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钢绞线断丝滑丝的原因及处理方法

    对于大跨度的混凝土连续钢构桥、连续梁桥或钢构—连续梁组合桥(下面统称为连续梁桥)来说,预应力技术既是一种结构手段又是与施工方法相结合形成一整套以节段式施工为主体的预应力施工方法。随着这些桥梁的跨度越来越大,其上部结构在采用挂篮逐段悬臂浇筑的进程中,由于大量节段的存在,预应力钢绞线束的长度也越来越长,张拉施工时较易出现断丝、滑丝、实际伸长值不足等问题,对整个结构质量和施工工期起着越来越决定性的作用,因此对其预应力施工质量应提高到一个特别的位置,选择正确的施工工艺和采取严格的质量控制措施,以保证预应力施工质量。广州南沙港快速路下横沥特大桥工程主桥上部结构为单箱单室断面的三向预应力混凝土箱梁,采用轻型挂篮逐段悬臂平衡浇筑施工,其纵向钢束采用大吨位的12×d15.24mm~15×d15.24mm低松弛高强度预应力钢绞线束,VLM15-9~15后张预应力体系,纵向预应力束布置为平竖弯结合的空间曲线,采用金属波纹管成孔,两端张拉的钢束最长达101.2m。主桥箱梁预应力施工时针对容易出现的问题进行了分析,并在施工中采取了一些有效的控制措施,取得了较好的效果,现总结如下,为类似预应力工程施工提供借鉴。


    1容易出现问题的原因分析及控制措施


    预应力钢绞线束张拉时,为达到设计的预期有效应力值,要求采用张拉力控制、伸长值校核的双控措施,当实际张拉力达到设计张拉力时,实际伸长值的偏差应在-6%~+6%范围内,且每束钢绞线滑丝或断丝数控制为1丝、每一截面的滑丝或断丝率不得大于该截面总钢丝数的1%。在钢绞线长束张拉与锚固时,由于各种原因,容易出现的问题主要有:个别钢绞线滑丝、断丝;随着钢绞线束长度的不断增加,实际伸长值偏差呈现由正值向负值变化的趋势,束长越大,负偏差值也越大,甚至超过了-6%的允许负偏差。


    1.1滑丝的原因及处理


    钢绞线滑丝的原因较多,究其原因一般有:钢绞线黏附有油污、泥砂或灰浆;钢绞线碰到了电焊火花


    或者作电焊机导线用,致使其力学性能改变,锚具夹片受热后失锚;夹片与锚板的锚孔之间有灰尘或其他夹杂物;喇叭管内有毛刺或混凝土残渣;限位板的限位槽深度大;喇叭管末端与波纹管存在折角,两者连接不顺直;锚板、夹片硬度不足不匀产生变形;卸荷回油过快过猛。滑丝一般在锚固时或锚固后20min内发生,有时在张拉过程中或张拉结束后半天至一天内发生。张拉完成后应及时从钢绞线上标示的醒目标记或锚固前后的钢绞线外露长度,判断钢绞线是否出现了滑丝,如发现整体滑丝,应更换工具锚夹片或限位板,再对钢绞线束进行补张拉,如果回缩量比较大,很可能工作锚夹片的性能不合要求或受到了损伤,需对钢束作退锚处理,查明原因后装上新的工作锚夹片再重新张拉。如有个别钢绞线发生了滑丝,则采用YDC240Q单根张拉千斤顶进行补张拉,或退锚处理后装上新的工作锚夹片重新张拉到位。本工程上游桥TB5-4钢绞线束在锚固时就发生了2根钢绞线滑丝,采用YDC240Q千斤顶退锚后,重新装上新的工作锚夹片重新张拉到位。


    1.2断丝的原因及处理


    钢绞线断丝的发生,一般原因有:钢绞线材质不均匀或严重锈蚀;钢绞线碰到了电焊火花或者作电焊机导线用,其力学性能发生变化;锚孔附近钢绞线交叉严重;锚具偏离锚垫板止口,钢绞线偏中,或喇叭管末端与波纹管存在较大的折角,致使个别钢丝应力集中;夹片硬度与钢绞线不匹配;张拉机具未按规定校验,或油压表失灵,造成拉力过大。


    断丝发生后,常用的处理方法:一是提高其他钢绞线的控制张拉力作为补偿;但需注意任何情况下最大张拉应力不得超过钢绞线极限抗拉强度标准值的0.8倍。二是换束,即对断丝钢束卸荷、退锚、换束,重新张拉至设计应力值。三是必要时启用备用束。对于大跨度预应力混凝土梁桥,设计时往往留有备用孔道,则在断丝比较严重时,可启用备用束。