結(jié)構(gòu), 與看臺部分鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系相互獨立。該工程3.5m標(biāo)高處③~⑧×㈠~㈡為45.0m×42.0m雙向預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu),另有28根預(yù)應(yīng)力柱。全部采用后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力,其中除預(yù)應(yīng)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(jié)預(yù)應(yīng)力采用預(yù)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(yù)應(yīng)力梁跨度大,預(yù)應(yīng)力筋單孔束數(shù)多且長,張拉用千斤頂噸位大,張拉設(shè)備自重大、移動困難,實際施工時需要塔吊配合。
(2)預(yù)應(yīng)力柱及部分預(yù)應(yīng)力梁為變角度張拉,張拉端節(jié)點復(fù)雜。
1.2 處理對策
(1)該工程預(yù)應(yīng)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(shè)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??紤]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(dá)到遠(yuǎn)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(jìn)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(yù)應(yīng)力梁鋼絞線較長,為保證穿束順利, 在梁跨的中部處留設(shè)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(yù)應(yīng)力柱施工工序
綁扎基礎(chǔ)梁及承臺鋼筋安裝灌漿管道將預(yù)應(yīng)力束置于基礎(chǔ)梁內(nèi)綁扎柱子鋼筋穿待澆段波紋管并封堵端部固定預(yù)應(yīng)力束安裝固定柱模板澆筑柱混凝土(養(yǎng)護(hù))預(yù)應(yīng)力筋張拉切除多余鋼絞線、灌漿封錨。
2.2 預(yù)應(yīng)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(cè)模澆筑混凝土(養(yǎng)護(hù))張拉預(yù)應(yīng)力筋孔道灌漿切除鋼筋、封裹錨具。
3 施工技術(shù)
3.1 孔道支架和預(yù)埋金屬波紋管
按設(shè)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(shè),尤其要控制好最高點、最低點,鋼筋支撐應(yīng)焊在箍筋上,箍筋底座應(yīng)墊實;預(yù)應(yīng)力柱波紋管為直線布置, 要保證固定端和張拉端的定位準(zhǔn)確。波紋管預(yù)埋時,應(yīng)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(yīng)平整, 二管靠緊對齊, 接頭管的兩端應(yīng)用水密性膠帶密封,纏包長度不小于50mm。整根金屬波紋管應(yīng)保持平順,轉(zhuǎn)折處圓弧線過渡。張拉端平滑過渡到直線段,且直線長度應(yīng)大于300mm,并與錨具端面垂直。
3.2 澆筑混凝土
澆筑混凝土?xí)r,應(yīng)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(yù)應(yīng)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(xiàn)孔洞等不密實現(xiàn)象,同時應(yīng)保護(hù)好端部預(yù)埋件。
3.3 預(yù)應(yīng)力筋張拉
張拉前,千斤頂必須在標(biāo)準(zhǔn)計量器具上標(biāo)定,并有書面報告作張拉依據(jù); 在同條件養(yǎng)護(hù)試塊混凝土強(qiáng)度值達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度等級的80%以上時,方可進(jìn)行張拉;本工程采用1860MPa級鋼絞線, 控制應(yīng)力為0.75fptk,即σcon=1395MPa,每束鋼絞線應(yīng)整束一次張拉成功,必要時也可用前卡式千斤頂補(bǔ)足應(yīng)力;張拉順序為:首先,0―10%σcon―0(調(diào)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(yīng)做到孔道、錨環(huán)與千斤頂三對中, 張拉過程應(yīng)均勻。張拉采用以應(yīng)力控制為主、伸長值校核的方法。
3.4 孔道灌漿及封錨
預(yù)應(yīng)力張拉后要及時灌漿,水泥漿強(qiáng)度為M40,水灰比為0.38~0.40,攪拌后3h泌水率不大于2%??椎拦酀{前,要對孔道進(jìn)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(yīng)一次完成,以免孔道串漿。同一孔道灌漿作業(yè)應(yīng)一次完成,不得中斷。灌漿后,宜采用機(jī)械方法切割外露部分預(yù)應(yīng)力鋼絞線,嚴(yán)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(bǔ)償收縮細(xì)石混凝土密封。
4 細(xì)部構(gòu)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(jù)工程案例介紹了預(yù)應(yīng)力混凝土框架施工技術(shù),在施工過程中采取了可靠的技術(shù)措施,使施工順利,保證了工程質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力;混凝土框架;施工技術(shù);
