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預(yù)應(yīng)力塑料波紋管性能分析及施工注意要素
作者:長沙眾慧 來源: 本站 時間:2016年05月26日 聯(lián)系我們

    預(yù)應(yīng)力塑料波紋管目前已在市政等工程橋梁建沒巾廣泛使用。與金屬波紋管相比,塑料波紋管具自.耐腐蝕性好、絕緣性能好、摩擦系數(shù)小等優(yōu)點,同時存在剛度偏低、結(jié)構(gòu)分層、耐熱性和防火性能差等缺陷和不足。

塑料波紋管性能特點:

一、優(yōu)點

塑料波紋管與金屬波紋管道相比,有以下優(yōu)點。

1)耐腐蝕性好塑料波紋管的原材料為高密度聚乙烯,其耐腐蝕性能遠(yuǎn)優(yōu)于金屬,耐酸、堿腐蝕?;炷两Y(jié)構(gòu)可有效防止光等介質(zhì)引起的有機材料老化問題。當(dāng)構(gòu)件由于裂縫導(dǎo)致防水功能失效時,塑料波紋管町對預(yù)應(yīng)力筋及水泥漿體提供良好的防護作用。

2)絕緣性能好塑料波紋管本身為非金屬材料,絕緣性能好??杀苊怆娀瘜W(xué)腐蝕。在施工中可以有效避免電焊等導(dǎo)致的缺陷。

3)摩擦系數(shù)小塑料波紋管的管道摩擦系數(shù)實測為O07~013。金屬波紋管管道摩擦系數(shù)為020~O25。因此,采用塑料波紋管的結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力損失大為減少,可提高有效預(yù)應(yīng)力,提高預(yù)應(yīng)力材料效率,節(jié)約鋼材,提高了施工效率,可降低鋼絞線材料損耗和施工成本。

 

二、缺陷

在工程應(yīng)用中,發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力塑料波紋管存在以下缺陷和不足。

    1、剛度與金屬波紋管相比偏低,塑料波紋管管道密度09549em3,短期(1min)彈性模量為800MPa,長期(50)彈性模量為150MPa,管道壁厚25—3Omm。金屬波紋管管道密度為7859cm3,彈性模量為206×105MPa,管道壁厚為03mm。塑料波紋管的彎曲剛度為金屬波紋管的11373(短期)1257(長期)。在施工時,對于后穿筋施工工藝,如果馬凳筋固定不好或間距過大,有可能發(fā)生孑L道移位、上浮等問題。

存在結(jié)構(gòu)分層問題 由于塑料本身強度和彈性模譴均較低,塑料與水泥漿和混凝土均無粘結(jié)力,因此在結(jié)構(gòu)內(nèi)沿波紋管界面客觀上存在薄弱層。對于在截面同一高度密集配直線預(yù)應(yīng)力束的結(jié)構(gòu),會在截面該高度上出現(xiàn)結(jié)構(gòu)分層現(xiàn)象。

2、在施工中,如果預(yù)應(yīng)力束在長度方向出現(xiàn)偏差,則會出現(xiàn)較大的橫向拉應(yīng)力。在預(yù)應(yīng)力張拉時,如果施工階段預(yù)壓應(yīng)力較大,由于材料泊松比口的影響,也會出現(xiàn)橫向拉應(yīng)力。這兩種應(yīng)力疊加后,極有可能造成混凝土截面沿分層面分離,產(chǎn)生裂縫,嚴(yán)重時有可能造成面層混凝土剝落。預(yù)應(yīng)力孔道在施工時被振搗移位上浮,上下層普通鋼筋拉接筋放置嚴(yán)重不足。剝落混凝土后外露波紋管表面干凈,未粘結(jié)混凝土,表明塑料波紋管與混凝土基本無粘結(jié)力。以上因素綜合導(dǎo)致底板局部混凝土橫向主拉應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強度,致使混凝土向下迸裂。隨后對該橋采用豎向植入防崩橫向鋼筋,澆筑C60灌漿料,并補張拉預(yù)應(yīng)力束等措施進行了修復(fù)。

    3塑料波紋管耐熱及防火性能差 根據(jù)規(guī)范要求,塑料波紋管原材料主要成分應(yīng)為高密度聚乙烯樹脂(HDPE)或聚丙烯(PP)。耐火性能在電焊等高溫作用下可能會發(fā)生燃燒。在夏季施工時,陽光炙烤造成鋼筋高溫有可能燒傷塑料波紋管。對策針對以上問題,建議采用以下針對性措施,防止造成工程事故。

    控制結(jié)構(gòu)中各工況下的局部壓應(yīng)力。在設(shè)計時,必須對施工工況進行驗算,確保滿足《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范))YI'GD62728條規(guī)定,避免產(chǎn)生過大的壓應(yīng)力。如果在截面同一高度處密排預(yù)應(yīng)力束,則應(yīng)適當(dāng)增大箍筋、拉接筋等橫向普通鋼筋配筋率,不能按照規(guī)范規(guī)定進行構(gòu)造配筋,以增大截面整體性,減少材料分層對結(jié)構(gòu)的不利影響。


施工注意要素:

    三、對塑料波紋管應(yīng)加強檢驗,其各項性能須滿足《預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用塑料波紋管))YrT 5292004行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。應(yīng)加強進場檢驗,檢驗項目應(yīng)包括外觀、尺寸偏差(內(nèi)徑、外徑、不圓度)、環(huán)剛度。如果對產(chǎn)品有懷疑,則應(yīng)增加局部橫向荷載、柔韌性和抗沖擊性檢驗。并應(yīng)增加耐火性檢驗。

    塑料波紋管原材料應(yīng)使用原始粒狀原料,嚴(yán)禁使用粉狀和再造粒狀顆粒原料,并且高密度聚乙烯應(yīng)滿足《高密度聚乙烯樹/]))GBT111161989的要求,聚丙烯應(yīng)滿足《塑料打包帶))GBT120231989的要求。

四、加強施工質(zhì)量控制

采用塑料波紋管時,馬凳筋間距應(yīng)<500mm,并必須采用u形筋或井字架固定牢固,避免澆筑混凝土?xí)r發(fā)生孔道移位。

后張預(yù)應(yīng)力技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中,預(yù)應(yīng)力材料不斷推陳出新。塑料波紋管具有密封性好、耐蝕性強、絕緣性能好等多種明顯的優(yōu)點,可以產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益。在實際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)了塑料波紋管的諸多不足之處。其剛度小,耐熱性及防火性差,在結(jié)構(gòu)中會造成截面分層。在設(shè)計及施工階段應(yīng)加以重視。在工程應(yīng)用中應(yīng)控制截面應(yīng)力水平,進行施工工況驗算。施工工程中須加強材料檢驗、確保施工質(zhì)量。通過采取針對性的措施,揚長避短,便可充分發(fā)揮塑料波紋管的優(yōu)勢。

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