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預應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

    預應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、結構分層、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,其耐腐蝕性能遠優(yōu)于金屬,耐酸、堿腐蝕?;炷两Y構可有效防止光等介質(zhì)引起的有機材料老化問題。當構件由于裂縫導致防水功能失效時,塑料波紋管町對預應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腐蝕。在施工中可以有效避免電焊等導致的缺陷。

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構預應力損失大為減少,可提高有效預應力,提高預應力材料效率,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

在工程應用中,發(fā)現(xiàn)預應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。

存在結構分層問題 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力,因此在結構內(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應力束的結構,會在截面該高度上出現(xiàn)結構分層現(xiàn)象。

2、在施工中,如果預應力束在長度方向出現(xiàn)偏差,則會出現(xiàn)較大的橫向拉應力。在預應力張拉時,如果施工階段預壓應力較大,由于材料泊松比口的影響,也會出現(xiàn)橫向拉應力。這兩種應力疊加后,極有可能造成混凝土截面沿分層面分離,產(chǎn)生裂縫,嚴重時有可能造成面層混凝土剝落。預應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重不足。剝落混凝土后外露波紋管表面干凈,未粘結混凝土,表明塑料波紋管與混凝土基本無粘結力。以上因素綜合導致底板局部混凝土橫向主拉應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,并補張拉預應力束等措施進行了修復。

    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。

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


施工注意要素:

    三、對塑料波紋管應加強檢驗,其各項性能須滿足《預應力混凝土橋梁用塑料波紋管))YrT 5292004行業(yè)標準要求。應加強進場檢驗,檢驗項目應包括外觀、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,則應增加局部橫向荷載、柔韌性和抗沖擊性檢驗。并應增加耐火性檢驗。

    塑料波紋管原材料應使用原始粒狀原料,嚴禁使用粉狀和再造粒狀顆粒原料,并且高密度聚乙烯應滿足《高密度聚乙烯樹/]))GBT111161989的要求,聚丙烯應滿足《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<500mm,并必須采用u形筋或井字架固定牢固,避免澆筑混凝土時發(fā)生孔道移位。

后張預應力技術已經(jīng)廣泛應用于工程建設中,預應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,在結構中會造成截面分層。在設計及施工階段應加以重視。在工程應用中應控制截面應力水平,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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