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棉花灘水電站預應力閘墩錨索施工

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簡介: 棉花灘水電站大壩預應力錨索施工在導管制作、安裝,錨墊板的預埋、錨索下料、編索、張拉、觀測等工序施工中遇到一系列問題,監(jiān)理工程師組織設計、施工單位共同研究,對施工工藝進行了改進,取得了良好的效果。
關鍵字:預應力 錨索 張拉 超張拉 鋼鉸線 棉花灘水電站

1 預應力錨索施工?

  棉花灘水電站大壩預應力錨索包括溢洪道閘墩預應力錨索和泄水底孔出口閘墩預應力錨索兩部分,共178束。錨索采用直徑為φ15.24 mm、極限抗拉強度為1 860MPa的高強低松馳鋼鉸線;溢洪道閘墩部分裝有測力計的錨索采用無粘結的鋼鉸線。錨固體系采用柳州建筑機械總廠生產的OVM錨固體系,設計張拉力見表1。?

  1.1 導管的制作、安裝與錨墊板預埋?

  棉花灘水電站大壩預應力錨索孔道采用了預埋鋼導管成孔,導管在加工廠下料、打磨管口,在現場拼裝,對傾角、高差較大導管進行了多次拼裝、預埋;導管采用套接的方式連接,確保了導管連接同心,導管拼裝過程中采取了測量放樣→拼裝→校核→調整→再校核→驗收合格后焊接固定的質量保證程序,確保了導管的預埋精度。?

  泄水底孔錨墊板預埋初期未焊接固定,拆模后發(fā)現有些錨墊板與導管的垂直度偏差超過設計要求,對超過要求的采取了在錨墊板上加墊與垂直度偏差相同角度的楔形塊解決。溢洪道錨墊板預埋時,將喇叭管與導管套接,經調整合格后再焊接固定,施工后檢驗結果表明:溢洪道錨墊板預埋均符合設計要求。為防止水泥漿流入孔道,灌漿孔和喇叭口采取了用水泥紙或鐵皮封口等保護措施。?

  1.2 編索與穿索?

  鋼鉸線開盤后,基本上呈直線,無需進行調直,編索時將錨索的每根鋼鉸線兩端均用油漆作對應標記,按順序排列編索,穿索前檢查錨墊板與導管的垂直度,合格后方可穿索,安裝錨板時按鋼鉸線上所作的標記對應安裝,做到兩端互相對應,以確保鋼鉸線不相交、不扭曲,減小鋼鉸線之間磨擦。?

  1.3 錨索張拉?

  錨索張拉前先對張拉設備進行配套率定和編號。預緊采用分股預緊的方式,預緊程序為:水平次錨索先預緊中心3根鋼鉸線,再預緊周邊9根鋼鉸線;主錨索先預緊中心5根鋼鉸線,再預緊次中心的6根鋼鉸線,最后預緊周邊的9根鋼鉸線。為保證預緊效果,進行了預緊試驗,在試驗索張拉端不安裝工作夾片,采用一次整體張拉,按油壓表每2 MPa測一次伸長值,繪出張拉力與伸長值的關系圖,將圖形中直線段與折線段的交點對應的張拉力作為預緊力。根據試驗確定預緊力為0.15倍設計張拉力,按此預緊力施工預緊效果良好。?

  整體張拉,采取了分級張拉方式,即按油壓表讀數每10 MPa進行分級,每級測一次伸長值,裝有測力計時進行同步觀測,并比較實際伸長值與理論伸長值、測試力與千斤頂出力,若兩者超出設計技術標準時,暫停張拉,查明原因后再張拉,以便及早發(fā)現問題。卸荷鎖定后(油壓表讀數回零時)再測一次油缸的長度,計算回縮量(回縮量=超張拉時油缸長度-回零時油缸長度-張拉端從工作錨到工具錨間鋼鉸線超張拉伸長值),若回縮量大時,應查明原因進行處理,確保錨索的鎖定應力達到設計張拉力。?

2 施工中遇到的問題及解決方法?

  2.1 伸長值的計算與影響因素?

  泄水底孔預應力閘墩水平次錨索在試驗索張拉時,發(fā)現實際伸長值大于理論伸長值的1.1倍 ,超過規(guī)范和設計要求,經分析主要有以下兩個原因,一是未考慮張拉時錨固端工作夾片和張拉端工具夾片的跟進量。測試結果表明,從預緊力到超張拉力,柳州OVM錨固體系兩夾片的跟進量之和約為9~10 mm,而短錨索總伸長值本身較小,夾片跟進量占錨索伸長值的比例相對較大,為此計算錨索實際伸長值時必須考慮夾片的跟進量,錨索實際伸長值應等于油缸伸長值減去夾片跟進量;二是九江鋼鉸線的直徑在15.04~15.24 mm之間,偏小。 

  2.2 錨夾具與鋼鉸線的配套問題?

