小跨徑預應力空心板后張法施工

秦繼榮

（天水公路管理局，甘肅 天水 741001）

預應力空心板式橋是公路橋梁量大、面廣的常用結構型式，這種結構構造簡單、受力明確，更具有施工方便，節約圬工、節省模板并利于工廠化成批生產等優點，能夠有效地提高工程施工質量和進度。因此，在公路橋梁中，預制預應力空心板被廣泛采用，尤其是建筑高度受到限制和平原區高速公路上的中、小跨徑橋梁，特別受到歡迎。從而可以減少高填土路堤隱患，少占耕地和節省土方工程量。

預應力混凝土結構，目前采用較多的為先張法和后張法預應力結構。兩者比較，后張法具有可以曲線配筋，不需要永久性的張拉臺座，張拉設備簡單，便于現場施工等優勢，所以后張法是大型預應力混凝土結構施工的主要方法。現將后張預應力空心板的施工方法及施工中部分問題的解決方法作如下介紹。

1 準備工作

1.1 模板設計

梁體預制芯、外模按專項設計，廠制加工成型，外模采用定型加工鋼模，用6mm厚鋼板作鋼模面板，用不等邊角鋼及槽鋼焊接成整體骨架，每節模板長度根據空心板結構做成長為2～5m的節段。梁體芯模采用專業模板廠根據空心板加工制作的橡膠氣囊。

1.2 預制場布置

預制場在總體規劃之前，應根據地基情況整平壓實處理，整體布局要結合路線走向、施工便道位置、場地大小、預制量、吊機形式等多種因素，布置時先要規劃龍門吊或汽車吊的走向、運梁路線及場內便道，再合理規劃預制區、貯存區、加工區、生活區等，以便預制、貯存、架設工序的流水作業。根據預制梁的數量、總工期及生產能力布設底座，堆梁場布設應靠近橋底一端。

1.3 預制臺座處理

臺座施工前首先要處理地基，鏟除臺座范圍內的松散表土，換填砂石混合物并進行夯實。臺座兩端須進行強化處理，視現場測定地基承載力情況換填不等深度的漿砌片石，在換填層上面澆注10cm厚C15混凝土作為臺座墊層，墊層上面再澆第2層30cm厚C20混凝土，澆注第2層混凝土時要按設計要求設置預拱度，預拱度值一般由設計給定，根據JTGT F50—2011《公路橋涵施工技術規范》，預制梁縱向預拱度可做成拋物線，并注意在臺座施工時每隔1m用PVC管預留側模拉桿加固孔。在施工中，應經常檢查張拉臺座有無變形、下沉等。為了提高臺座的重復利用率，改善預制空心板底板底面混凝土外觀，箱梁底模采用在C20混凝土臺座上布貼型鋼組合5mm的鋼模板作為底模，在澆注第2層混凝土墊層時預埋定位鋼筋，與鋼模板上的型鋼焊接固定。

2 梁體預制

2.1 施工流程（如圖1）

2.2 鋼筋的制作、綁扎

鋼筋的存放必須分批分類并要有防雨水等的抗侵蝕措施。鋼筋制作與安裝應注意避免在結構的最大應力處設置接頭，并應可能使接頭交錯排列，接頭間距相互錯開的距離大于50cm，焊接點與彎曲處的間距應大于10d（d為鋼筋直徑），除去焊接時存留的焊渣，焊縫長度符合規范要求（即雙面焊為5d，單面焊為10d）。

鋼筋在加工場加工好后，運至底模上進行綁扎成型，鋼筋制作安裝嚴格按設計圖紙要求進行，鋼筋綁扎前將底模鋼板的銹斑打磨干凈，均勻涂刷效果良好且無顏色的脫模劑，并注意預埋防護欄及伸縮縫鋼筋。

