69韩春斌-南京火车站站前广场环形高架平台桥.doc

中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术交流会论文 2006年 南京火车站站前广场环形高架平台桥 体外预应力加固 韩春斌 朱传娣 王翔 （江苏省建筑科学研究院，南京210008） 提 要 本文较详细地介绍了南京火车站站前广场环形高架平台桥体外预应力加固的施工方法，在施工期短、施工质量特殊要求的情况下有使用价值，收到了明显的经济效益和社会效益。 关键词 体外预应力 加固 后锚固技术 1 引言 体外预应力是后张预应力体系的重要分支之一，近年来正在成为预应力技术的热点。体外预应力混凝土结构有很多优点预应力筋套管布置简单，调整容易，简化了后张法的操作程序，大大缩短了施工时间；同时由于预应力筋布置于梁体外，使得浇注混凝土方便；也减少了施工过程中的摩擦损失且更换预应力筋方便易行。但目前国内对这一方面的研究很少，对于体外预应力筋的受力性能研究不多，因此为了使得体外预应力技术得到更大的使用，有必要对这一结构形式进行研究。 2 工程概况 南京火车站位于南京市龙蹯路玄武湖畔，由于使用功能的变化该站站前广场环形高架平台桥G1-G5轴、G13-G15轴、GA-GA轴需进行加固。而且本工程为十运会项目，也属省重点项目，为了使本工程加固质量可靠，我公司采用了体外预应力和粘贴碳纤维织物两种加固施工工艺。实际完成工程量为8根预应力梁体外预应力加固、9根梁贴碳纤维布、9根梁底混凝土满铺腻子、施工用脚手架的搭设。本文重点介绍了体外预应力加固高架平台桥的关键技术。 韩春斌，男，1972.7出生，工学硕士，工程师 3 体外预应力加固 最初设计采用高强不锈钢拉索，后由于工期要求紧并且为进口材料，而且高强不锈钢拉索施工工艺复杂，施工周期长，对于此项目的工期是完全不满足的，后经业主、设计及监理方的认可，同意我公司将原设计的材料改为无粘结钢绞线。为此，要根据设计强度进行代换。 标准强度fptk （MPa） 张拉控制应力σcon （MPa） 高强不锈钢拉索（OTX） 1670 1169（0.7fptk） 无粘结钢绞线（Φs15.24） 1860 1209（0.65fptk） 1302（0.7fptk） 3.1施工顺序 体外预应力铁件加工安装→体外预应力铺束→体外预应力张拉 3.2铁件选择、加工与安装 3.2.1铁件的选择 由于材料的更改，铁件的选择显得格外的重要，因此应进行如下的验算 首先，应验算锚栓或植筋钢材破坏时的受剪承载力设计值 按混凝土结构后锚固技术规程JGJ 145 -2004采用 按无杠杆臂的纯剪，按下式计算 其次，构件边缘受剪混凝土契形体破坏时，受剪承载力设计值 （1）开裂混凝土，单根锚栓垂直构件边缘受剪，混凝土理想契形体破坏时的受剪承载力 （2）单根锚栓受剪，在无平行剪力方向的边界影响、构件厚度或相邻锚栓影响，混凝土破坏理想契形体在侧向的投影面面积 （3）群锚受剪，混凝土破坏契形体在侧面的投影面面积 （4）边距比c2/c1对受剪承载力的降低影响系数， （5） 边距与厚度比c2/h对受剪承载力的提高影响系数， （6）角度的影响系数， （7）荷载偏心对群锚受剪承载力的降低影响系数， （8）未裂混凝土及锚区配筋对受剪承载力的提高影响系数， 最后，混凝土锥形体受拉破坏时，受拉承载力设计值 （1）理想混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值， 