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高密度聚乙烯塑料波纹管在预应力混凝土大跨径桥梁应用常见问题与对策

2017-09-11陈金来

西部论丛 2017年1期

陈金来

摘 要:随着我国国民经济日益发展,桥梁工程建设在我们国家正越来越多,而采用预应力工艺将使桥梁结构跨径变得越来越大。后张法预应力施工需要预留供预应力穿束用孔道,目前采用高密度聚乙烯塑料波纹管代替镀锌钢制波纹管。本文介绍塑料波纹管在施工过程中常见问题,研究采取应对方法。

关键词:塑料波纹管;预应力桥梁施工;产生问题及解决方案

随着我国国民经济和社会的快速发展,公路交通正承受着越来越多的出行需求。而桥梁跨径长度随着技术进步不断刷新。近年来,后张预应力钢筋混凝土桥梁用波纹管主要有以下几种类型:

(1)刚性管道,壁厚不小于2毫米,外、内壁平滑,可适当弯曲成一定形状而不出现卷曲或被压扁。

(2)半刚性管道,为金属波纹管,为防止金属波纹管生锈,常采用镀锌钢带制作。金属波纹管分为标准型和增强型,根据现行行业标准《预应力混凝土用金属波纹管》(JG225)规定,标准型最小厚度为0.28毫米,而增强型最小厚度为0.3毫米。而《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)则要求,金属波纹管厚度不宜小于0.3毫米。目前市场上供应的金属波纹管壁厚大多不足0.3毫米,且采用冷镀锌工艺,镀锌量不满足规定要求,导致波纹管刚度较差,易锈蚀,可能因此造成预应力管道堵塞,影响工程质量。

半刚性波纹管还包括高密度聚乙烯树脂(HDPE)管或聚丙烯(PP)管,壁厚2.5-3.0毫米,环刚度不小于6 KN/m2(方管不小于4 KN/m2)。塑料波纹管原材料应使用原始粒状原料,严禁使用粉状或再造粒状颗粒原料,并且高密度聚乙烯管应满足GB/T11116、聚丙烯管应满足GB/T12023的要求。

塑料波纹管具有提高预应力筋的防腐能力,无锈蚀,可减少张拉过程中预应力的摩擦损失,不导电且防止电流冲击及耐腐蚀等优点,所以成为越来越多的工程首选材料。

1预应力管道施工常见问题

大跨径预应力连续梁桥一般采用分段或整体现浇或预制安装,大多为两向或三向预应力,预应力管道坐标必须严格按照设计图纸施工,防止出现管道偏位、超过设计和规范规定,而影响结构受力造成工程质量和安全隐患。预应力管道常见问题有以下几点:

(1)设计不合理,对于大跨径桥梁后张预应力钢筋混凝土箱梁,常在箱梁顶板布设纵横向预应力筋,一般箱梁顶板厚度在22cm-26cm(波纹管直径PT-75-90mm),纵向波纹管外径在(88-106(±1)mm)(JT/T529-2016)。扁形塑料波纹管规格(22+(2.5-3.0)*2±0.5)mm,两层波纹管厚度基本在108-135mm,上下层钢筋网(φ12计),高度在50mm,钢筋保护层厚度在30-35mm,累计厚度已达218-255mm,即波纹管与波纹管之间几乎无混凝土可以填充,混凝土设计厚度明显不足,不能满足施工要求。

(2)波纹管材料质量参差不齐,部分施工单位片面追求经济利益,现场采购的波纹管常常是以次充好,使用粉状或再造粒状颗粒作加工原料,难以保证施工质量。造成波纹管密封性能差,环钢度达不到设计6kn/m2(扁形波纹管为4kn/m2),纵向荷载管径纵向压缩量与管径长度比不能达到小于0.8%,柔韧性、抗冲击性能、拉伸性能等指标也常常不能符合JT/T529-2016规范要求。这样的波纹管易发生脆裂,柔韧性差,以致在浇筑混凝土时,波纹管不能承受混凝土重量及浇筑混凝土时因振捣或倾倒产生冲击力而出现管道压扁、破裂等问题,造成预应力钢筋无法穿进,严重影响梁体施工质量。

