CN108589537B - 填充型环氧涂层钢绞线单根穿索式体外预应力束施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种填充型环氧涂层钢绞线单根穿索式体外预应力束施工工法，工法流程进一步为：施工准备—梁上预留孔准备—放线架安装、钢绞线下料—安装钢绞线临时支承装置—穿索通道检查、清理—穿索—锚具安装—张拉—拆除穿索工装—安装限位装置—端部防腐，张拉是指单根钢绞线的索力调整。穿索过程涉及的是单根钢绞线的操作工艺。另外本申请还设定了多种保护环氧涂层的方式以及对环氧涂层的修补，保证了整个工法的顺利实施。

Description

填充型环氧涂层钢绞线单根穿索式体外预应力束施工工法

技术领域

本发明涉及一种钢绞线的施工工法，具体涉及钢绞线体外预应力穿索施工工法。

背景技术

随着桥梁预应力技术的发展，发现体内预应力存在灌浆不密实的缺陷，使得体外预应力得到空前的发展，且对体外预应力的耐久性提出了更高的要求。为此，填充型环氧涂层钢绞线体外预应束应运而生，迎合了工程的需要。

发明内容

填充型环氧涂层钢绞线体外预应力束，其防腐性能卓越，使用寿命可达50年以上，且具有便于检查、维护和更换的特点。本发明的目的在于提供一种填充型环氧涂层钢绞线体外预应力束施工工法，具体是指单根穿索施工工法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种填充型环氧涂层钢绞线单根穿索式体外预应力束施工工法，主要是设计采用单根钢绞线逐个体外索安装，主要包括如下操作阶段：

(1)准备阶段——包括钢绞线下料、穿索临时操作平台搭设、索体通道检查、施工工装和机具就位；

(2)穿索阶段——钢绞线逐根安装并预紧；

(3)张拉阶段——根据监控指令，分级张拉钢绞线到设计索力；

(4)防腐收尾阶段——安装防松压板、切短钢绞线、端部防腐、封锚。

工法流程进一步：施工准备—梁上预留孔准备—放线架安装、钢绞线下料—安装钢绞线临时支承装置—穿索通道检查、清理—穿索—锚具安装—张拉—拆除穿索工装—安装限位装置—端部防腐，所述张拉是指单根钢绞线的索力调整，反复进行直至达到目标要求值。

(1、)施工准备涉及千斤顶、油泵标定，千斤顶的标定是整个系统的标定，包括千斤顶、油泵、油表、油管的标定。千斤顶的标定的准确与否关系到整个索体的受力，直接影响工程的质量，所以千斤顶的标定是准备工作的重点，必须严格按照标定的程序进行，规范规定，千斤顶与配套油压表使用6个月或已张拉作业达到200次须进行标定、校验。

(2、)梁上预留孔的准备

在每段梁的预留孔处，钢绞线将从孔道内穿入到前端，在安装第一跨时，需要将钢绞线完全穿入梁内后再反穿至另一段锚具处，以后几跨则不需要反穿的过程。

在向前牵引的过程中，为了保护环氧涂层不被破坏在箱梁的预留孔内插入保护管并固定，该保护管可选择管口打磨平滑的HDPE管。

另外，在箱梁墩顶转向器的管口需用临时PE管对钢绞线做铺垫，同时地面采用土工布形成铺垫并在上面布置滚轮支撑钢绞线，以保护钢绞线通过时环氧涂层不被破坏。

(3、)钢绞线下料前必须进行放线架安装：将转盘放线架放置于箱梁顶面，并固定放线架底盘防止滑动。单根填充型环氧涂层钢绞线在穿索前必须将本阶段所有的钢绞线下料完毕，妥善存放并做好临时保护措施。钢绞线下料过程中要注意环氧层的保护。

另外，为了减少钢绞线垂度及防止钢绞线与梁地面接触，设置均匀间距的临时支撑架，临时托住钢绞线，临时支撑架装有塑料滚轮，通道导引以保护钢绞线的环氧层，相邻支撑架之间的间距为2m左右。

