先張法預應力空心板梁施工技術分析

牛春發(fā) 陳天真

（1.河南省確山縣農村公路管理所，河南 確山 463200；2.駐馬店公路工程開發(fā)有限公司，河南 駐馬店 463000）

1 工程概況

本高速公路分離式立交橋橋跨布置為8+2×20+8m。全橋共56片空心板梁，8m跨和20m跨空心板梁的截面形式一樣，板高均為95cm，其中8m跨預制空心板梁為普通鋼筋砼，共28片；20m跨預制空心板梁采用先張法預應力砼，共28片。單片板梁的工程數(shù)量如表1。

表1

2 預制場施工

預制場設在4#橋臺后方100m已建設的連接線道路右側空地上，場地面積為100m×20m，滿足板梁預制和存梁的需要。場內設有先張法預應力槽式臺座2道，每道臺座擬預制4片20米空心板梁；臺座兩側設有軌道和龍門吊一套。

2.1 臺座設計及施工

張拉臺座的設計根據(jù)施工工期的要求，著重考慮“安全、經(jīng)濟、方便”等因素，張拉臺座按槽式傳力梁張拉臺座設計。

2.1.1 傳力梁。邊傳力梁和中傳力梁均設計為鋼筋砼結構，橫斷面形式為400mm× 600mm，配筋采用10φ16，見圖1。

傳力梁每隔8米設一中間橫系梁，截面形式為200mm×200mm。

2.1.2 臺座施工。臺座施工時，先澆鋪底10cmC20砼，立臺座兩側的角鋼，再澆注6cm的C30砼，角鋼不間斷。傳力梁與橫系梁一起澆注，鋼筋不間斷，基底做10cm砂礫石墊層處理，襟邊寬10cm。

2.1.3 傳力梁驗算。

a.計算承載力Nj。邊傳力梁和中傳力梁受到鋼橫梁傳過來的壓力，所以傳力梁承受壓力，該構件可以簡化為受集中荷載的受壓構件。

中板有18根鋼絞線，邊板有21根鋼絞線，每根鋼絞線的張拉力為196kN，計算時取最大值，即21根鋼絞線的張拉力，安全系數(shù)取1.03：

查表得穩(wěn)定系數(shù)φ=0.75

b.允許承載力NC

傳力梁采用C30鋼筋砼結構，C30砼軸心抗壓強度fc=15N/mm2，Ⅱ級鋼筋的設計強度f'y=310N/mm2，A=400×600m2，φ=0.75，A'S= 10Φ16=10×201=2010mm2

c.由 a、b計算結果可以看出：NJ= 2827kN＜Nc=3167kN。

圖1

圖2

所以，傳力梁的受力滿足要求。

d.配筋率

配筋率

故，傳力梁配筋設計符合要求。

2.2 模板制作

板梁外模和封頭模板采用δ=3mm鋼板加肋板分段加工拼裝而成，每節(jié)長度5m，心模采用橡膠氣囊，模板加工均委托有相應資質的專業(yè)生產(chǎn)廠家按設計圖紙中板梁結構幾何尺寸進行加工制作。模板制作完成后，運輸至預制場進行實地拼裝，調整加固后對各部位尺寸進行檢驗，驗收合格后才能使用。若發(fā)現(xiàn)偏差，即現(xiàn)場進行改裝和校正，直至合格為止。

3 板梁施工方案

3.1 準備工作

施工前一個月應對使用的砼、鋼筋、鋼絞線等原材料及鋼筋焊接工藝進行抽樣、制件，試驗檢測合格后方能使用。張拉用的千斤頂、油泵、壓力表等設備在使用前要檢查其是否完好，確保各項性能工作正常。千斤頂、壓力表還需經(jīng)過質檢部門檢驗標定后才能使用。

3.2 鋼絞線的下料、編束

鋼絞線下料前先將鋼絞線卷放在自制的放線架中，再將鐵皮剪斷，然后人抓住鋼絞線一端，將鋼絞線緩緩拉開（注意不使鋼絞線產(chǎn)生有害變形，對有害變形的部分必須除掉），鋼絞線下料用砂輪切割機切斷，嚴禁用電焊槍燒切，下料時注意預留工作長度。鋼絞線用砂輪切割切斷后整理成束，根與根之間不得相扭，按編號分類堆放，并掛牌標出長度及設計編號，按編號分類堆放，鋼束堆放時要防止彎折并且防雨措施。