杭州某學(xué)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(jié)構(gòu),屋蓋為大跨度鋼結(jié)構(gòu)和索膜結(jié)構(gòu), 與看臺部分鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系相互獨立。該工程3.5m標(biāo)高處③~⑧×㈠~㈡為45.0m×42.0m雙向預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu),另有28根預(yù)應(yīng)力柱。全部采用后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力,其中除預(yù)應(yīng)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(jié)預(yù)應(yīng)力采用預(yù)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(yù)應(yīng)力梁跨度大,預(yù)應(yīng)力筋單孔束數(shù)多且長,張拉用千斤頂噸位大,張拉設(shè)備自重大、移動困難,實際施工時需要塔吊配合。
(2)預(yù)應(yīng)力柱及部分預(yù)應(yīng)力梁為變角度張拉,張拉端節(jié)點復(fù)雜。
1.2 處理對策
(1)該工程預(yù)應(yīng)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(shè)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(dá)到遠(yuǎn)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(jìn)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(yù)應(yīng)力梁鋼絞線較長,為保證穿束順利, 在梁跨的中部處留設(shè)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(yù)應(yīng)力柱施工工序
綁扎基礎(chǔ)梁及承臺鋼筋安裝灌漿管道將預(yù)應(yīng)力束置于基礎(chǔ)梁內(nèi)綁扎柱子鋼筋穿待澆段波紋管并封堵端部固定預(yù)應(yīng)力束安裝固定柱模板澆筑柱混凝土(養(yǎng)護(hù))預(yù)應(yīng)力筋張拉切除多余鋼絞線、灌漿封錨。
2.2 預(yù)應(yīng)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(cè)模澆筑混凝土(養(yǎng)護(hù))張拉預(yù)應(yīng)力筋孔道灌漿切除鋼筋、封裹錨具。
3 施工技術(shù)
3.1 孔道支架和預(yù)埋金屬波紋管
按設(shè)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(shè),尤其要控制好最高點、最低點,鋼筋支撐應(yīng)焊在箍筋上,箍筋底座應(yīng)墊實;預(yù)應(yīng)力柱波紋管為直線布置, 要保證固定端和張拉端的定位準(zhǔn)確。波紋管預(yù)埋時,應(yīng)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(yīng)平整, 二管靠緊對齊, 接頭管的兩端應(yīng)用水密性膠帶密封,纏包長度不小于50mm。整根金屬波紋管應(yīng)保持平順,轉(zhuǎn)折處圓弧線過渡。張拉端平滑過渡到直線段,且直線長度應(yīng)大于300mm,并與錨具端面垂直。
3.2 澆筑混凝土
澆筑混凝土?xí)r,應(yīng)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(yù)應(yīng)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(xiàn)孔洞等不密實現(xiàn)象,同時應(yīng)保護(hù)好端部預(yù)埋件。
3.3 預(yù)應(yīng)力筋張拉
張拉前,千斤頂必須在標(biāo)準(zhǔn)計量器具上標(biāo)定,并有書面報告作張拉依據(jù); 在同條件養(yǎng)護(hù)試塊混凝土強(qiáng)度值達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度等級的80%以上時,方可進(jìn)行張拉;本工程采用1860MPa級鋼絞線, 控制應(yīng)力為0.75fptk,即σcon=1395MPa,每束鋼絞線應(yīng)整束一次張拉成功,必要時也可用前卡式千斤頂補(bǔ)足應(yīng)力;張拉順序為:首先,0―10%σcon―0(調(diào)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(yīng)做到孔道、錨環(huán)與千斤頂三對中, 張拉過程應(yīng)均勻。張拉采用以應(yīng)力控制為主、伸長值校核的方法。
3.4 孔道灌漿及封錨
預(yù)應(yīng)力張拉后要及時灌漿,水泥漿強(qiáng)度為M40,水灰比為0.38~0.40,攪拌后3h泌水率不大于2%??椎拦酀{前,要對孔道進(jìn)行清洗,用空氣泵檢查通氣情況??椎拦酀{順序為先灌下面孔道,后灌上面孔道,集中一處的孔道應(yīng)一次完成,以免孔道串漿。同一孔道灌漿作業(yè)應(yīng)一次完成,不得中斷。灌漿后,宜采用機(jī)械方法切割外露部分預(yù)應(yīng)力鋼絞線,嚴(yán)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(bǔ)償收縮細(xì)石混凝土密封。
4 細(xì)部構(gòu)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(jù)工程案例介紹了預(yù)應(yīng)力混凝土框架施工技術(shù),在施工過程中采取了可靠的技術(shù)措施,使施工順利,保證了工程質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力;混凝土框架;施工技術(shù);