對固定膠囊芯模的上半圓形定位鋼筋，要增加密度，其間距不應大于0.5m。以控制芯模上浮。

預應力孔道采用預埋鍍鋅波紋管成孔，鍍鋅波紋管的鋼帶厚度不小于0.3mm，各自的接管采用大一級的波紋管。波紋管安裝之前，要認真檢查有無小孔，如發現小孔要用膠紙帶包裹嚴密。波紋管布設時，可在鋼筋骨架形成并墊好保護層后進行，也可根據需要，在鋼筋骨架綁扎過程中一起進行。根據設計中的預應力波紋管孔道的曲線要素，確定好波紋管定位鋼筋的位置，定位鋼筋采用井字架形式，控制預應力孔道位置偏差在允許范圍之內。所有孔道之間的連接用封口膠紙帶纏繞密封，孔道與工作墊板的連接應用鐵絲綁扎牢固，周邊用封口膠紙帶纏繞確保密封，防止漏漿。留好排氣孔、排漿管，并保證墊板與孔道中心線垂直。立模、灌注、振搗過程嚴防碰撞變形。波紋管孔道安裝固定后用通孔器檢查，灌砼過程中設專人來回拉動通孔器，確保孔道暢通。

圖1 后張預應力箱梁預制施工流程

2.3 模板的安裝

外模板的安裝利用簡易小型電動葫蘆進行作業，模板安裝前，先安裝鋼筋骨架和端模板，再安裝波紋管及兩側模板；在澆注完底層砼后進行安裝芯模。模板應用砂輪機打磨干凈后，再涂勻脫模劑。模板接縫貼熟橡膠皮，以防止漏漿，模板連接處擰緊螺栓，并采用木條和法盤螺絲加固，防止混凝土澆注過程中產生錯位。在安裝模板前，應清理干凈底座及鋼筋骨架上的雜物，同時為保證鋼筋保護層厚度的準確，采用預制混凝土墊塊作固定。模板安裝完成后，應盡快進行混凝土澆注，以防模板生銹，影響外觀質量。

2.4 混凝土的澆注

混凝土的振搗采用側模振搗架裝配附著式振搗器與插入式振搗相結合的振搗方法。振搗過程中，振動棒與模板間距保持5-10cm，并避免碰撞波紋管，不得直接或間接地通過鋼筋施加振動。每一處振搗完畢后，應邊振邊徐徐提出振動棒，以防混凝土出現較大的氣泡。振搗過程中掌握好振動半徑范圍，防止重振、漏振。

砼拌合采用攪拌站集中拌制。梁體砼灌注均一次連續灌注，采用由一端向另一端或兩端向中間推進的施工方法分層進行，其灌注坡度不大于1：3。在灌注過程中，指定專人看模支撐校正，鋼筋定位準確不偏移，預埋件位置無誤。

砼的振搗時間須保證砼獲得足夠的密實度為宜，以砼不再下沉、不出氣泡、表面泛漿為適度，不得出現漏振和重振現象，以確保砼內在和外觀質量。

外側邊梁在預制時須考慮防撞砼護欄的模型支掛預埋件。為使橋面鋪裝砼與梁體頂部緊密結合，預制時梁板頂刷毛應嚴格掌握刷毛時間，在砼定漿初凝后、終凝前用鋼絲刷將水泥漿全部刷掉、露出石子，用掃把掃凈浮渣并用高壓水沖洗干凈。梁端模拆除后必須對梁端面進行鑿毛，以保證梁體封端良好。

每片梁制作三組試件，其中標準養護28d強度一組，隨梁自然養生試件一組，放張強度和彈性模量試驗一組。

3 預應力筋的張拉、壓漿

3.1 制束與穿束

當梁體混凝土強度達到設計強度的85%時，即穿設鋼絞線。鋼絞線下料切割時，下料長度要留足預應力束張拉時的工作長度，并在每端離切口30～50mm處用鐵絲綁扎，并將切割端綁牢。鋼絞線編束時，每隔1～1.5m綁扎一道鐵絲，綁好的鋼絞束編號掛牌堆放。鋼絞線切斷采用砂輪切割機，并將端頭打磨圓滑，避免刺破波紋管。砼通過養護強度達到設計等級85%(試件確定)，成束穿拉鋼絞線。

3.2 施加預應力

按設計要求，當梁體砼通過養護達到90%(經試驗確定)，進行預應力張拉施工。

施加預應力(張拉)機具為ZB4/500油泵與YC60、YC250千斤頂配套使用。預應力束張拉之前，千斤頂和油泵先進行配套檢驗標定，合格后才能使用。施工工藝及質量檢查標準執行《公路橋涵施工技術規范》及設計有關規定。

