先張法預應力混凝土空心板施工工藝和質量控制
2011-01-01 00:00:00施信彬
中華建設科技 2011年2期
【摘 要】先張法預應力砼空心板在全國公路橋梁上的運用目前日益廣泛，其施工工藝和質量控制在施工中如何把控，對于施工人員來說是相當重要的，特別對于預應力的張拉計算和砼的質量控制尤為重要。本文通過現場預應力空心板的施工過程控制，簡要介紹了先張法預應力砼空心板的施工步驟及控制要點，供同行們參考。
【關鍵詞】預應力；張拉工藝；質量控制
First Zhang Fa Yu should dint concrete hollow plank construction craft and quality control
Shi Xin-bin
(Medium iron two the hospital consultation superintendency limited liability company Chongqing 408200)
【Abstract】First Zhang Fa Yu should the dint Mao hollow plank at whole country highway bridge of usage currently day by day extensive， it construction craft and quality control at under construction how control， say for the worker that is equal importance， special for prepare should Zhang La of the dint calculation and the quality of the Mao control is importance.This text prepare through the spot should dint hollow knothole construction process control， synopsis introduction first Zhang Fa3 Yu4 should dint Mao hollow knothole construction step and control important point， provide to go together reference
【Key words】Prepare should dint;Zhang La's craft;Quality control
福建龍長高速公路第13合同段共有20m先張法預應力空心板180片，均在預制場預制。預制梁長19.96m，梁高90cm，板寬143cm，砼設計標號為40MPa，預應力鋼筋采用270級φj15.24鋼絞線，標準強度Ryb=1860MPa，彈性模量Ey=1.95×105MPa，單束張拉控制應力為195.3KN，每片梁有16根鋼絞線。
1. 預制場布置
預制場布置在路基上，長220m，寬35m，設4個梁板預制臺座，5個存梁場，木工房、鋼筋加工房、水泥庫、發電機房等。場內設有1臺貝雷桁架拼成的50t自行式龍門吊。1臺拌和能力為25m3/h的混凝土拌和站。砼采用翻斗車運輸。
1.1 張拉臺座。
1.1.1 張拉臺座設計為長線型槽式臺座，長度為85m。傳力柱和抗力墩整必須有足夠的強度和剛度。在梁板預制前在臺座放入鋼絞線，對張拉臺座及橫梁進行荷載試驗，滿足要求才能使用。經驗算采用尺寸為傳力柱邊柱寬35cm、高55cm，中柱寬60cm，抗力墩埋深150cm，抗力墩張拉端及錨固端都布設鋼筋，其余為C30素砼。傳力柱軸線與鋼絞線在同一平面內，使傳力柱為軸心受壓構件。張拉端及錨固端部預埋δ=16mm的鋼板，以使應力分散。
