先張法預(yù)制空心板施工技術(shù)

鄺開(kāi)元

摘要：路橋建設(shè)工程中，預(yù)應(yīng)力空心板具有較好的力學(xué)性能及施工方便而得到廣泛應(yīng)用。而在施工過(guò)程中對(duì)應(yīng)力鋼筋的張拉和放張的控制是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文根據(jù)工程案例，先張法預(yù)應(yīng)力預(yù)制空心板施工工藝與質(zhì)量控制進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；空心板；預(yù)制

一、工程概述

某路橋建設(shè)工程的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板80塊，設(shè)5個(gè)長(zhǎng)線槽式臺(tái)座，臺(tái)座長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為150米，空心板采用先張法預(yù)制。

二、張拉臺(tái)座、張拉橫梁設(shè)計(jì)與施工

（一）張拉臺(tái)座的設(shè)計(jì)、施工

根據(jù)板梁生產(chǎn)的數(shù)量，本工程設(shè)5個(gè)長(zhǎng)線槽式臺(tái)座，設(shè)槽式臺(tái)座保溫效果好，能降低工程投資，縮短板梁的生產(chǎn)周期。傳力墻設(shè)計(jì)為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)鋼筋砼傳力墻投資低、投入生產(chǎn)快。

傳力墻的設(shè)計(jì)：根據(jù)傳力墻的長(zhǎng)度設(shè)置2-3道伸縮縫（縫間夾3-5mm的鋼板），在傳力墻的端部設(shè)預(yù)埋鋼板，施工時(shí)嚴(yán)格控制，使預(yù)應(yīng)力筋軸線與端橫梁中心、千斤頂軸線、傳力柱中心線相吻合，避免造成受力偏心。槽式傳力墻的具體尺寸詳見(jiàn)《張拉臺(tái)座布置圖》。

先張梁底板的設(shè)計(jì)：預(yù)應(yīng)力先張梁底板的設(shè)計(jì)直接影響預(yù)制梁的表觀質(zhì)量，底板設(shè)計(jì)要求平整、順直、光滑不得有下沉現(xiàn)象。

因場(chǎng)地地基承載力一般，采取下列有效措施進(jìn)行地基處理。壓實(shí)整平地基后，鋪設(shè)厚10cm的碎石墊層并進(jìn)行夯實(shí)，然后用厚約3cm的M5砂漿找平，澆注20cm的砼底板，底板每隔膜5～6m設(shè)一道伸縮縫，縫內(nèi)填塞木條。

底模要求用鋼板鋪底，用鋼板作底模雖然一次性投入高，但可多次周轉(zhuǎn)使用，生產(chǎn)的板梁底面平整度、光潔度均能達(dá)到較高質(zhì)量的要求。在底模成形時(shí)應(yīng)考慮鋼板的兩邊各余3mm，便于底模兩側(cè)釘夾皮以防漏漿。

先張梁底模設(shè)計(jì)詳見(jiàn)《張拉臺(tái)座詳圖2-1》和《張拉臺(tái)座詳圖2-2》。

（二）張拉橫梁的設(shè)計(jì)安裝

橫梁的制作加工：張拉鋼橫梁原來(lái)已經(jīng)施工過(guò)，為了施工更安全，在原有的鋼橫梁側(cè)面加4塊20*20鋼槽，加固時(shí)保證焊接的質(zhì)量。

橫梁的安裝：橫梁的安裝是先張預(yù)應(yīng)力板梁施工過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在進(jìn)行橫梁安裝時(shí)首先考慮鋼絞線的形心位置，以鋼絞線的形心位置確定張拉端與被動(dòng)端橫梁的安裝高度及板梁底面板座的高度，橫梁安裝要求定位板上對(duì)應(yīng)的力筋孔在一條中心線上，由于施工實(shí)際上存在著偏差，力筋張拉時(shí)筋位有移動(dòng)，制作時(shí)力筋孔可按力筋直徑擴(kuò)大2-4mm，力筋水平方向做成橢圓形。