杭州某學(xué)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(jié)構(gòu),屋蓋為大跨度鋼結(jié)構(gòu)和索膜結(jié)構(gòu), 與看臺部分鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系相互獨立。該工程3.5m標(biāo)高處③~⑧×㈠~㈡為45.0m×42.0m雙向預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu),另有28根預(yù)應(yīng)力柱。全部采用后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力,其中除預(yù)應(yīng)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(jié)預(yù)應(yīng)力采用預(yù)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(yù)應(yīng)力梁跨度大,預(yù)應(yīng)力筋單孔束數(shù)多且長,張拉用千斤頂噸位大,張拉設(shè)備自重大、移動困難,實際施工時需要塔吊配合。
(2)預(yù)應(yīng)力柱及部分預(yù)應(yīng)力梁為變角度張拉,張拉端節(jié)點復(fù)雜。
1.2 處理對策
(1)該工程預(yù)應(yīng)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(shè)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??紤]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(dá)到遠(yuǎn)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(jìn)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(yù)應(yīng)力梁鋼絞線較長,為保證穿束順利, 在梁跨的中部處留設(shè)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(yù)應(yīng)力柱施工工序
綁扎基礎(chǔ)梁及承臺鋼筋安裝灌漿管道將預(yù)應(yīng)力束置于基礎(chǔ)梁內(nèi)綁扎柱子鋼筋穿待澆段波紋管并封堵端部固定預(yù)應(yīng)力束安裝固定柱模板澆筑柱混凝土(養(yǎng)護(hù))預(yù)應(yīng)力筋張拉切除多余鋼絞線、灌漿封錨。
2.2 預(yù)應(yīng)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(cè)模澆筑混凝土(養(yǎng)護(hù))張拉預(yù)應(yīng)力筋孔道灌漿切除鋼筋、封裹錨具。
3 施工技術(shù)
3.1 孔道支架和預(yù)埋金屬波紋管
按設(shè)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(shè),尤其要控制好最高點、最低點,鋼筋支撐應(yīng)焊在箍筋上,箍筋底座應(yīng)墊實;預(yù)應(yīng)力柱波紋管為直線布置, 要保證固定端和張拉端的定位準(zhǔn)確。波紋管預(yù)埋時,應(yīng)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(yīng)平整, 二管靠緊對齊, 接頭管的兩端應(yīng)用水密性膠帶密封,纏包長度不小于50mm。整根金屬波紋管應(yīng)保持平順,轉(zhuǎn)折處圓弧線過渡。張拉端平滑過渡到直線段,且直線長度應(yīng)大于300mm,并與錨具端面垂直。
3.2 澆筑混凝土
澆筑混凝土?xí)r,應(yīng)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(yù)應(yīng)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(xiàn)孔洞等不密實現(xiàn)象,同時應(yīng)保護(hù)好端部預(yù)埋件。
3.3 預(yù)應(yīng)力筋張拉
張拉前,千斤頂必須在標(biāo)準(zhǔn)計量器具上標(biāo)定,并有書面報告作張拉依據(jù); 在同條件養(yǎng)護(hù)試塊混凝土強(qiáng)度值達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度等級的80%以上時,方可進(jìn)行張拉;本工程采用1860MPa級鋼絞線, 控制應(yīng)力為0.75fptk,即σcon=1395MPa,每束鋼絞線應(yīng)整束一次張拉成功,必要時也可用前卡式千斤頂補(bǔ)足應(yīng)力;張拉順序為:首先,0―10%σcon―0(調(diào)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(yīng)做到孔道、錨環(huán)與千斤頂三對中, 張拉過程應(yīng)均勻。張拉采用以應(yīng)力控制為主、伸長值校核的方法。
3.4 孔道灌漿及封錨
預(yù)應(yīng)力張拉后要及時灌漿,水泥漿強(qiáng)度為M40,水灰比為0.38~0.40,攪拌后3h泌水率不大于2%??椎拦酀{前,要對孔道進(jìn)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(yīng)一次完成,以免孔道串漿。同一孔道灌漿作業(yè)應(yīng)一次完成,不得中斷。灌漿后,宜采用機(jī)械方法切割外露部分預(yù)應(yīng)力鋼絞線,嚴(yán)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(bǔ)償收縮細(xì)石混凝土密封。
4 細(xì)部構(gòu)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(guān)鍵詞:問題 整改 總結(jié)