(4、)体外索安装

采用半自动化穿索、半机械化穿索方式。具体操作步骤如下：

1)检查：调整检查预埋导向管情况，走势目测：直线应平滑顺直，曲线应顺畅，无死弯硬折，无破损，检查张拉端是否牢靠，接头是否完好；

2)导引：在导入口与箱梁内配备监视人员，将第一根钢绞线从预留孔处穿入，到达箱梁内；

3)穿索：将钢绞线从索盘上牵入整个穿索通道，直至钢绞线末端也进入梁内，梁内通道内间隔安排作业，将钢绞线逐一传送到规定位置；

4)反穿：在第一跨穿索安装过程中，将钢绞线端部反向牵引，直至达到末端锚具处，在钢绞线预留出张拉长度后安装夹片锚固，锁紧钢绞线，钢绞线的另一端做同样处理；

5)重复上述步骤，将所有钢绞线依次安装完毕。

为了在转向位置顺利穿索，在钢绞线穿过锚具和墩顶转向器前均需先从背面穿引棒，将钢绞线端部与引棒连接后再向前送钢绞线，使其顺利通过转向部分。

优选地，每根钢绞线穿索前进行编号，钢绞线在穿过分丝板、束梳器时需按孔位布置，一一对应穿索，无交叉现象，钢绞线穿索按照从下往上的顺序，依次穿索，提高了穿索的准确率，便于检查监管，和钢绞线的维护。

穿索过程中，应在钢绞线前进沿途注意对绞线的保护，防止钢绞线与锐物摩擦导致环氧涂层破损。

(5、)单根钢绞线采用单根对称张拉方式，工艺如下：

a接通油泵和对应千斤顶的油管，检查精密压力表是否与千斤顶匹配，否则更换使达到匹配；在张拉之前，应在空载的情况下活动若干个行程，排除油管内空气的影响；

b两端同时启动油泵，在千斤顶张拉过程中，钢绞线被缓慢拉出；

c达到设计、监控给定的张拉吨位后，先稳住油压，在经过一段时间(一般为2min)持荷后，启动顶压油缸，利用顶压杆将工作夹片顶进锚板锥孔内，锁紧钢绞线使固定，最后回油，缓慢卸载；

d回油、关机、断电、完成全部钢绞线张拉的全过程。

本申请限位装置的安装位置要根据实际索外体的位置并结合理论点的位置确定：限位装置能够稳固钢绞线减少受到震动的影响。

(6、)端部防腐，施工步骤如下：

1)注胶，

2)包装，

3)灌防腐油脂，

4)对钢绞线外露部分的进行防腐，

5)最后将锚具的保护罩安装就位，即完成防腐工作。

体外索在安装、张拉完毕后60～90天内必须完成两端锚具处的永久防腐处理，包括：切短锚后钢绞线，油脂保护，安装保护罩，否则由于锚具和夹片长时间暴露在水汽和腐蚀性环境中，有可能产生锈蚀，对体外索正常使用的耐久性产生不良影响。大桥处于海水盐雾湿气影响中且雨水丰富，因此，及时完成体外索的永久防腐保护尤为重要，优选在每1～2联体外索完成后及时对已完成的体外索进行永久防腐处理。

(7、)钢绞线的修补和替换

在施工过程中一旦发现钢绞线环氧涂层有损伤时应立即修补，操作如下

1)修补材料配置：高粘度修补用液态环氧树脂；

2)分别为主剂、固化剂准备专用取料工具，沾少量主剂于作业板上，同时沾少量固化剂于作业板上的主剂旁边；

3)用专用工具将作业板上的主剂、固化剂混合；

4)确定受伤位置，清洁受伤钢绞线表面，使干燥清洁；

5)吹热受伤位置，用专用工具取修补剂，和填充型环氧涂层钢绞线成斜角，将修补材料涂到破损处，继续在修补处吹热风使修补剂干燥；待修补处环氧层无软化现象则环氧层已固化、干燥。

此外，应当注意的是，对于破损的钢绞线，若撞伤与擦伤处发现有钢丝破损或受伤以及生锈现象，则不得采取修补措施，而是直接替换，另外若钢绞线破损面积较大也不宜修补而选则直接替换。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本申请涉及的体外预应力施工工法，能够显著提高钢绞线的耐久性，其防腐性能卓越，使用寿命可达50年以上，且具有便于检查、维护和更换的特点，可进行单根钢绞线的更换。尤其实现了在施工过程中对钢绞线环氧层的保护。

