淺談先張法預應力板梁的預制與安裝

周監清 劉長明

（江蘇科興工程建設監理有限公司 南京 210000）

寶應船閘下閘首公路橋梁上部結構為20 m先張法預應力混凝土空心梁板，板高0.95 m；曲線段空心板根據20 m先張法預應力空心梁板修改，板高0.95 m；25 m先張法預應力混凝土空心梁板；橋面連續采用4跨1聯（計2聯）和3跨1聯（計2聯），共4聯。

由于現場施工場地不能滿足板梁預制要求，寶應船閘下閘首公路橋預制板梁均由建湖市板梁廠集中預制。預制場內安裝載重200 k N及500 k N的龍門吊負責場內運輸及構件的移動，梁的成型采用廠制大塊鋼模，預應力采取成組張拉的方法進行，插入式振動器振動成型，必要時采用覆蓋封閉式蒸汽養護。

1 施工工藝

1.1 梁板預制的工藝流程

清理固定臺座→板梁底模制作→穿鋼絞線、鋼絞線失效段包裹→設備校驗→張拉→（應力、伸長率雙控）→扎底板鋼筋→扎頂板鋼筋→安裝側模→綜合檢查→澆筑底板混凝土→心模定位、沖氣→澆筑腹板、頂板混凝土→養護→抽拔心模→拆除側模→養護→放松預應力剪斷鋼絞線→脫模→吊梁出坑→堆放→封頭。

1.2 臺座設計與制作

張拉臺采用臺式張拉臺，共6排，每排80 m，臺座之間相距1.5 m，以便拆裝模板和施工暢通。臺座用水磨石磨光磨平，并涂抹脫模劑，使空心板梁底面平整，光滑美觀。臺座預設外模對拉螺栓套孔，并用L75×50的角鋼包角。張拉臺設置在臺座兩端，并與空心板預制臺座相連為一體，兩端臺座采用整體式張拉臺。張拉臺臺座基坑深2 m，底寬3 m，上寬0.5 m，上面用［36工字鋼作成活動的張拉底座，混凝土底座內布置鋼筋，使其能保證足夠的強度和剛度。其抗傾覆安全系數應大于1.5［1］。

1.3 鋼絞線穿束與張拉

（1）長線臺座生產先張預應力空心板，采用自塊中間向兩側對稱進行單根張拉的方式。采用25 t穿心式張拉千斤頂進行張拉，配合使用量程80 MPa的油壓表，并進行配套檢驗，劃出張拉力油表讀數曲線確定不同控制張拉力的油表讀數（施工前應對張拉機具設備等進行檢查，并對千斤頂、油表進行標定）。確定鋼絞線下料長度，穿索固定，確定預應力失效段，對預應力鋼絞線有效長度以外的部分采取PVC管進行失效處理。套管兩端務必用塑料管或橡膠管封閉緊密，不得漏漿，確保預應力筋與混凝土不結合。

（2）張拉時，臺座兩端及兩側3 m范圍內嚴禁非工作人員進入。張拉采用應力與伸長量雙向控制，按照設計應力值進行拉力操作控制并同時比較伸長量理論計算值和伸長量實測伸長值，張拉伸長量實測伸長值與理論值相差不超過±6%，否則應停止張拉，檢查原因。張拉過程中出現鋼絞線崩斷應查明原因后進行處理，一般要求對斷裂鋼絞線進行更換。在整個操作過程中，臺座上要保持清潔，鋼筋和鋼絞線切勿沾上油污。

（3）鋼絞線靜停與檢查。鋼絞線張拉完畢后為保證施工質量及安全應停放不小于8 h，并仔細檢查有無斷（滑）絲。斷（滑）絲數量不得超過同一構件內鋼絲總數的1%，否則應采取措施進行處理［2］。

1.4 鋼筋制作與安裝

（1）調直、除銹。鋼筋特別是盤圓鋼在加工前進行調直、除銹。采用冷拉方法調直，并注意Ⅰ級冷拉鋼筋的冷拉率不大于2%。

（2）鋼筋的焊接。縱向鋼筋采用閃光對焊或電弧焊。鋼筋焊接前必須根據施工條件進行試焊，合格后方可正式施焊。焊工及電弧焊工必須持證上崗。鋼筋焊接質量及長度區段內鋼筋接頭面積均應符合技術規范要求。

（3）鋼筋制作、綁扎。①鋼筋制作應根據構件設計圖紙及技術規范要求的容許偏差進行加工與控制；②本工程控制鋼絞線中心距底模的高度除了張拉固定橫梁上錨墊板孔起作用外，在每塊構件兩端的鋼絞線均設置了固定尺寸的角鋼及木條；③鋼筋的交叉點應用鐵絲綁扎結實，箍筋應與主筋垂直（斜交板板端加強鋼筋除外）；④應根據保護層厚度要求適量設置鋼筋與模板間的塑料墊塊，并應與鋼筋扎緊，互相錯開；⑤澆注混凝土前應對已經安裝好的鋼筋及預埋件進行認真檢查。