三、預(yù)應(yīng)力空心板預(yù)制施工工藝流程

施工前準(zhǔn)備→清理臺(tái)座、涂脫模劑→安放鋼筋、鋪鋼絞線→預(yù)應(yīng)力鋼筋制作→安放兩端錨夾具→準(zhǔn)備錨夾具→綁扎箍筋、構(gòu)造鋼筋→張拉鋼絞線→安放側(cè)模板→澆搗混凝土→先張梁養(yǎng)護(hù)→模板拆除→預(yù)應(yīng)力的放張→移梁、存梁作業(yè)→繼續(xù)養(yǎng)護(hù)預(yù)制梁

四、主要施工方法

（一）施工前的準(zhǔn)備

將張拉用的油泵、千斤頂及與之相配套的油表預(yù)先送到監(jiān)理部門(mén)認(rèn)可的檢驗(yàn)單位進(jìn)行檢驗(yàn)標(biāo)定。

張拉用的錨具、夾片須有出廠的合格證明，并經(jīng)按要求抽檢合格經(jīng)監(jiān)理工程師同意后方可使用。

預(yù)制板梁時(shí)，須密切注意欄桿、支座、伸縮縫等預(yù)埋件的設(shè)置和預(yù)埋。

（二）清理臺(tái)座、涂脫模劑

清除底模上覆的所有雜物，并擦拭干凈，均勻涂刷脫模劑。對(duì)于底模鋼板的缺損的部位及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)找平，以免影響澆筑出的梁體底板的平整度。

（三）安放鋼筋、鋪鋼絞線

預(yù)應(yīng)力筋的下料：對(duì)進(jìn)場(chǎng)的鋼絞線按《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224-2003）的規(guī)定作抽樣檢查進(jìn)行試驗(yàn)，確定鋼絞線的冷拉伸長(zhǎng)率、鋼絞線冷拉后的彈性回縮量。

鋼絞線下料長(zhǎng)度的計(jì)算：對(duì)于檢驗(yàn)合格并經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可的鋼絞線，根據(jù)臺(tái)座長(zhǎng)度、夾具長(zhǎng)度、穿心式千斤頂?shù)拈L(zhǎng)度、鋼模板伸出端板至錨固板之間的距離、模板的厚度確定鋼絞線的下料長(zhǎng)度，用切斷機(jī)或砂輪機(jī)切斷鋼絞線。

鋼絞線的計(jì)算長(zhǎng)度：L0=L+L1+L2+L3+L4+（3-5cm）

鋼絞線下料總長(zhǎng)度：L總=L0/（1+r-δ）

式中：L0 鋼筋的計(jì)算長(zhǎng)度，L總鋼筋的下料總長(zhǎng)度。

r 鋼筋冷拉拉長(zhǎng)率（由試驗(yàn)確定）。

δ鋼筋冷拉后的彈性回縮率（由試驗(yàn)確定）。

L長(zhǎng)線臺(tái)座的長(zhǎng)度，L1錐形夾具的長(zhǎng)度。

L2 穿心式千斤頂?shù)拈L(zhǎng)度。

L3 鋼絞線伸出鋼模端板至錨固板之間的距離。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線端部，在與錨具接觸的部位，應(yīng)清除浮銹，防止張拉時(shí)打滑，如果預(yù)應(yīng)力筋表面已經(jīng)形成降低強(qiáng)度與延伸率的腐蝕坑，則不能使用，以防張拉時(shí)產(chǎn)生脆斷飛出傷人，防止張拉錨固后，降低預(yù)應(yīng)力鋼絞線的強(qiáng)度儲(chǔ)備（安全系數(shù)）。鋼絞線的下料采用砂輪機(jī)切割，砂輪鋸片為增強(qiáng)型，以防加熱降低鋼絞線的機(jī)械性能，嚴(yán)禁用電焊機(jī)切割。