1.1.2 臺座底模的優劣直接影響著預應力空心板的幾何尺寸及外觀，所以在進行張拉臺座底模施工時，必須嚴格控制其寬度、平整度和直順度。寬度控制在1430mm，平整度及直順度控制在3mm以內，采用水磨石底模。
1.2張拉機具的選擇和使用。
根據設計張拉力的大小選擇千斤頂的噸位、行程以及與之相配套的高壓油泵和油表，并且張拉機具進場之前，必須由有資格的檢測單位進行千斤頂和油表的校驗。張拉機具必須要由專人操作使用。
2. 原材料質量控制及混凝土配合比要求
2.1 砂、石料、水泥的質量控制。
2.1.1 砂。
采用合格的天然砂，檢測結果符合要求。
2.1.2 石料。
采用符離集石料，檢測結果符合要求。
2.1.3 水泥。
采用42.5級普通硅酸鹽水泥，并經檢驗合格方可使用。
2.2 鋼筋及預應力鋼材的質量控制。
熱軋鋼筋采用首鋼生產的，預應力鋼絞線采用江陰法爾勝鋼鐵制品有限公司的。所有鋼筋及預應力鋼絞線進場時必須有出廠合格證、產品質量證明書，并進行外觀檢查。鋼絞線要逐盤檢查，表面不得有裂紋、毛刺、油污、銹蝕、機械損傷等缺陷。鋼筋進場時，經檢驗合格后，方可使用。
2.3 外加劑。
外加劑使用必須檢驗，合格后方可使用，且外加劑摻量必須嚴格控制。
2.4 混凝土配合比的要求。
水灰比為0.41，水泥用量為440Kg/m3，5~10mm碎石摻量按35%，10~30mm碎石摻量按65%，外加劑按水泥用量的3%，坍落度按3.0~5.0cm控制。
3. 鋼絞線伸長值計算
3.1 依據臺座具體形式及鋼絞線錨固形式，計算下料長度為：
下料長度L=傳力柱長+鋼橫梁寬-1.20
=85+0.60-1.20
=84.4m
設計單束張拉控制力為195.3KN，則各階段的張拉力為:
初應力0.1δcon：0.1×195.3=19.53KN
δcon：195.3KN
1.05δcon：205.065KN
3.2 根據公式ΔL=ΡL/AypEyp，(式中:L=84.4m，Ayp=140mm2，Eyp=1.95×105N/mm2)
計算各階段張拉中鋼絞線的伸長值：
結果為：0.1δcon時:ΔL1=60mm
δcon時:ΔL2=604mm
1.05δcon時:ΔL3=635mm
則鋼絞線在控制應力時的量測伸長值:
ΔL=ΔL2-ΔL1=544mm
鋼絞線在1.05δk時的量測伸長值:
ΔL=ΔL3-ΔL1=575mm
4. 預應力空心板施工工藝
施工步驟
4.1 準備好經校驗的張拉機具。
施工現場應經批準方案實施，施工現場具備確保全體操作人員和設備安全的必要的預防措施，實施張拉時，應使千斤頂的張拉力作用線與鋼絞線的軸線重合一致。
4.2 清理臺座及涂刷隔離劑。
底座為水磨石，張拉鋼絞線前應先將臺座上的塵土和磨制過程中的砼粉沖洗干凈并涂刷隔離劑。
4.3 鋼絞線的制作與安裝。
4.3.1 鋼絞線放置在錨固端，底部放在鋼架上，置于砼平臺上。
4.3.2 用切割機下料，鋼絞線下料長度為84.4m，誤差控制在L/5000以內。
4.3.3 鋼絞線下料完畢，放置在槽內臺座上，并用鋼筋架起，防止鋼絞線下垂。
4.3.4 放置預應力失效隔離套管，等張拉完畢后，定位套管，并把套管口封死，防止水泥漿進入套管內。
4.3.5 裝設張拉設備，準備預張。
4.4 預張拉調整初應力。
現場施工采取預應力鋼絞線整體同時張拉，因此張拉前必須調整初應力。其值取控制應力的10%即19.53KN；調整初應力時用25T千斤頂一根一根的張拉，使鋼絞線應力都為19.53KN。初張拉結束后，應仔細檢查每根預應力筋的位置，確保位置準確。
4.5 鋼絞線的張拉。
4.5.1 預張拉結束后，對千斤頂錨固端、前后鋼橫梁作一次詳細檢查。若一切正常，則開始預備張拉，張拉時用2臺300T千斤頂，2臺油泵供油，使2臺千斤頂同時啟動，千斤頂頂推前橫梁，千斤頂通過絲杠帶動后橫梁，使鋼絞線被張拉。張拉前在鋼絞線上作一記號，作為測量伸長量的參考點。
4.5.2 張拉程序。
0→初應力0.1δcon→1.05δcon(持荷2min)→0→δcon(錨固)。