1.5 模板安裝

空心板梁預制模板采用定型大塊鋼模，縱向分節長度為10 m，面板采用δ8鋼板，用L63×40的角鋼構成加固框架，以確保強度、剛度和平整度滿足施工規范要求。相鄰的兩塊模板采用楔形搭口，用螺栓連接，可防止漏漿及消除相鄰模板搭接縫痕，使澆注的空心板梁表面光滑美觀。模板拼裝前應將表面清理干凈，并刷同一種脫模劑。

1.6 混凝土澆筑、養生

（1）配制混凝土用材料、配合比。配制混凝土時，要求水泥對混凝土結構強度、耐久性和使用條件無不利影響，且以所配制的混凝土強度達到要求，收縮小、和易性好和節約水泥為原則。水泥的運輸、儲存應防止受潮。若水泥受潮或存放期超過3個月應重新取樣檢驗并按其復檢結果使用，砂、石子、拌和用水的采集、存放、使用均應符合技術規范。

（2）混凝土配合比的設計、試配應使用施工實際采用的材料。配制的混凝土拌和物應滿足和易性、凝結速度等施工技術條件，要保證制成的混凝土符合強度、耐久性等質量要求。攪拌混凝土前應測試砂石含水率，調整用水量并下達施工配合比。

（3）混凝土攪拌、運輸。為了保證混凝土拌和質量，混凝土攪拌機械采用強制式攪拌機，預制場采用JS500型強制式攪拌機進行混凝土攪拌。根據混凝土配合比設計的塌落度等參數確定其攪拌時限。每工作班不少于2次檢查混凝土拌和物的均勻性及其他各項性能。應根據氣溫情況控制混凝土拌和物從攪拌機出料起至澆筑入模時間。嚴重泌水或塌落度不符合要求時應進行第二次攪拌。攪拌時不得任意加水，否則要同時加水和水泥以保證其原水灰比不變。若仍不符合要求，則不得使用。

（4）混凝土澆筑。澆筑混凝土前應對模板、鋼筋、預埋件及混凝土拌和物質量等逐一再檢查，確認無誤后方可開始進行。混凝土澆注時先澆注底板，然后打開預留空氣膠囊并充氣0.1 Mpa后固定，再澆注氣膠囊兩側和頂板。澆注層不得大于30 c m。混凝土入模在充氣膠囊內模兩側同時對稱進行，并隨時檢查內模是否位移、上浮和變形。上浮通過縱向和環形鋼筋控制，對位移和變形應加強檢查，并隨時加固調整。振搗采用插入式和附著式振動器搗固密實。使用插入式振搗器時，振動器不得碰撞預應力鋼絞線、充氣膠囊和失效管。其插入點要交錯排列，從兩側同時振搗，以防止充氣膠囊心模左右移動，并避免震動棒端頭接觸心模，出現穿孔漏氣現象。預制板頂面混凝土要按施工規范進行拉毛處理，以利于跟現澆混凝土的結合。

（5）混凝土養護。為加快混凝土強度增長速度，加速臺座周轉，在低溫季節采用蒸汽養護，在夏季等高溫季節采用自然養護。當梁體混凝土澆筑完成后即應按規定覆蓋，進行養護。梁體拆模后，采用白色無紡土工布覆蓋進行自然養護，自然環境溫度大于10℃，應對梁體海綿體表面進行灑水養護，養護時間不得小于7 d，白天1次／h，夜間1次／4 h，向陽面、風面可多灑一些水 ，灑水次數應使混凝土表面充分潮濕為度。當環境溫度低于5℃時，嚴禁對梁體進行灑水養護。

1.7 鋼絞線放張

按設計要求混凝土的強度達到設計強度等級的80%后才能放張。預應力鋼絞線放張采用千斤頂整批放張的方法。放張前同時對2臺頂推式千斤頂進油，待千斤頂油柱伸出滿足構件位移程度時安裝活動橫梁與鋼絞線錨定用螺桿、連接器（安裝時及放張全過程活動橫梁與固定橫梁應始終保持平行），對千斤頂油缸進油（必須控制好進油壓力），待松開端部緊固螺母，緩慢將千斤頂油缸回油。油壓表降至0且構件停止位移后，采用砂輪鋸按順序切割鋼絞線，割線順序縱向由臺座跨中向兩端分割，橫向由兩側向中間對稱割線，以保證每次割線對梁體只產生最小側向彎矩。每一輪割線縱向將同一根鋼絞線在所有梁兩端同時割斷。結束后注意測量起拱值，鋼絞線張拉及放張情況必須如實記錄填寫資料。

