先張法預應力空心板施工工藝

尹華東

摘要：先張預應力混凝土空心板因其使用穩(wěn)固、造價低、施工方便、施工速度快、可大批量工廠化集中預制而得到廣泛應用，文章對其施工工藝進行了探討。

關鍵詞：預應力混凝土；施工工藝；空心板

空心板是橋梁的最主要構件之一，它的質量的好壞不僅關系到橋梁的使用壽命，而且關系到人民生命的安全。所以預制高質量的空心板是建橋施工單位的重要任務。那么怎樣才能預制高質量的空心板呢？以下結合筆者2012年在龍慶高速公路上建造橋梁的實踐淡談先張法預應力空心板的施工工藝及有關問題。

一、預應力混凝土結構施工的基本概念

1.有效預應力。有效預應力是力筋張拉后，從錨下控制拉應力中扣除相應階段的應力后在鋼絞線中實際存在的預應力。有效預應力過大，則會產生如下問題：（1）鋼絞線可能被拉斷；（2）施工階段可能會引起構件某些部位受到拉力（受拉區(qū)）甚至開裂；（3）使開裂荷載與破壞荷載相近，一旦裂縫，將很快破壞，即可能產生無預兆的脆性破壞，另外還會增大預應力鋼絞線的松弛損失。

2.預應力損失。預應力損失，將預應力鋼絞線張拉到控制應力后，由于種種原因，其拉應力值將逐漸下降到一定程度，即存在預應力損失。經損失后預應力鋼絞線的應力才會在混凝土中建立相應的有效預應力，因此只有正確認識和計算預應力鋼絞線的預應力損失值，才能比較準確地估計混凝土中的預應力水平。

3.預應力混凝土結構優(yōu)缺點。預應力混凝土結構有下列主要優(yōu)點：（1）提高了構件的抗裂度和剛度。對構件施加預應力，大大推遲了裂縫的出現(xiàn)，在使用荷載作用下，構件可不出現(xiàn)裂縫，或使裂縫推遲出現(xiàn)，因而也提高了構件的剛度，增加了結構的耐久性；（2）可以節(jié)省材料，減少自重。預應力混凝土由于必須采用高強材料，因而可以減少鋼筋用量和減少構件截面尺寸，節(jié)省鋼材和混凝土，降低結構物自重。這對于自重所占比例很大的大跨徑公路橋梁和城市橋梁來說，有著顯著的優(yōu)越性。一般大跨度或重荷載結構，采用預應力混凝土結構是比較經濟合理的；（3）可以減小梁的豎向剪力和主拉應力。預應力混凝土梁的曲線鋼筋，可使梁中支座附近的豎向剪力減小，又由于混凝土截面上預壓應力的存在，使荷載作用下的主拉應力也相應減小，有利于減薄梁的腹板厚度；（4）結構質量安全可靠。施加預應力時，鋼筋與混凝土都經受了一次強度檢驗。如果構件在鋼筋張拉時表現(xiàn)質量良好，那么，在使用時也可以認為是安全可靠的。

二、預應力張拉前的準備工作

1.張拉機具設備

（1）錨夾具：夾片式單根鋼絞線夾具。（2）千斤頂：QYC270型千斤頂穿心式張拉裝置，數量6臺。根據設計要求預應力鋼絞線的張拉力為137.7 kN，選用額定拉力為270 kN的千斤頂。（3）油泵：配套油泵選用ZB4500型電動油泵，數量8臺。（4）油管及接頭：連接千斤頂和油泵的外接油管，采用鋼絲編制膠管。

2.張拉設備的標定

施工預應力用的各種機具設備及儀表，應經常維護，定期標定。在開始使用前，全面進行標定。但施工過程中發(fā)生下列情況之一時，應重新標定：張拉時預應力筋連續(xù)斷裂；千斤頂漏油嚴重；壓力表指針不能退回零點；千斤頂更換油壓部件或使用修復后的測力儀表。

3.鋼絞線的下料長度

一端張拉：L=L1+L2+L3，其中，L1為臺座長度（包括橫梁在內）；L2為張拉端預應力筋外露長度，如L2≥60 cm；L3為非張拉端預應力筋外露長度，L3=8 cm。

三、預應力張拉施工工藝

1.做好施工中的預施應力的控制。預應力張拉時，由技術人員對張拉油表進行控制，以便減小預施應力的操作誤差。同時，把張拉千斤頂改用穿心頂楔式千斤頂，減小由于人為裝夾片，使夾片安放不均，而使鋼絞線回縮不一致的預應力損失。