(3)钢筋价格及安装时,对预埋波纹管的成品保护意识不足,常出现钢筋碰伤波纹管导致破裂;钢筋焊接时因焊渣掉落、烫伤波纹管导致混凝土浇筑时或压浆时,水泥浆灌进管内造成管道堵塞。

(4)现场成品堆放保管措施不得力,如进场未采取垫高覆盖或沾染油污杂物或堆放时间过长(有的在厂方存储时间就可能超出一年),波纹管长期遭受曝晒、低温雨雪侵蚀等原因,造成波纹管过早老化氧化现象,大大缩短了使用寿命。

2如何保证塑料波纹管道施工质量

针对上述问题,为确保桥梁工程施工质量,发挥波纹管应有的使用功能,必须在设计和施工阶段对预应力管道采取技术措施,使其满足设计和施工规范要求。

(1)满足(公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范)(JTG D62-2012)第9.4.8第9.4.9对波纹管净距设置规定不符合要求的要适当增加顶(底)板厚度。

(2)要督查施工单位严格按(公路桥涵施工技术规范)(JTG/TF50-2011)执行,严格控制波纹管坐标,按设计图纸和规范要求设置定位钢筋。波纹管在运输装卸期间应采取措施防止碰撞、抛摔,或沿地面拖拉。波纹管在存放时应远离热源和可能遭受腐蚀性气体介质的地方,存放时间不宜超过6个月并支垫覆盖保存。波紋管堆高不得超过2米并垫高覆盖,防止日晒雨林,缩短其使用寿命。

波纹管进场应按批进行检验。检验时先进行外观质量检查,合格后再进行其他指标检验。每批应由同一配方、同一生产工艺、同设备稳定连续生产的产品组成,每批数量应不超过10000米。当其他指标中有不合格项时,应取双倍数量试件对该不合格项进行复检,复检仍不合格时,则该批产品为不合格。进场时应按照生产批次进行堆放,严禁混堆。

(3)波纹管安装时严格按规范要求对接头或破损面进行密封防渗漏处理,钢筋加工及焊接加工时应针对塑料波纹管采取保护措施,防止灼伤烫伤波纹管,钢筋安装完成后应逐个检查个部位安装及保护情况发现破损的及时处理。

(4)混凝土浇筑前应对波纹管道预穿衬管,长度不小于浇筑段长度,直径不小于成束预应力钢筋直径。混凝土浇筑完成后应及时将衬管拔除,用压力水冲洗管道,及时清除漏浆或杂物。

(5)一旦发生管道堵塞必须进行处理,应视管道堵塞情况浇筑时间采取疏通法或、剖开法,无论采取何种方法,应确保管道成型直径,线形、坐标满足规范要求,确保不渗漏无堵塞。采用剖开法时,必须对创面采取钢筋加密,及时清理管内垃圾,对已经压扁的管道,必须采取有效措施恢复管道原状,保证管径不小于设计要求。预应力完成张拉后,应及时对创面进行修复,采用的混凝土应比原设计强度至少高一级,并及时振捣,保证混凝土密实度,确保箱梁整体质量不受任何影响。

3总结

大跨径连续箱梁预应力管道设计和施工管理是每一位参建工程技术人员应有职责,特别是施工阶段要加强自身业务水平的学习,提升工作能力。对现场施工操作人员要加强技术交底和岗前业务培训,改善现场工作环境,提高他们的工程质量意识,始终将质量管理抓到实处,把“要我抓”被动思想变成“我要抓”的主动意识。工程监理人员要始终保持从严管理、从严监督的高压态势,在材料进场时就应关口前移,严格监督;每道工序严格把关,严格验收,将质量隐患消灭在萌芽状态。从而提升管理水平,提高工程质量,为祖国桥梁事业再做贡献。

参考文献:

[1](公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥设计规范)(JTD62-2012)

[2](公路桥涵施工技术规范)(丁TG/TF50-2011)

[3](预应力混凝土桥梁用塑料波纹管)(JT丌T529-2016)

[4]《预应力混疑土用金属波纹管》(JG225-2007)

[5]《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》(JT/T529-2004)