3.3 預應力筋張拉

3.3.1 張拉前的準備工作。先張采用一端張拉，另一端在張拉前要設置好固定裝置或安放好預應力筋的放松裝置。張拉前，應先安裝定位板，檢查定位板的力筋孔位置和孔徑大小是否符合設計要求，然后將定位板固定在橫梁上。在檢查預應力筋數(shù)量、位置、張拉設備和錨具后，方可進行張拉。

3.3.2 張拉操作。

a.調整預應力筋長度：采用螺絲桿錨具，擰動端頭螺帽，調整預應力筋長度，使每根預應力筋受力均勻。

b.初始張拉：一般施加10%的張拉應力，將預應力筋拉直，錨固端和連接器處拉緊，在預應力筋上選定適當?shù)奈恢每坍嫎擞洠鳛闇y量延伸量的基點。

c.正式張拉：一端固定，一端整體張拉。千斤頂必須同步頂進，保持橫梁平行移動，預應力筋均勻受力，分級加載拉至張拉應力。

d.持荷：按設計要求預應力筋采用高強低松弛鋼鉸線張拉達到控制應力后持荷2min，使預應力筋完成部分徐舒，完成量約為全部量的20%-25%，以減少鋼絞線錨固后的應力損失。

e.錨固：補足或放松預應力筋的拉力至控制應力。測量、記錄預應力筋的延伸量，并核對實測值與理論計算值，其誤差應在±6%范圍內，如不符合規(guī)定，則應找出原因及時處理。張拉滿足要求后，錨固預應力筋，千斤頂回油至零。

3.4 鋼筋加工及安裝

鋼筋下料、彎制加工在加工棚統(tǒng)一完成，預制臺座上綁扎成型，為增加鋼筋骨架整體性，綁扎牢固，增加點焊數(shù)量，并確保鋼筋保護層厚度。混凝土澆注前檢查各種預埋件的數(shù)量及位置是否準確。鋼筋下料加工時，彎制尺寸和各項技術指標必須符合施工規(guī)范要求。

3.5 模板安裝

模板采用特制鋼模，立模前對梁體鋼筋進行自檢和監(jiān)理工程師檢查，檢驗合格后方可立模，模板采用龍門吊配合人工分節(jié)拼裝，拼裝接縫加塞海綿條止?jié){帶，以防漏漿。安裝模板時嚴格控制各部位尺寸，并采取可靠的加固措施，側模頂與底模每2m設一道拉桿，側模與側模間用螺桿連接，確保在澆筑混凝土和振搗過程中不變形，不移位。待板底混凝土澆筑完后，安裝充氣橡膠芯模，綁扎上部未綁扎鋼筋，再繼續(xù)進行混凝土澆筑作業(yè)。澆筑混凝土時采取嚴格防護措施，防止芯膜的上浮或下沉，保證各部分結構尺寸的準確性。

3.6 混凝土澆筑

混凝土澆筑前要檢查模板安裝尺寸、接縫、拉桿螺栓、模板拼接螺栓，確保模板安裝尺寸準確，支立牢固，并報監(jiān)理工程師檢驗合格后方可進行混凝土澆筑。

砼采用商品砼，用砼運輸車將砼運至預制場后，澆筑前必須作坍落度試驗，坍落度控制在5～7cm，保證砼具有良好的和易性，并嚴格控制水灰比，同時抽樣制作不少于4組抗壓試塊，其中1組放在梁體旁邊與板梁同條件養(yǎng)護。砼運至預制場后卸入圓型料斗，通過龍門吊吊起料斗人工配合入模。混凝土用插入式振搗棒振搗。振搗范圍和時間要適度。保證芯模下混凝土密實，振搗標準為混凝土不再下沉，無氣泡上升，表面平坦并有薄層水泥漿出現(xiàn)。混凝土灌注采用先灌注底板，等芯模安放完畢后，再澆筑腹板和頂板混凝土，澆筑時要防止芯模漏氣。混凝土澆注過程中隨時檢查模板加固情況，漏漿處及時堵塞。砼澆筑完后及時整平收漿，終凝前將梁頂面拉毛，以利橋面鋪裝層與梁體結合。