附图说明

图1为本发明实施例中施工功法的流程图；

图2为本发明实施例中梁上预留孔准备的示意图；

图3为本发明实施例中22孔钢绞线张拉顺序示意图；

图4为本发明实施例中体外索张拉示意图。

1HDPE管、2箱梁顶面、301转向器、302预埋钢管、303螺旋筋、304锚垫板、4桥墩、5千斤顶、6工具夹片、7工具锚板。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本实施例涉及单根穿索的填充型环氧涂层钢绞线预应力体外索施工工法，工法的流程图如图1所示，工艺流程进一步为：施工准备—梁上预留孔准备—放线架安装、钢绞线下料—安装钢绞线临时支承装置—穿索通道检查、清理—穿索—锚具安装—张拉—拆除穿索工装—安装限位装置—端部防腐，所述张拉是指单根钢绞线的索力调整。

体外索施工在全桥桥面铺装及护栏等附属设施施工前完成张拉工作，整体进度必须满足主梁施工进度的要求，具体计划待业主和施工单位下达施工进度要求后编制。

施工顺序：主梁架设完毕——准备工作——架设体外索——体外索张拉——端部防腐。

(1)、施工准备

1)千斤顶、油泵标定

千斤顶、油泵等整个加载系统在施工前必须标定。千斤顶的标定是整个系统的标定，包括千斤顶、油泵、油表、油管的标定。千斤顶必须由第三方进行标定。千斤顶的标定的准确与否关系到整个索体的受力，直接影响工程的质量，所以千斤顶的标定是准备工作的重点，必须严格按照标定的程序进行，规范规定，千斤顶与配套油压表使用6个月或已张拉作业达到200次须进行标定、校验。

2)穿索通道的准备

在每段梁的预留孔处，钢绞线将从孔道内穿入到前端，在安装第一跨时，需要将钢绞线完全穿入梁内后端部再反穿至锚具处，钢绞线两端作相同的前述操作，中间的几跨则不需要反穿的过程。

在向前牵引的过程中，为了保护环氧层不被破坏需要将一段300cm长的HDPE管插入孔内并使其固定，用磨光机将HDPE管口打磨平滑，以保护填充型环氧涂层钢绞线的不受损伤，如图2所示。

同时在墩顶转向器的管口需用临时PE管对钢绞线做铺垫，同时地面采用土工布在地下铺垫并在上面布置滚轮对钢绞线做支撑，以保护钢绞线通过时环氧涂层不被破坏。

(2)、钢绞线下料

单根填充型环氧涂层钢绞线在穿索前必须将本阶段所有的钢绞线下料完毕，妥善存放并做好临时保护措施。钢绞线下料过程中注意环氧层的保护，避免损伤。

1)安装放线架

将转盘放线架放置于箱梁顶面上。用钢丝绳栓住放线架底盘，防止滑动。

2)安装临时支撑装置

为了减少钢绞线垂度及防止钢绞线与梁地面接触，在2米左右的间距设置临时支撑架，托住钢绞线。临时支撑架装有塑料滚轮，钢绞线与滚轮为滚到接触，保护钢绞线环氧层。

(3)、单根钢绞线的体外索安装

采用半自动化穿索、半机械化穿索方式，步骤如下

1)检查：调整检查预埋导向管情况，走势目测：直线应平滑顺直，曲线应顺畅，无死弯硬折，无破损，检查张拉端是否牢靠，接头是否完好；

2)导引：在导入口与箱梁内配备监视人员，将第一根钢绞线从预留孔处穿入，到达箱梁内；

3)穿索：将钢绞线从索盘上牵入整个穿索通道，直至钢绞线末端也进入梁内，梁内通道内间隔安排作业，将钢绞线逐一传送到规定位置；

4)反穿：在第一跨穿索安装过程中，将钢绞线端部反向牵引，直至达到末端锚具处，在钢绞线预留出张拉长度后安装夹片锚固，锁紧钢绞线，钢绞线的另一端做同样处理；

5)重复上述步骤，将所有钢绞线依次安装完毕。

为了在转向位置顺利穿索，在钢绞线穿过锚具和墩顶转向器前均需先从背面穿引棒，将钢绞线端部与引棒连接后再向前送钢绞线，使其顺利通过转向部分。此外，每根钢绞线穿索前都要进行编号，钢绞线在穿过分丝板、束梳器时都需按孔位布置，一一对应穿索，不能有交叉现象。钢绞线穿索按照从下往上的顺序，依次穿索，