一、概述
煉油裝置區(qū)聯(lián)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(chǎn)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(chǎn)硫磺和液氨產(chǎn)品,不僅實現(xiàn)了清潔生產(chǎn),減少了環(huán)境污染,還為企業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。但隨著加工高含硫進(jìn)口原油的增長和環(huán)境保護(hù)要求的日益嚴(yán)格,環(huán)保裝置的壓力越來越大。這幾年,車間一直不斷地利用技術(shù)改造,提高裝置的設(shè)備運(yùn)行水平,確保生產(chǎn)的安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)。
二、發(fā)現(xiàn)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(yè)生產(chǎn),泵型號:ZEG80-2160 ,于2008年3月投入生產(chǎn),泵送介質(zhì):液體硫磺,介質(zhì)溫度:145℃,原機(jī)封形式:單端面靜止型金屬波紋管機(jī)械密封。投用以來密封就面臨經(jīng)常泄露,頻繁更換問題。密封的消耗量很大,同時也增加了設(shè)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(jī)封為靜止型金屬波紋管機(jī)械密封,有以下問題:1、由于背熱距密封端面較遠(yuǎn),對密封端面的預(yù)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(zhì)容易在波紋管外壁形成沉積,影響到波紋管回彈,產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象,嚴(yán)重時會使波紋管失彈,造成密封失效。對于輕微損壞的機(jī)封可通過修復(fù)后再使用,而對于損壞較嚴(yán)重的機(jī)封只能進(jìn)行更換。
1.2機(jī)械密封改造
硫磺在常溫下是固態(tài),其熔點為116℃,沸點為445℃,密度為2.1g/C㎡。經(jīng)過對介質(zhì)物化參數(shù)的分析和與工況條件的參比,確定設(shè)計方案,應(yīng)從以下幾點解決原機(jī)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(shè)置背熱,盡量加大背熱腔體,達(dá)到良好的預(yù)熱和加熱的效果;2、機(jī)封形式由原來的靜止型金屬波紋管機(jī)械密封改為旋轉(zhuǎn)型金屬波紋管機(jī)械密封,這樣不但使密封端面靠近背熱腔體,達(dá)到良好的加熱目的,而且由于波紋管是旋轉(zhuǎn)的,不容易在在波紋管外壁形成沉積,增強(qiáng)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(dá)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(jīng)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(shè)備的維修量,特別是密封的維修量和消耗量,降低了設(shè)備運(yùn)行成本,達(dá)到機(jī)封改造的目的,為企業(yè)節(jié)省成本、創(chuàng)造效益。
三、結(jié)語
為了抓好預(yù)知性維修,保證裝置長周期運(yùn)行,轉(zhuǎn)動設(shè)備要先行,因為設(shè)備是裝置生產(chǎn)的根本,是企業(yè)降本增效的前提,增加裝置有效生產(chǎn)時間,降低裝置開停工物料排放損失,防止設(shè)備過剩維修,節(jié)約大量的人力、物力和財力,為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1]J.D.薩默-史密斯(英國) 《適用機(jī)械密封》 機(jī)械工業(yè)出版社 1993.9
[2]顧永泉 《機(jī)械密封實用技術(shù)》 機(jī)械工業(yè)出版社 2002.4
[3]成大先 《機(jī)械設(shè)計手冊》 化學(xué)工業(yè)出版社 2002.1
關(guān)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(jié)構(gòu)通過預(yù)制拼接而成,但是由于鋼波紋管涵具有性能穩(wěn)定、安裝方便、有利環(huán)保、造價低等優(yōu)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(jìn)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(shù),但是具有十分寬廣的發(fā)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(fā)揮作用,是一種新型的優(yōu)質(zhì)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(jìn)出口也可按照邊坡比例做成斜口,加工波紋管管徑范圍?準(zhǔn)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(yōu)勢,比如施工工期短、工程造價低、安裝方便、抗變形能力強(qiáng)、重量輕、耐久性好、通車后養(yǎng)護(hù)成本低等,所以采用高強(qiáng)度的鋼波紋管涵洞,不僅可以有效解決由于地基基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致的涵洞破壞問題,還能夠使金屬波紋管涵洞具有優(yōu)良的受力特征,軸向和徑向同時分散、補(bǔ)償因荷載引起的應(yīng)力應(yīng)變,把集中在荷載上的應(yīng)力最大限度的分散開,使鋼結(jié)構(gòu)的作用充分的發(fā)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(jīng)濟(jì)效益。
