12m樁板路基預(yù)制π板首件施工技術(shù)分析

曹志強 （安徽省路港工程有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230022）

1 引言

橋梁的支座類型一般是簡支梁，合樅預(yù)制標桐城段大橋施工的流程中涉及到許多類型的π 板，而在建筑施工過程中，為節(jié)省時間、掌握進度，常常使用預(yù)建法，由于預(yù)制板在制造過程中所涉及的影響因素眾多，因此必須對設(shè)計、施工以及管理中的各個環(huán)節(jié)都加以管理。在產(chǎn)品前期的準備階段，必須格外注意一些對產(chǎn)品影響較大以及在制造過程中比較不易掌握的重要因素，因此本文將根據(jù)合樅預(yù)制標桐城工段的具體施工情況，對預(yù)制π板施工關(guān)鍵技術(shù)加以論述。

2 工程概況

合樅預(yù)制標桐城廠段主要負責(zé)路基04、05、06 標段（起訖樁號為K84+520-K134+143，工程全線長49．623km）輕型T 梁、預(yù)制π 板、箱涵、拱涵、圓管涵、蓋梁、小型預(yù)制構(gòu)件、新澤西護欄等預(yù)制構(gòu)件。本項目預(yù)制π 板，總計908 片，先張法預(yù)應(yīng)力π 梁預(yù)制邊板翼緣板寬為3．185m，中板翼緣板寬為3．170m，主梁梁高均0．750m、肋寬為0．300m，梁板采用寬度為0．300m，帶托板的濕接縫連接，在翼緣板懸臂端部設(shè)置托板。預(yù)制的π 板頂面處均為水平預(yù)制，而管樁頂面處也是水平狀態(tài)，橋面橫坡通過管樁高程及預(yù)制蓋梁與管樁連接處的底面橫坡實現(xiàn)。考慮實際進度、工作準備，本次首件制選擇12m 樁板路基預(yù)制π 板中跨中板進行施工技術(shù)分析。

圖1 首件制構(gòu)件的主要構(gòu)造和參數(shù)

3 預(yù)制π板施工工藝

3.1 工藝流程

先張法預(yù)應(yīng)力預(yù)制π 梁采用定型鋼模、專業(yè)班組集中預(yù)制。π 梁預(yù)制場采用2 臺10t 門吊負責(zé)安拆模、混凝土澆筑，1 臺40t 門吊負責(zé)梁板場內(nèi)梁板的移運、存放。混凝土采用拌和站集中拌制，攪拌運輸車運至現(xiàn)場，10t門吊配合吊罐澆筑入模，人工現(xiàn)場采用振搗棒振搗。施工工藝流程見圖2。

圖2 先張法預(yù)制π梁施工工藝流程圖

3.2 操作要點

3．2．1 預(yù)制場地

場地采用現(xiàn)有箱涵拱涵預(yù)制場地，場地寬30m、長340m，共計10200m2。預(yù)制區(qū)共設(shè)置6 條線進行生產(chǎn)，每條線設(shè)置5 個臺座。每條線長66．5m，縱向考慮施工簡便、鋼絞線的節(jié)約等原則，制梁臺座距離反作用力墻縱距離為張拉端2．1m（固定端1．6m），π 梁預(yù)制臺座之間縱向間距1．6m（0．65m+0．65m+0．3m）或邊跨0．95m（0．65m+0．3m），橫間隔為2m，邊預(yù)先準備區(qū)一側(cè)為4m 寬度罐車通道，邊剩余7m 寬度為鋼筋直徑捆扎制梁臺座，鋼捆扎線在車胎架臺綁扎成型，整體裝配。根據(jù)設(shè)計規(guī)劃布置電管、水管、蒸汽管。

預(yù)制區(qū)后方為存放區(qū)，存放區(qū)長184m，寬30m，π 梁兩層存放可存放220片π梁，存放率達25%。

根據(jù)項目特點張拉采用單端張拉，場地排布順序為：張拉端（移動橫梁-千斤頂-固定橫梁）→張拉反力墻→制梁臺座→制梁臺座→制梁臺座→制梁臺座→制梁臺座→張拉反力墻→固定端（固定橫梁，初張拉端）。

3．2．2 模板配置及鋼臺座

本項目先張法預(yù)制π 梁約908 片，每條生產(chǎn)線計劃每月生產(chǎn)20～25 片（每條生產(chǎn)線設(shè)置5 個臺座，每月循環(huán)4～5次），6 條線每月可生產(chǎn)150 片，共需要6個月。