2.控制鋼絞線張拉時間。每槽梁混凝土灌注前，才能張拉鋼絞線，如提前幾天張拉鋼絞線，會使鋼絞線應力松弛損失過大。

3.張拉前的準備。（1）建立健全張拉作業(yè)組，技術培訓考試合格后，持證上崗；（2）張拉設備的檢驗標定；（3）張拉千斤頂的張拉力應大于所施預應力最大值的1.2～1.5倍，使用前先做摩阻系數的測定，在壓力機或壓力盒上進行，經傳感器和數字顯示儀測出摩阻系數f值，試驗次數不低于5次，當f值大于1.05時此千斤頂不能使用；（4）油壓表精度等級不得底于1.0級，表面最大讀數為最大張拉力的1.5～2.0倍，使用前要到國家計量部門進行精度檢驗標定；（5）在檢驗標定中，要求將千斤頂、油壓表、油壓泵、配組送有資格的計量單位進驗定，并要明顯編號；（6）檢驗周期：新購設備必須做檢驗標定，當千斤頂和油壓表使用200頻次時，或千斤頂受瞬時猛烈沖擊（如在斷絲突然卸荷）以及千斤頂、油壓表修復后，要重新檢驗標定，方可使用；（7）錨具使用前送有資格的計量單位進行硬度與錨固力值測試，洛氏硬度值在59～62之間。

4.預應力張拉作業(yè)。（1）預應力張拉作業(yè)張摶原則。使硅梁體的兩端面均勻均布受力。嚴格按沒計圖給定的順序進行張拉；予施應力張拉，油泵不可給油過猛，采用分級加載以5MPa/次為一進級的逐級加載張拉方法；兩端對稱同時張拉，同步同級進行；（2）張拉作業(yè)。1）張拉端要設置面積不少于3m2的作業(yè)工作平臺，四周設好安全防護欄；2）裝夾片時，除保證其清潔度外，還要做到一組夾片的后端應在同一平面內，且開口一致，并用鋼管搗密實，避免出現(xiàn)錯臺而影響千斤頂限位板正常工作；3）安裝錨具時，一定要保證錨具組合件的清潔，鐳具表面用棉布擦干凈，工作錨安裝時應保證其端面與千斤頂張拉端錨墊板口平面密貼。之間不允許夾雜任何雜質，特別不允許有任何油漬；4）工作錨夾片應用蠟紙封好，不可污染；5）裝錨結束后，重新檢查油泵與千斤頂的聯(lián)結油管接頭，查看有無漏油等現(xiàn)象；6）觀察有無脫錨現(xiàn)象，以及千斤頂軸線與張拉方向是否與鋼鉸線軸心成一致；7）張拉作業(yè)采用兩端同時對稱張拉，以5NPa/次進行逐級加載；8）張拉完畢后，采用伸長值與張拉應力進行雙向控制檢查，以應力控制為主，實際伸長值與理論伸長值進行比較校核。當實際伸長值與理論值誤差在6%以內時，認定為滿足設計及施工規(guī)范要求。否則應查明原因重新進行張拉；9）在預應力張拉作業(yè)完后，應檢查預應鋼絞線斷絲、滑絲等情況。

四 施工中的安全及注意事項

1.張拉的每一階段都必須勤檢查，細觀察，防止由于機具損壞、材料疲勞破壞等意外事故發(fā)生。

2.施工中控制油泵，測定千斤頂伸長量的人員應定位、定崗、不能輕易更換。

3.張拉時錨具前面，千斤頂兩側，嚴禁有人走動、觀看等，臺面兩側15 m之內不得有人。

4.大型振動機具應離開張拉現(xiàn)場200 m以外工作。

5.臺座兩端雙向同時張拉時，要在臺面中間有專人指揮或用對講機發(fā)令。

6.采用連接器連接鋼絞線時，一定要認真檢查連接器質量和接頭效果。

7.張拉過程如有斷絲應經檢查后再決定能否繼續(xù)張拉，防止整根鋼絞線破斷。

參考文獻

【1】薄金梅.大路徑預應力空心板質量控制【J】.河北水利，2008，（5）.

【2】范新順.裴松偉預應力混凝土空心板裂縫分析【J】.民營科技，2008，（8）.

【3】張宋義.預應力空心板重力式臺座施工技術[J】.山西建筑。2007。（兒）.