查混凝土结构后锚固技术规程JGJ 145 -2004表6.1.4 （2）间距、边距最大时，单根锚栓受拉，理想混凝土破坏锥体投影面面积 （3） 单根锚栓受拉，混凝土实有锥体破坏时投影面面积 （4）边距c对受拉承载力的降低影响系数， （5）表层混凝土因密集配筋的剥离作用队受拉承载力的降低影响系数 （6）荷载偏心对受拉承载力的降低影响系数， （7）未裂混凝土队受拉承载力的提高系数， 3.2.2铁件的加工和安装 所有铁件应按设计图纸的规格、数量、尺寸在工厂或现场加工。由于原梁为预应力梁，因此钻孔前在加固梁支座附近画出原预应力波纹管孔道位置，张拉端、固定端铁件位置应避开原预应力波纹管孔道。张拉端铁件放在原预应力波纹管孔道的上方，固定端铁件放在原预应力波纹管孔道的下方，并尽量靠近支座和梁顶。在梁侧画线、钻孔、安装，所有铁件应在钻孔结束后按混凝土面上所钻孔的位置进行开孔。铁件安装应位置准确、与混凝土接触牢固。对于废孔用高强树脂水泥砂浆封堵。 3.3体外预应力施工 预应力筋采用无粘结钢绞线uφs15.24，强度级别为1860MPa。锚具张拉端采用YM15-1型锚具，固定端采用YM15P-1型挤压锚。 由于本工程采用无粘结钢绞线，预应力的建立必须完全靠锚具来承担。因此，锚具必须采用Ⅰ类锚具。同时使用的锚具必须有生产厂家的出厂合格证，并应对其外观情况进行检查，不应有裂纹、夹渣等情况。 3.3.1张拉设备的准备 单根无粘结预应力钢绞线的张拉，采用前卡式千斤顶，油表和千斤顶在张拉前必须进行配套标定，得出千斤顶出力和油压表读数之间的关系式，根据标定结果和工程实际情况，计算出相应张拉力下油表读数值，压力表的精度不宜低于1.5级，张拉机具应运行正常。 3.3.2无粘结筋的铺放 按设计图纸的位置、间距铺放无粘结预应力筋，并作必要的临时固定，铺放结束应作必要保护，张拉前不得移位。 3.3.3铺放验收 在无粘结预应力筋铺放完毕后，应对铺放的预应力筋进行验收，主要检查无粘结预应力筋品种、规格、数量是否与设计相符，无粘结筋是否有破损，预应力筋是否顺直，位置是否与设计相符合，固定端及张拉端铁件焊接是否牢固妥当，张拉端铁板是否与钢绞线垂直。 3.3.4预应力筋的张拉 张拉前应剥去端部铁件外预应力筋的塑料套管，安装锚环及夹片。 1）张拉顺序和程序 张拉采用一端张拉，张拉控制应力σcon0.65fptk、0.7fptk 1209MPa、1302MPa。 张拉程序为0→0.2σCON（初读数）→1.0σCON（最后读数）→锚固。 2）预应力筋的张拉采用应力和应变双控，以应力控制为主。 3）在确认张拉无误后，将多余外露钢绞线用砂轮机切割，切割处离夹片距离不得小于30mm。 3.3.5 预应力筋的保护 有此加固方法的预应力筋为外露式，故对其的保护就显得格外重要，为了保证预应力筋不被破坏，我们在钢绞线外套上铁管，在张拉完毕后往铁管内灌注水泥浆，这样对钢绞线就起到了很好的保护作用。 4.结束语 体外预应力加固是以后加固行业发展的趋势，它对于结构功能有极大的帮助。本文介绍了南京火车站站前广场高价平台梁体外预应力加固的施工及铁件的选择，可供同类工程参考。 参考文献 ［1］ 熊学玉，体外预应力结构设计，北京中国建筑工业出版社，2005 ［2］ 吕志涛，孟少平，现代预应力设计，北京中国建筑工业出版社，1998 ［3］ 混凝土结构设计规范GB50010-2002 ［4］ 混凝土结构后锚固技术规程JGJ145-2004