空心板鋼絞線的張拉順序嚴格按設計要求進行，所有鋼絞線均采用兩端同時張拉，嚴格按設計控制張拉力。按張拉力和引伸量“雙控”，以張拉力為主，伸長量校核，伸長量應在6%以內，伸長量應扣除因非彈性變形引起的全部伸長量，張拉時同一斷面斷絲率不大于1%，在任何情況下，不允許鋼絞線整根拉斷。張拉程序為0→初應力(0.1бk)→бk(持荷 2min 錨固)。

張拉過程要控制好張拉操作、伸長量量測和錨固等3個重要環節：

（1）清理錨墊板及鋼束工作段表面的灰漿，安裝錨杯及工作夾片；

（2）安裝限位卡、千斤頂就位對中、安裝工具錨；

（3）兩端對稱同步進行，控制好加載速度，油表讀數達到初始應力對應值時量測初始伸長量，達到控制應力時再量測伸長量，在伸長量符合要求后，按規范要求持荷，達到持荷時間后再量測回縮量，打開截止閥張拉油缸緩慢歸零，千斤頂活塞回程工具夾片跟進錨固；

（4）預應力束采用對稱張拉后，宜先在一端錨固，在另一端補足張拉力后再進行錨固，以減少預應力損失。預應力筋錨固后的外露長度不宜小于30mm，錨固完畢并經檢驗合格后，即可用手提砂輪鋸切割掉多余的預應力束，嚴禁用電弧焊切割。

3.3 壓漿

張拉完成后，應盡快進行壓漿，以使預應力束與梁體混凝土之間產生粘結力，均勻分布預應力，防止預應力束的銹蝕和減少錨口處的預應力峰值。可在水泥漿中摻入適當的減水劑和膨脹劑，并在壓漿之前，先進行水灰比試驗，以選擇最佳的壓漿配合比。

壓漿前，先將錨具周圍的鋼絲間隙和孔洞填封，用吹入無油分的壓縮空氣清洗管道。對孔道內可能發生的油污等，可采用對預應力束和管道無腐蝕作用的中性洗滌劑或皂液，用水稀釋后進行沖洗，沖洗后，再使用不含油分的壓縮空氣，將孔道內的積水吹出。

壓漿順序是先下后上，要集中將一處的孔一次壓完。壓漿使用活塞式壓漿泵，開始時壓力要小，然后慢慢增加。壓漿應達到孔道另一端飽滿并出漿，且排出與規定稠度相同的水泥漿為止。孔道壓漿用純水泥漿。壓漿中途發生故障(20min后不能繼續壓漿)或不能連續一次壓滿時，應立即用壓力水沖洗干凈，使孔道暢通，待故障處理后，再重新進行壓漿。壓漿過程中認真填寫施工記錄，并按規定要求作水泥漿試塊。

3.4 封錨

壓漿后，先將錨具周圍沖洗干凈，并將梁端混凝土鑿毛后，安置梁端部的鋼筋并用同標號混凝土封裹錨具及張拉槽口，同時振搗密實。

4 移、存空心板梁

空心板梁移運前，要特別注意空心板梁的養生，砼強度達90%后才能起吊運輸。移梁時，起吊點位置根據計算確定，梁起吊后，兩端的提升速度及橫移速度應協調一致，離開臺座2～3cm時靜置1min，確認吊機、鋼絲繩、梁體無任何異常情況后，方可行走。落梁時，梁底支承點位置必須符合設計要求，待梁體在干凈、堅實、穩定的存梁臺座上安放穩定后，方可摘除吊鉤。分層堆放時，堆梁高度應根據構件的強度、地基的承載力而定，一般不超過3層，各層支承點必須在同一垂直線上。為防止預制梁上拱過大，存梁期按兩個月控制；為避免預制梁與現澆橋面砼由于齡期差別而產生過大收縮差，其時間差控制在四個月內。預制成型的梁體，經檢查合格后，按生產日期進行標識，分類堆碼，以保證架梁時取用方便。

5 結束語

預制空心板是橋梁結構的承重結構。并且它的施工相對來說，技術要求比較高，施工難度較大，操作工序較多，因此，在預制空心板前，一定要制定出施工工藝規程，對所有參與施工的人員進行技術交底，掌握關鍵工序的技術要點，精心組織，精心施工，認真地控制好每一道工序，嚴格按規程要求檢測各項指標,確保空心板的預制質量，從而為公路建設把好重要的一關。