鋼絞線的鋪設(shè)就位：預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)應(yīng)在臺(tái)面上的隔離劑干燥之后進(jìn)行，隔離劑要求具有良好的隔離效果，不能影響砼與鋼絞線的粘接力，如鋼絞線遭受污染，應(yīng)使用適當(dāng)?shù)娜軇┘右郧逅⒏蓛?。鋼絞線的鋪設(shè)和下料同時(shí)進(jìn)行，以提高工效。

把按設(shè)計(jì)的失效塑料管截好并編號(hào)，分別放在每片板失效位置的臺(tái)座內(nèi)，拉伸鋼絞線的同時(shí)穿上失效管。調(diào)整各相鄰鋼絞線的位置，根據(jù)編號(hào)使其準(zhǔn)確就位，將其聯(lián)接在兩端橫梁的連接器上，同時(shí)穿入各分絲板的預(yù)留孔內(nèi)。（注分絲板設(shè)在活動(dòng)橫梁一側(cè)，分絲板根據(jù)鋼絞線型號(hào)設(shè)計(jì)打孔）。

在鋪設(shè)過(guò)程中，注意對(duì)鋼絞線進(jìn)行檢驗(yàn)，如發(fā)現(xiàn)有局部損傷、銹蝕嚴(yán)重的立即清除，并按要求重新下料。

（四）錨夾具安裝、鋼絞線張拉

錨夾具安裝：在使用前對(duì)錨夾具進(jìn)行外觀、硬度和靜載試驗(yàn)的檢查，對(duì)不合格的產(chǎn)品嚴(yán)禁使用，安裝時(shí)要求安裝準(zhǔn)確到位。

錨板端口要求清理干凈，如已生銹則應(yīng)進(jìn)行除銹；夾片要求保持清潔和良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，新的工具夾片第一次使用前，要求在夾片背面涂上潤(rùn)滑脂，以后每使用不到5～10次，應(yīng)將錨板連同夾片一同卸下，向錨板的錐形孔中重新涂上一層潤(rùn)滑劑，以防夾片在退楔時(shí)卡住。

在施工過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常檢查錨板內(nèi)的夾片，是否有損傷，如發(fā)現(xiàn)有損傷則立即更換以防鋼絞線產(chǎn)生滑移飛出傷人.

預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用張拉力與伸長(zhǎng)值雙控施工，張拉控制應(yīng)力采用σk=0.75fpk=1395MPa。每根張拉力為195.3KN，實(shí)際控制伸長(zhǎng)值應(yīng)根據(jù)施工時(shí)張拉長(zhǎng)度及進(jìn)場(chǎng)材料的實(shí)測(cè)彈性模量計(jì)算。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線失效措施一般采用硬塑料管將失效范圍的預(yù)應(yīng)力筋套住，同一編號(hào)鋼絞線失效長(zhǎng)度在預(yù)制板兩頭相等。

（五）鋼絞線的張拉

張拉設(shè)備的選用、檢驗(yàn)：張拉設(shè)備在施用前按要求進(jìn)行檢驗(yàn)標(biāo)定，張拉機(jī)具派專人使用和管理，并按要求經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)、定期校驗(yàn)，一般規(guī)定超過(guò)6個(gè)月或使用200次以上及使用過(guò)程中出現(xiàn)不正常現(xiàn)象都需要進(jìn)行檢驗(yàn)。

張拉應(yīng)力控制：鋼絞線張拉以油壓表應(yīng)力控制為主，張拉伸長(zhǎng)值做校核，實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的誤差應(yīng)控制在±6%以內(nèi)，否則必須查明原因并采取措施加以調(diào)整，方可繼續(xù)張拉。

張拉程序如下：

0→初應(yīng)力（10%σcom）→控制應(yīng)力1395MPa（100%σcom）→超張拉1436.85MPa（103%σcom持荷2分鐘錨固）

預(yù)應(yīng)力鋼絞線的實(shí)際伸長(zhǎng)值，在初應(yīng)力為10%σcom時(shí)開(kāi)始測(cè)量，但必須加上初應(yīng)力以下的推算伸長(zhǎng)值。