3.7 充氣橡膠芯模的安放和抽取

為了防止芯模在澆筑混凝土時發(fā)生偏移和上浮，在原設計的基礎上，增加芯模限位鋼筋。芯模抽取的早晚，影響著空心板成形：抽取過早，混凝土下沉坍落，使空心板形成裂縫，甚至空洞。過晚，混凝土凝固，造成芯模與混凝土粘結，很難拔出，抽取時間隨天氣氣溫而變化，一般在混凝土澆筑3～12個h，強度達到4～8MPa時，可拔出膠囊。

3.8 養(yǎng)護、拆模

混凝土養(yǎng)護采用常規(guī)灑水養(yǎng)護。混凝土澆筑完畢終凝后，采用塑料管直接往混凝土表面灑水。拆模后用塑料薄膜包裹梁體，壓好四周，進行養(yǎng)護，并往塑料薄膜內澆水。養(yǎng)護時間一般不少于10天。

3.9 預應力筋放張

當混凝土達到設計規(guī)定的放張強度之后，即混凝土強度達設計強度的90%時，可在臺座上放松受拉預應力筋，對預制梁施加預應力。放張采用砂箱法，放松的裝置設在預應力筋和拉前放置在非張拉端。放張時打開出砂口，讓砂慢慢流出，活塞縮回，放砂速度均勻一致，分四次完成，每次間隔20min。砂箱放松后，采用手持砂輪機切割，切割時從放張端開始，分根交錯，逐次切向另一端。切割后的外露端頭應用砂漿封閉或涂刷防蝕材料，防止生銹。

3.10 移板、存梁

標注生產(chǎn)日期、板號。吊裝前應對吊裝隊伍進行施工技術交底和安全技術交底，并對龍門吊進行調試試運行，檢查行走系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、起重系統(tǒng)等每個部位，確保各項性能完好。龍門吊吊起空心板，龍門吊天車橫移行走，移板至存梁場存放。梁體堆放時在空心板兩端設置支點，不得使上下面倒置，吊裝時嚴禁利用錨栓孔捆綁吊裝，同時采取可靠措施，不使梁產(chǎn)生負彎矩而起破壞作用。梁體存放時間不大于60天，預防起拱值過大。

4 安全保障措施

4.1 施工機具設備如斷筋機、彎筋機、電刨、焊機、氧割等，必須保證其的完好性，安全保護蓋、開關控制器等必須完善和規(guī)范安裝，不得使用其他代替品。施工前要經(jīng)過檢查確認上述機具設備具備安全使用條件后方可使用。氧氣、乙炔在使用過程，兩者必須直立放穩(wěn)，且兩者保證3m以上距離，不得平排放置，不得倒地。

4.2 張拉時，嚴禁非工作人員進場，操作人員不得站在張拉千斤頂后，以防飛錨，斷絲傷人，高壓油管拉頭要緊密，并隨時檢查，以防噴油傷人。

4.3 龍門吊拼裝完成，須在場內進行試吊作業(yè)，檢查在承受同等荷載的情況下，其整體穩(wěn)定性、各構件連接緊固情況、行走系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的安全性能等，確保其安全性能滿足吊裝要求后才能正式使用。

4.4 龍門吊使用時配備專人統(tǒng)一指揮，專人專崗，指揮員由吊裝經(jīng)驗豐富的人員擔當。電控操縱員事前經(jīng)過培訓和實踐練習，熟悉掌握操作方法和技能后才能上崗作業(yè)。

4.5 梁體起吊、下落和移動過程，龍門吊下方及周邊10m范圍內除操作人員外不得站立其他人員。當梁體下落至地面標高以上50㎝時，作業(yè)人員方可靠近作業(yè)。模板安裝與拆除、鋼筋加工與安裝、板梁橫移的安全措施遵循本施工方案中所闡述的具體要求進行控制，確保施工安全。

[1]陳磊.對橋梁建設中先張法預應力砼空心板梁施工的探討[J].黑龍江科技信息，2012(2).

[2]高建祥，胡娜娜.先張法預應力空心板梁施工技術[J].技術與市場，2012(3).