  在泄水底孔水平試驗索張拉時發(fā)現鋼鉸線鎖定時回縮量大,應力損失大,檢查發(fā)現鋼鉸線伸長部分無刮痕。分析上述現象認為是由于限位板與工作錨板的間距過大,導致鋼鉸線鎖定時,工作夾片未與鋼鉸線同步跟進,引起鋼鉸線回縮量加大。后經調整限位板的結構,使回縮量控制在廠家要求的6 mm左右。?

  在溢洪道閘墩無粘結鋼鉸線錨索剛開始施工時,由于未考慮到同規(guī)格(φ15.24 mm)的有、無粘結兩種鋼鉸線直徑上的差異,仍舊使用原限位板,結果發(fā)現測力計測試力與千斤頂出力相差達30%左右,繼續(xù)張拉,鋼鉸線相對伸長值又在理論計算范圍之內。為分析原因測試了鋼鉸線的直徑,并檢查鋼鉸線伸長部分的刮痕情況和預緊伸長值。檢查結果表明,無粘結鋼鉸線直徑為15.24~15.60 mm大于有粘結鋼鉸線,導致鋼鉸線伸長部分刮痕較嚴重;預緊伸長值偏小,則是由于限位板與工作錨板間距過小,使夾片與鋼鉸線磨擦過大引起的。經調整限位板的結構,更換限位板后,解決了問題。?

  2.3 測力計測試力與千斤頂出力差值的影響因素及處理辦法?

  (1)現場施工時錨墊板與錨索軸線垂直度總存在一定的偏差,因此引起測力計偏心受壓,而產生測試誤差。根據測力計的工作原理,測力計的率定系數是測力計均勻受壓時測力計中所有應變計應變平均值與壓力線性回歸系數,若在測力計偏心受壓時,仍按儀器率定系數計算,將產生一定的計算誤差,且測力計測試力與千斤頂出力誤差隨張拉力增大而增大。經分析、研究采取了按每只應變計的率定系數分開計算應力,然后取平均值,減小了測力計計算誤差。但當錨墊板與錨索軸線垂直度誤差大于1°時,鋼鉸線與導管口的磨擦較大,應加楔形塊進行解決。?

  (2)由于錨夾具與鋼鉸線不配套,張拉端工作夾片與鋼鉸線間磨擦力加大引起測力計的壓力減小,在這種情況預緊時測試力與千斤頂的出力誤差較大,且兩力的差值隨張拉力的增大變化較小,對此采取了更換限位板的方法解決。?

  (3)由于測力計安裝偏斜等原因,鋼鉸線與測力計產生磨擦引起測試誤差,對這種情況采取了使用退錨器退出夾片后重新安裝的解決辦法。?

  2.4 超張拉力的確定?

  短錨索總伸長值小,鎖定回縮量占伸長值的比例大,應力損失大,如泄水底孔水平次錨索長12 m,達到超張拉力時,鋼鉸線理論伸長量為60 mm,按OVM錨具廠家要求鎖定回縮量6 mm計算,鋼鉸線回縮鎖定應力損失達10%,而設計超張拉系數為1.05,因而鎖定力無法達到設計張拉力,經研究對短錨索的超張拉系數進行了修改,最大超張拉系數提高到1.18。另外張拉端工作夾片對鋼鉸線有一定的磨擦,該磨擦力也應考慮在超張拉之中,因此超張拉系數應根據錨索的長度和錨固體系回縮量來確定。?

  2.5 補張拉?

  泄水底孔及溢洪道3號閘墩在張拉2~3 d后進行了補張拉,后由于工期緊,考慮鋼鉸線的應力仍有富裕(根據泄水底孔預應力錨索應力觀測成果,在張拉后2~3 d之內預應力損失均小于設計張拉力的2%),經研究將設計張拉力提高2%,并取消補張拉工序,從而大大縮短了施工時間,提高了工作效益。?

  2.6 切割?

  原設計要求對多余的鋼鉸線采用機械法切割,由于高空作業(yè)難度大,經設計、監(jiān)理、施工共同對泄水底孔水平次錨索N10(安裝有測力計)進行氣割試驗,試驗結果表明,測力計測試溫度僅上升0.3℃,預應力無損失,為此決定多余的鋼鉸線距錨墊板面40cm處采用氣割法進行切割。 

3 結語?

  (1)棉花灘水電站閘墩預應力錨索施工測試結果表明,其實際伸長值在理論伸長值的97%~106%之間,測力計與千斤頂出力誤差小于5%,施工質量達到了規(guī)范要求。?

  (2)棉花灘預應力錨索精心組織施工,改進了施工工藝,對施工中出現的問題進行了認真的分析、找出了原因,采取了有效的措施,取得了良好的效果,為今后預應力錨索施工提供了寶貴的經驗。

發(fā)布:2007-07-28 10:14    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關閉]
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