臺座的周轉(zhuǎn)時間為6～7 天，預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉施工及鋼筋大直徑綁扎（鋼筋在胎膜上捆扎）+1 天（樣板施工及澆筑）+5～6 天（養(yǎng)護、放張及起梁）；根據(jù)總體進度計劃安排，π 梁預(yù)制工期為6 個月。

π 梁模板配置：由于每條線一次澆筑5 片π 梁，項目部根據(jù)實際情況配置12m 預(yù)制π 板模板固定芯模30 個（邊跨8 個，其中大樁號4 個、小樁號4 個），中板側(cè)模5 套，邊板側(cè)模5 套，端模及調(diào)節(jié)段根據(jù)需要進行配置。

π 梁模板采用全新鋼模，側(cè)模采用6mm厚鋼板，底模與端模采用10mm厚鋼板。鋼臺座12m，模板芯模采用固定式鋼模，側(cè)模采用整體式模板，端頭40cm 為可拆卸調(diào)節(jié)段用于邊跨與中跨調(diào)換施工，如圖3所示。

3．2．3 鋼筋工程

①裝板路基預(yù)制π 板鋼筋捆扎骨架在基本的定型胎架內(nèi)綁扎成形，然后整體吊掛入模。

②將鋼材在制作棚內(nèi)集中加工，并根據(jù)不同鋼種、牌號、品種、型號和生產(chǎn)廠家，分類檢驗，分開存放，嚴禁相互摻雜，并設(shè)置鑒別標記，同時對鋼材在儲存、運送過程中采取必要措施，以防止腐蝕和污染。

③在現(xiàn)場綁好鋼筋后，再與混凝土鋼筋或鉸線相接觸。鋼筋混凝土捆扎的交匯處用鋼筋直徑捆扎結(jié)實后，在鋼筋直徑的捆扎處與鋼筋混凝土捆扎之間安放墊片，使墊片與鋼筋直徑處捆扎得緊密并呈梅花間竹狀排列，以保證用鋼筋捆扎混凝土的保護層強度滿足施工需要。

3．2．4 預(yù)應(yīng)力筋的制作與張拉

3．2．4 ．1 預(yù)應(yīng)力筋的制作

預(yù)應(yīng)力筋的下材尺寸采用經(jīng)驗計算法確定，在計算時充分考慮構(gòu)件的柱體直徑或制梁臺座邊長、錨裝夾厚度、螺旋千斤頂直徑、彈性回縮值、張拉施工伸長值和受電設(shè)備直徑等因素，并從嚴掌握下材尺寸，通過下材機完成下材，在切割時使用切斷機或磨削砂輪鋸。

3．2．4 ．2 預(yù)應(yīng)力筋的張拉

①張拉機具設(shè)備，張拉端配制4 臺250kN 千斤頂，上、下各布置2 個，張拉采用整體張拉、整體放張。

②預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值ΔL（mm）可按下式計算：

式中：Pp—預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力（N）；L—預(yù)應(yīng)力筋的長度（mm）；Ap—預(yù)應(yīng)力筋的最大直徑面積（mm2）；Ep—預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量（N/mm2）。

先張法中單根預(yù)應(yīng)力筋控制力Pp=0.75fpk×Ap=195.3kN。計算長度分別為63．5m，鋼絞線有效截面面積為140mm2，彈性模量為1．95×105MPa，理論伸長值：

預(yù)應(yīng)力筋張拉方式的實際最大拉伸值ΔL（mm），可按下式計算：

式中：ΔL1—初應(yīng)力以下的推算伸長值（mm）；ΔL2—從初伸長應(yīng)力至最高張拉應(yīng)力間的實際伸長值（mm）。

當預(yù)應(yīng)力筋張拉完成時，距設(shè)計高度的最大誤差不能超過5mm，但也不能超過構(gòu)件最短邊長的4%。

在張拉施工中，鋼絞線的最大斷絲量在一個構(gòu)件內(nèi)，不得大于鋼筋總重量的1%。

鋼鉸線檢測。

3．2．5 模板工程

3．2．5 ．1 側(cè)模安裝

①預(yù)制鋼筋的樣板是澆筑過程中的臨時構(gòu)件，它不但影響到預(yù)制尺寸的準確性，而且直接影響質(zhì)量、進度以及造價，要考慮我標的使用大塊鋼樣板，需要同樣符合安全性、抗拉強度和剛性要求。對本項目施工中使用的所有鋼樣板都需要嚴格執(zhí)行模板準用證規(guī)定，并進行模板準用證一式二份檢查，由工程監(jiān)理駐地進行，只有批準通過的樣板方可實施鋼筋的安裝。側(cè)模底座用頂托焊接在制梁臺座上，上部用連接柱相連，以保證梁面混凝土寬度一致。側(cè)模與制梁臺座的中間部用雙面膠條或橡皮片貼縫，以防泄漏。