本文結(jié)合陜西省銅川市上馬橋重建工程實例,詳細(xì)分析比較鋼波紋管涵技術(shù)優(yōu)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(qū)廣陽鎮(zhèn)上馬村,原中心樁號為K32+431.98,橋長32m。上部結(jié)構(gòu)為1~16m片石混凝土拱橋,下部結(jié)構(gòu)為U型橋臺,C20片石混凝土基礎(chǔ),為跨河橋梁,2001年建成通車,已安全運(yùn)營14年。
3 橋梁檢測病害
2012年10月,該橋由于地基沉陷,產(chǎn)生拱腳開裂、拱圈橫縫、拱上結(jié)構(gòu)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(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG/T H21-2011),該橋總體技術(shù)狀況被評定為5類,屬嚴(yán)重危橋。原橋已拆除,并修建了便道。根據(jù)西安工程勘察研究院《S305上馬橋重建工程地質(zhì)災(zāi)害危險性評估報告》中:本次地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評估將評估區(qū)劃為地質(zhì)災(zāi)害危險性大區(qū)及危險性小區(qū),現(xiàn)狀條件下,評估地質(zhì)災(zāi)害危險性小區(qū),場地適宜建設(shè);危險性大區(qū),不適宜建設(shè),線路工程應(yīng)避開該區(qū)。原橋位為危險性大區(qū),不適宜工程建設(shè)。結(jié)合現(xiàn)場實際情況,根據(jù)業(yè)主提出的 “安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀、環(huán)?!钡脑瓌t,分別采用三個方案進(jìn)行比較。
4 方案設(shè)計與比選
4.1 方案設(shè)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(jù)《S305上馬橋重建工程地質(zhì)災(zāi)害危險性評估報告》,在原橋下游350m處安全區(qū)域設(shè)置1~20m預(yù)應(yīng)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(yōu)勢
經(jīng)過現(xiàn)場踏勘地質(zhì)地形,采用鋼波紋圓管涵優(yōu)點在于:①波形鋼板管涵同時具有剛性和柔性,結(jié)構(gòu)受力合理。荷載分布均勻,具有一定的抗變形能力。國內(nèi)行業(yè)推薦性標(biāo)準(zhǔn)《公路涵洞設(shè)計細(xì)則》4.2.7條明確規(guī)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(yīng)地基變形能力強(qiáng),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(yōu)勢,土建工程與管節(jié)安裝可分開實施,然后進(jìn)行整體拼裝。④管壁薄,重量輕,便于運(yùn)輸存放。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,工廠規(guī)模化生產(chǎn),生產(chǎn)周期短,效率高,有利于降低成本,提高質(zhì)量。⑤現(xiàn)場安裝方便,不需使用大型設(shè)備。⑥一年四季均可施工,施工不受季節(jié)影響,不受環(huán)境影響。能有效解決北方寒冷地區(qū)因反復(fù)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(qū),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(guī)建材的使用,環(huán)保意義深遠(yuǎn)。⑧后期養(yǎng)護(hù)工作量小,養(yǎng)護(hù)成本低。⑨有利于改善軟土地基結(jié)構(gòu)物與路堤交界處的“錯臺”現(xiàn)象,不僅可以減少工后營運(yùn)、養(yǎng)護(hù)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(yōu)勢,在公路新改建工程、路基養(yǎng)護(hù)工程中將發(fā)揮積極的作用。{11}在設(shè)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(zhì)等,也應(yīng)該考慮施工條件和養(yǎng)護(hù)條件。下列地區(qū)宜優(yōu)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(qū)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(jìn)度、達(dá)到快速通車目的的應(yīng)急搶險、救災(zāi)等工程。4)砂石資源缺乏地區(qū),及水泥、鋼材等運(yùn)距較遠(yuǎn)的邊遠(yuǎn)地區(qū)。
6 施工工藝
施工前準(zhǔn)備施工放樣設(shè)置圍堰排水清淤平整場地基礎(chǔ)分層回填檢測壓實度、含水量等水準(zhǔn)測量平整場地施工放樣拼裝管節(jié)(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(cè)分層回填檢測壓實度、含水量等管頂分層回填進(jìn)出口處理。
7 結(jié)語
實踐證明,用鋼波紋管涵代替鋼筋混凝土進(jìn)行涵洞施工,無論從施工周期、施工造價、環(huán)保意義等方面都有其不可比擬的優(yōu)越性,且用金屬波紋涵管進(jìn)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(xiàn)象,有利于解決寒冷霜凍對砼管涵結(jié)構(gòu)的破壞問題,可作為同類工程的參考。
參考文獻(xiàn):
[1]交通運(yùn)輸部.JTG/T D65-04-2007,公路涵洞設(shè)計細(xì)則[S].