应当注意的是，在穿索过程中应在钢绞线前进沿途注意对绞线的保护，防止钢绞线与锐物摩擦导致环氧涂层破损。

(4)、钢绞线的张拉

单根钢绞线张拉方式采用单根对称张拉方式。张拉示意图参见图4。

1)对称、分级张拉钢绞线，通过安装单孔传感器或单根抽拉钢绞线的方法监控索力均匀性在设计允许的范围内；

2)避免因机具、工装或施工不当造成环氧涂层损伤。

3)张拉工艺

a接通油泵和对应千斤顶的油管，检查精密压力表是否与千斤顶匹配，否则更换使达到匹配；在张拉之前，应在空载的情况下活动两个行程，排除油管内空气的影响；

b两端同时启动油泵，在千斤顶5张拉过程中，钢绞线被缓慢拉出；

c达到设计、监控给定的张拉吨位后，先稳住油压，在经过一段时间(一般为2min)持荷后，启动顶压油缸，利用顶压杆将工作夹片6顶进锚板7锥孔内，锁紧钢绞线使固定，最后回油，缓慢卸载；

d回油、关机、断电、完成全部钢绞线张拉的全过程。

(5)、张拉力控制

1)张拉前应对体外索每根钢绞线预张拉，以基本消除填充型环氧涂层钢绞线的垂度，取值为最终张拉力的10％～15％；

2)张拉至设计索力后，测量钢绞线的伸长量，实测值与理论值偏差应在±6％以内，否则，应停止张拉，检查、分析出原因并上报监理同意后才可继续张拉；

3)钢绞线张拉完毕后根据索力监测情况判定是否需要再以100％索力补张拉。

张拉顺序：每束钢绞线应按照从上往下、从左往右的顺序张拉。如图4所示为22孔钢绞线张拉顺序。

(6)、张拉施工注意点

1)施工要严格按设计所提出的张拉程序及张拉力进行。对施工中出现的异常现象，应停止施工，并及时报请现场监理和设计，待查明原因，采取措施后再继续施工。

2)千斤顶、油泵等整个加载系统在施工前必须标定，以确保张拉控制的准确性。施工中应同时观察油压表读数。

3)当张拉设备，如：千斤顶、压力表等损坏或超过规定使用期限，重新进行标定。

4)张拉操作必须逐级、平稳、对称进行，不允许出现超载现象，并作好张拉记录。

5)对称张绞线，张拉两端的操作人员必须使用对讲机保持通话，同时开始张拉，并保持匀速张拉速度，同时结束张拉。

(7)、减振限位

根据实际索外体的位置，结合理论点的位置确定限位装置的安装位置，然后将限位装置固定。

(8)、端部防腐，施工步骤如下：

1)注胶，

2)包装，

3)灌防腐油脂，

4)对钢绞线外露部分的进行防腐，

5)最后将锚具的保护罩安装就位，即完成防腐工作。

体外索在安装、张拉完毕后60～90天内必须完成两端锚具处的永久防腐处理，包括：切短锚后钢绞线，油脂保护，安装保护罩，否则由于锚具和夹片长时间暴露在水汽和腐蚀性环境中，有可能产生锈蚀，对体外索正常使用的耐久性产生不良影响。大桥处于海水盐雾湿气影响中且雨水丰富，因此，及时完成体外索的永久防腐保护尤为重要，优选在每1～2联体外索完成后及时对已完成的体外索进行永久防腐处理。

(9)、钢绞线保护措施

环氧层是决定填充型环氧涂层钢绞线使用寿命的重要因素，为了保证本项目体外索的使用寿命，在施工期间必须采取措施保证环氧层不受损伤：操作注意点如下

(9.1)吊装、堆放环节：钢绞线发货到现场时为木质成盘索，吊装时应利用木盘轴心进行操作，严禁吊具直接接触索盘表面；吊装过程应指挥恰当，防止索盘与异物碰撞损伤；索盘临时堆放时应采用雨布临时遮挡，防止表面被污染。