②側(cè)模條形基礎(chǔ)拼裝，端模用支撐支架和螺釘連接緊固于側(cè)模上。

③混凝土施工完成后，對其水平定位、節(jié)點連接和縱橫方向穩(wěn)定性進行檢驗，簽認之后方可澆注混凝土。

④構(gòu)件采用吊具進行吊裝，吊裝孔提前固定在鋼筋籠上，預(yù)埋吊裝孔需固定牢固緊貼模板。

⑤模板安裝完成后，各組成部分尺寸的施工允許偏差遵循要求如表2 所示。

表1 鋼絞線先張法實測項目

表2 各部分尺寸施工允許偏差值表

3．2．5 ．2 芯模安裝

改善混凝土π 板的總體受力特性，并防止頂板強度不平衡和側(cè)板保護層不夠，我標段選用了整體式的固定鋼芯模板。

3．2．6 混凝土工程

混凝土施工時采用縱向水平分割或水平分級，按照先腹板再頂板的順序從輸出部分向另一端推移，澆筑時π 梁對稱進行澆筑。端頭鋼筋密集部位和受阻地方插入50 型振搗棒，配合30 型插入式振搗棒振搗，必要時輔以附著式振動器。在π 板混凝土澆筑過程中，現(xiàn)場制取5 組混凝土試件，其中三組采用與預(yù)制π 板同條件養(yǎng)生，作為拆模、π 板預(yù)應(yīng)力放張和起移梁控制強度評判依據(jù)。

3．2．7 拆模、混凝土養(yǎng)生、放張

按照標準要求，當混凝土抗壓強度超過2．5MPa 時，可以拆卸側(cè)模。模板與柱體分開后，用龍門吊將模板打開后，才能起吊。π 梁混凝土試驗通常采用噴淋實驗的技術(shù)，在混凝土進行放張試驗時，混凝土抗拉強度必須達到設(shè)計最大抗拉強度的90%以上，且在混凝土年齡范圍內(nèi)不能少于七天，才能剪切高應(yīng)力鋼絞線并進行放張實驗。在試驗條件具備時可適當擴大年齡范圍，以提高混凝土的彈性模量，增強混凝土的彈性模量，從而降低反拱度。

放張前拆卸模板，放張時應(yīng)分階段放張，先從張拉端松開錨固螺母放張。放張時應(yīng)緩慢，速度不能過快。放張完成后，使用砂輪切割機切斷鋼絞線，拆出端模，不能用焊機切割。

3．2．8 移梁及梁板存放

π 梁混凝土強度在滿足設(shè)計圖紙規(guī)定之后，再用1臺40t型龍門吊機移載至存梁區(qū)，放在枕木上。梁面一般堆砌成二層，各層之間用方木支墊。梁體放置時應(yīng)在π 柱二端設(shè)立支點，不要把上下面顛倒，并選擇適當位置，不讓橫梁產(chǎn)生負最大彎矩而造成損傷。柱體保持時間不宜大于九十日，防止起拱值過大。

4 結(jié)語

通過首件制的施工，可以全面的掌握預(yù)制π 板作業(yè)的基本施工過程、作業(yè)要領(lǐng)和具體的工序規(guī)范，以便于合理的指導(dǎo)生產(chǎn)預(yù)制π板施工，具體如下：

①驗證了優(yōu)化鋼筋胎膜的可操作性，平面布置和平面運輸合理，縮短制作加工周期；

②細化了人員、機械配置結(jié)構(gòu)，從鋼筋加工制作、模板清理除銹、鋼筋入模、張拉、混凝土拌和、運輸、混凝土澆筑、振搗、收光養(yǎng)生、放張、移存等，人員精確到人；

③驗證了先張法張拉合理性及配套夾片、螺栓、連接器使用合理性；

④驗證了混凝土拆模強度及構(gòu)件吊裝強度；

⑤確定了各階段周期和檢測周期，指導(dǎo)大面積施工。