4.5.3 初張拉結束后，安置好千斤頂進行張拉。張拉過程應勻速，當達到1.05δcon時，測其伸長值，并持荷2min。
4.5.4 當超張拉結束后，放松至零，再張拉到δcon，測其伸長量。若合格，用扳手帶好螺母進行錨固在前橫梁上。再回油，使千斤頂復位。
4.5.5 張拉時，注意檢查鋼絞線是否產生滑絲、斷絲現象，如有則停止施工，進行更換。
4.5.6 張拉完畢后，檢查鋼絞線的位置是否與設計位置一致，最大偏差不大于5mm。
4.6 鋼筋制作成型、安放
綁扎鋼筋應在張拉結束8小時后進行，定箍筋位置，綁扎底板、腹板鋼筋。
4.7 模板安裝。
4.7.1 芯模為訂做的充氣膠囊，進場時檢查其尺寸是否與圖紙相符。使用前，先充氣0.043~0.045MPa，放置4h，檢查是否漏氣，如漏氣，迅速修補直至合格。
4.7.2 側模為訂做的鋼模，在立鋼模前，先在底模上放出該梁的長度和角度。支撐時，下部要用方木與楔塊撐于傳力柱上，上部采用拉桿、撐桿拉緊邊模。
4.7.3 測量側模的垂直度并進行調整。
4.7.4 擋頭模板，先在調整好的側模上量好尺寸，用線錘檢測垂直度，并與底模上的線相重合后，再進行加固。4.8 澆筑砼。
4.8.1 砼拌制。
在預制前，應檢查計量裝置的配料是否準確，嚴格按配合比上料，拌制時間一般控制在1.5min左右，使用外加劑應適當增加攪拌時間。
4.8.2 砼澆筑。
預制空心板梁砼澆筑分二次進行。首先澆筑底板，然后安裝內膜，內膜事先刷好隔離劑，充氣完畢后進行腹板和頂板澆筑。澆筑砼時，為防止膠囊上浮和偏位，采取定位鋼筋加以固定，并應對稱平衡地進行澆筑。
4.9 砼養護。
保持砼面經常處于濕潤狀態，并連續養護7d。隨梁試塊應在同等條件下養生。
4.10 拆模。
4.10.1 拆除芯模。
膠囊放氣時間與氣溫高低有關，結合現場情況進行放氣。
4.10.2 拆除模板要對稱進行，嚴禁模板碰撞構件棱角，并對拆除模板要及時修整，擺放整齊。
4.11 鋼絞線放張。
4.11.1 根據設計圖紙要求，當試塊強度達到設計強度的90%以后，方可進行放張。
4.11.2 放張采用千斤頂放張，兩千斤頂必須對稱、均勻、同步進行，壓力表應同時下降，直至歸零為止。
4.11.3 放張應分數次進行，不得驟然放張完畢。
4.11.4 放張完畢后及時測量其起拱值。
4.12 切斷鋼絞線。
鋼絞線放松后，用切割機切割，切斷順序應由放張端開始，逐次切向另一端。
4.13 封端。
放張后，可進行封端，封端時注意幾何尺寸，垂直度和砼強度。
4.14 出槽堆放。
在存梁地點，存梁區設置與梁跨徑相同的臨時支撐墩，上放方木，使梁在支撐線附近受支撐，且不發生彎矩，堆放層數一般不大于5層。
5. 施工注意事項
5.1 技術要求。
5.1.1 施工前，應對現場施工操作人員進行詳細技術交底工作。
5.1.2 張拉前，應對臺座、橫梁及預應力體系各類材料、機具設備進行詳細檢查，尤其對千斤頂和壓力表進行配套校檢，以確定張拉力與壓力表之間的關系曲線，做好記錄。
5.1.3 張拉端前后橫梁應始終保持平行。保證預應力鋼絞線伸長值相一致，避免左右千斤頂施力不均。
5.1.4 始終保持千斤頂橫向中心與活動橫梁中心保持一致。同時兩千斤頂縱向中心線應保持平行。
5.1.5 預應力鋼絞線放松前，必須拆除模板。
5.1.6 放張時，施加的鋼絞線內力不得超過張拉時的控制應力，放張可分數次進行。
5.1.7 在鋼絞線下料、布束、張拉、澆筑砼過程中，禁止踩踏及振動器觸及和碰撞，以免影響鋼絞線質量和應力損失。
5.2 安全措施。
5.2.1 禁止人員在張拉區走動或工作。
5.2.2 在張拉區、張拉端布設高度2m的鋼絲網墻，人員操作應在工作房中進行。
5.2.3 認真檢查錨具是否有壞絲等現象。
6. 結束語
以上只對先張法預應力混凝土空心板施工工藝和質量控制作了簡單的介紹，我相信，在以后的工程中，各種預應力工程其施工工藝也將會得到不斷的出現，同時也必定會總結出更多完善的經驗，更好的服務于工程。