(9.2)下料环节：严禁下料时将钢绞线直接在地面上拖动，应布置好托架后，在托架上下料；卷盘后，在下料好的钢绞线堆放前，应在地面上放置木垫，避免卷盘与地面直接接触擦伤；卷盘堆场，须在钢绞线卷盘上覆盖雨布，防止表面被污染。

(9.3)安装环节：保证安装通道无异物，通畅；在预留孔、定位器管口等转折处，必须做好导向防护措施，避免环氧层被损伤；必要时可以在孔道、转角、弯折出涂抹润滑油脂。

(10)、钢绞线的修补

在施工过程中一旦发现钢绞线环氧涂层有损伤时应立即修补，操作如下

1)修补材料配置：高粘度修补用液态环氧树脂；

2)分别为主剂、固化剂准备专用取料工具，沾少量主剂于作业板上，同时沾少量固化剂于作业板上的主剂旁边；

3)用专用工具将作业板上的主剂、固化剂混合；

4)确定受伤位置，清洁受伤钢绞线表面，使干燥清洁；

5)吹热受伤位置，用专用工具取修补剂，和填充型环氧涂层钢绞线成斜角，将修补材料涂到破损处，继续在修补处吹热风使修补剂干燥；待修补处环氧层无软化现象则环氧层已固化、干燥。

此外，应当注意的是，对于破损的钢绞线，若撞伤与擦伤处发现有钢丝破损或受伤以及生锈现象，则不得采取修补措施，而是直接替换，另外若钢绞线破损面积较大也不宜修补而选则直接替换。

(1)所用填充型环氧涂层钢绞线全部符合GB/T21073-2007《环氧涂层七丝预应力钢绞》的规定；

(2)与填充型环氧涂层钢绞线配套的箱梁纵向体外索专用锚具性能满足国际后张预应力协会FIP《后张预应力体系的验收和应用建议》、《体外预应力材料及体系》以及GB/T14370-2015预应力用锚具、夹具和连接器》的规定；

(3)所用防腐油脂符合JG/T430-2014《无粘结预应力筋专用防腐油脂》的规定；

(4)体外索转向器满足钢绞线单根更换的要求。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种填充型环氧涂层钢绞线单根穿索式体外预应力束施工工法，其特征在于：主要包括

(1)准备阶段——包括钢绞线下料、穿索临时操作平台搭设、索体通道检查、施工工装和机具就位；

(2)穿索阶段——钢绞线逐根安装并预紧；

(3)张拉阶段——根据监控指令，分级张拉钢绞线到设计索力；

(4)防腐收尾阶段——安装防松压板、切短钢绞线、端部防腐、封锚；

工法流程进一步为：施工准备—梁上预留孔准备—放线架安装、钢绞线下料—安装钢绞线临时支承装置—穿索通道检查、清理—穿索—锚具安装—张拉—拆除穿索工装—安装限位装置—端部防腐，所述张拉是指单根钢绞线的索力调整，所述梁上预留孔准备是指在箱梁的预留孔内插入保护管并固定，该保护管选择管口打磨平滑的HDPE管；

所述穿索是指单根钢绞线在箱梁内的体外索安装，具体操作步骤如下：

1)检查：调整检查预埋导向管情况，走势目测：直线应平滑顺直，曲线应平滑顺畅，无死弯硬折，无破损，检查张拉端是否牢靠，接头是否完好；

2)导引：在导入口与箱梁内配备监视人员，将第一根钢绞线从预留孔处穿入，到达箱梁内；

3)穿索：将钢绞线从索盘上牵入整个穿索通道，直至钢绞线末端也进入梁内，梁内通道内间隔安排作业，将钢绞线逐一传送到规定位置；

4)反穿：在第一跨穿索安装过程中，将钢绞线的端部反向牵引，直至达到末端锚具处，在钢绞线预留出张拉长度后安装夹片锚固，钢绞线两端做同样处理；

5)重复上述步骤，将所有钢绞线依次安装完毕。

2.根据权利要求1所述的施工工法，其特征在于：施工准备阶段涉及千斤顶、油泵标定，千斤顶的标定是整个系统的标定，包括千斤顶、油泵、油表、油管的标定。

3.根据权利要求1所述的施工工法，其特征在于：在箱梁墩顶转向器的管口需用临时PE管对钢绞线做铺垫，同时地面采用土工布形成铺垫并在上面布置滚轮支撑钢绞线，以保护钢绞线通过时环氧涂层不被破坏。