1.8 模板拆除

模板的拆除期限應根據混凝土所達到的強度而定。構件側、端模的拆除，應在混凝土強度能保證其表面及棱角不因拆模而損壞（一般應在混凝土抗壓強度達到2.5 MPa以上時）方可拆除。拆外模時，首先拆出端頭模板，然后松開對拉螺桿和兩邊支撐，拆除兩邊側模，因為模板屬大面、小厚度鋼結構，側向剛度不大，所以在拆除、起吊等作業時應防止模板發生塑性變形。

1.9 板梁的出槽及存放

（1）起吊。在制梁臺上進行起吊，穿鋼絲繩時注意鋼絲繩要順直，排列整齊，不得出現擠壓、彎死現象，以免鋼絲繩受力不均而擠繩。預制梁時在梁端預埋吊裝環，起吊鋼絲繩的保險系數應達到10倍并經常檢查。起吊時，吊起20～30 c m后，要檢查各部位有無不正常變化，確認情況良好且無障礙物、掛拌物后，方可繼續提升，前后高差不得超過2%。

（2）行走。龍門吊行走軌道保證結實、平順，無三角坑，龍門吊要慢速行走。作業人員統一口令，司機必須持證上崗，按照指揮人員的信號進行操作，龍門吊4個角設專人看護。

（3）存梁。按編號有規劃地存放，以方便架梁時取梁。梁體的存放高度最大不超過3層，在梁的兩頭設置牢固的存放支座，使梁處在簡支狀態下存放，不得將梁直接放在地上，以免地面不平引起梁片上部受拉而使梁上部產生裂縫甚至斷裂。預制場的存梁區根據構件規格砌筑了片石混凝土存梁墩，構件的堆放按調運及安裝順序堆放并做到構件放置在墊木上，吊環向上、標志向外。混凝土養護期未滿時，應繼續灑水養護。將構件端部多余鋼絞線用砂輪切割機切除并進行防腐處理。全面檢查構件幾何尺寸及外觀質量，填寫有關資料。構件存放時間不得大于90 d，并做好存梁區的排水工作，防止地表水沖刷存梁地面引起下沉。

2 空心板梁的的安裝

2.1 梁體運輸

空心板梁利用運梁車運至工地，使用2臺25 t吊車配合安裝。

2.2 梁體架設

2.2.1 施工準備

（1）預制梁架設前確定吊機行走路線，吊機停放穩定后，要通過起吊重量和吊機自重驗算地基承載力，如不滿足要求，要對地基進行加固。

（2）調查吊機通行路線的寬度、彎道半徑、高度限制、載重限制以及吊機作業位置有無障礙物，以保證吊機能順利通行。

2.2.2 吊放梁板

（1）汽車吊機停放后，初次使用時應先進行試吊。試吊時，將梁吊離支撐面2～3 c m后暫停，對各主要受力部件的作用情況做細致檢查，確認受力良好，方可繼續起吊。

（2）汽車吊起吊混凝土梁板時，應對綁扎吊點距離梁端懸出的長度進行驗算，以防止捆綁吊點梁頂面超過容許應力而使梁開裂破壞。

2.2.3 空板梁落位

（1）根據線路中心線和墩臺中心里程，在墩臺上放出每片梁的縱向中心線，支座縱橫中心線，梁板端頭橫線以及支座底部輪廓線，在梁端橫線上定出各片梁的底部邊緣點。

（2）在每片梁的兩端，應標出梁的豎向中線。

（3）落位時，在梁側面掛線錘，根據墩臺頂面標出的梁端橫線及該橫線上標出的梁側邊緣點，來檢查和控制梁的順橋及橫橋向正位。

（4）在梁端的中心掛線錘，根據梁端向上的中線檢查梁是否正直，并不向兩側傾斜。

（5）梁的順橋向位置一般以固定端為準，橫橋向位置以梁的縱向中心線為準。

（6）注意梁板的重心，在安裝和架設梁板構件的各個階段要時刻注意構件的重心位置，并且要在驗算其穩定性和采取確保平衡狀態措施之后，方可進行吊裝工作。

3 結語

先張法預應力空心板梁預制技術目前已是一項成熟的施工工藝，通過對其預制工藝及質量控制要點的闡述和分析，旨在提高其施工質量，使這一技術在公路建設領域得到更廣闊的應用，發揮更大的作用。

［1］ 江正榮.建筑施工計算手冊［M］.2版.北京：中國建筑工業出版社，2007.

［2］ JTG／T F50－2011公路橋涵施工技術規范［S］.北京：人民交通出版社，2011.