4.根据权利要求1所述的施工工法，其特征在于：钢绞线下料前先进行放线架安装：将转盘放线架放置于箱梁顶面，并固定放线架底盘防止滑动。

5.根据权利要求1所述的施工工法，其特征在于：位了减少钢绞线垂度及防止钢绞线与梁地面接触，设置均匀间距的临时支撑架，临时托住钢绞线。

6.根据权利要求1所述的施工工法，其特征在于：穿索过程中，在钢绞线穿过锚具和墩顶转向器前均需先从背面穿引棒，将钢绞线端部与引棒连接后再向前送钢绞线，使其顺利通过转向部分。

7.根据权利要求1所述的施工工法，其特征在于：每根钢绞线穿索前进行编号，钢绞线在穿过分丝板、束梳器时需按孔位布置，一一对应穿索，无交叉现象，钢绞线穿索按照从下往上的顺序，依次穿索。

8.根据权利要求1所述的施工工法，其特征在于：单根钢绞线采用单根对称张拉方式，工艺如下：

a接通油泵和千斤顶的油管，检查精密压力表是否与千斤顶匹配，否则更换使达到匹配；在张拉之前，应在空载的情况下活动若干个行程，排除油管内空气的影响；

b两端同时启动油泵，在千斤顶张拉过程中，钢绞线被缓慢拉出；

c达到设计、监控给定的张拉吨位后，先稳住油压，在经过持荷后，启动顶压油缸，利用顶压杆将工作夹片顶进锚板的锚孔内锁紧钢绞线，最后回油，缓慢卸载；

d回油、关机、断电、完成全部钢绞线张拉的全过程。

9.根据权利要求8所述的施工工法，其特征在于：单根钢绞线的张拉工艺还包括如下一项或多项的控制工序：

1)张拉前应对体外索每根钢绞线预张拉，以基本消除填充型环氧涂层钢绞线的垂度，取值为最终张拉力的10％～15％；

2)张拉至设计索力后，测量钢绞线的伸长量，实测值与理论值偏差应在±6％以内，否则，应停止张拉，检查、分析出原因并上报监理同意后才可继续张拉；

3)钢绞线张拉完毕后根据索力监测情况判定是否需要再以100％索力补张拉。

10.根据权利要求1所述的施工工法，其特征在于：所述限位装置是对成束钢绞线进行固定。

11.根据权利要求1所述的施工工法，其特征在于：所述端部防腐的施工步骤如下：

1)注胶，

2)包装，

3)灌防腐油脂，

4)钢绞线外露部分的防腐措施，

5)安装锚具的保护罩，防腐工作完成。

12.根据权利要求1所述的施工工法，其特征在于：还包括钢绞线的修补和更换，在环氧涂层有损伤时应立即修补，操作如下

1)修补材料配置：高粘度修补用液态环氧树脂；

2)分别为主剂、固化剂准备专用取料工具，沾少量主剂于作业板上，同时沾少量固化剂于作业板上的主剂旁边；

3)用专用工具将作业板上的主剂、固化剂混合；

4)确定受伤位置，清洁受伤钢绞线表面，使干燥清洁；

5)吹热受伤位置，用专用工具取修补剂，从与填充型环氧涂层钢绞线成斜角的方向将修补材料涂到破损处，继续在修补处吹热风使修补剂干燥；待修补处环氧层无软化现象则环氧层已固化、干燥。

13.根据权利要求12所述的施工工法，其特征在于：对于破损的钢绞线，若撞伤与擦伤处发现有钢丝破损或受伤以及生锈现象，则不得采取修补措施，而是直接替换，另外若钢绞线破损面积较大也不宜修补而选则直接替换。

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