張拉噸位下的鋼絞線理論伸長(zhǎng)值：ΔLi=σi·Li/Eg

式中：ΔLi----鋼絞線的理論伸長(zhǎng)值

σI-----鋼絞線的平均應(yīng)力（可近似取跨中截面與錨固截面鋼絞線的平均應(yīng)力值）

LI----鋼絞線的長(zhǎng)度值

Eg----鋼絞線的彈性模量

預(yù)應(yīng)力張拉：施工前，千斤頂、高壓油泵配精度1.5級(jí)60MPa壓力表，用精度±0.1%的壓力傳感器千斤頂、壓力表進(jìn)行標(biāo)定。

張拉前仔細(xì)檢查活動(dòng)橫梁、錨板放張楔塊、千斤頂?shù)奈恢?，查看張拉螺栓、連接套筒、連接頭各部位的絲扣情況，將楔塊清洗干凈涂黃油鎖定。下好的鋼絞線按編號(hào)與連接套筒連接，并擰緊錨固螺栓，拉直鋼絞線。

按規(guī)定的張拉順序從零應(yīng)力開(kāi)始，在張拉端用一臺(tái)千斤頂進(jìn)行張拉，控制油表讀數(shù)至10%σcom，記錄鋼絞線至張拉橫梁的長(zhǎng)度，然后油缸回油，再控制油表讀數(shù)至20%σcom，記錄鋼絞線至張拉橫梁的長(zhǎng)度，然后油缸回油，依次類推，當(dāng)油表讀數(shù)至103%σcom，持荷2分鐘錨固，卸荷，進(jìn)行下一根鋼絞線的張拉。

（六）砼的澆搗、養(yǎng)護(hù)

模板吊裝完畢后開(kāi)始澆筑混凝土，砼由拌合站集中拌合，嚴(yán)格按規(guī)定的配合比配料，砼坍落度控制在12士3cm，砼攪拌時(shí)間大于2.5min。

首先澆筑底板砼，達(dá)到底板設(shè)計(jì)標(biāo)高后，立即安裝內(nèi)模，安裝前檢查氣囊是否漏氣，接著綁扎內(nèi)模定位鋼筋和面板鋼筋，綁扎鋼筋時(shí)注意不要戳破氣囊，然后對(duì)稱均勻地澆筑肋板及頂板砼。肋板砼振動(dòng)采用插入式振搗器配合；頂板砼以平板式振動(dòng)器振搗為主，插入式配合?；炷脸跄?-4小時(shí)候?qū)饽曳艢?，用卷?yè)P(yáng)機(jī)徐徐拉出氣囊。

砼的養(yǎng)護(hù)采用常溫加濕養(yǎng)護(hù)，專人負(fù)責(zé)，保持砼表面濕潤(rùn)。

（七）預(yù)應(yīng)力的放張

待砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%且齡期滿10天便可進(jìn)行放張，放張的方法采用千斤頂整體放張，放張分兩次完成。首先在鋼橫梁至預(yù)制梁間的裸露鋼絞線采用沙包預(yù)壓，預(yù)制梁之間采用10*10cm的方木6根分上中下支撐進(jìn)行連接頂住，以防預(yù)制梁移位，然后再逐根放張鋼絞線。

預(yù)應(yīng)力全部放張后，用砂輪切割機(jī)切斷鋼鉸線，切斷順序?yàn)橄确艔埗嗽偾辛硪欢?，切割后的外露端頭，應(yīng)用砂漿封閉或涂刷防蝕材料，防止生銹。放張后立即立模進(jìn)行封頭砼的施工，封頭混凝土應(yīng)比梁體混凝土稍干，避免混凝土凝結(jié)后與梁體混凝土之間出現(xiàn)縫隙。

（八）移、存梁

當(dāng)梁體砼強(qiáng)度達(dá)到吊裝要求時(shí)，利用吊機(jī)運(yùn)至存梁場(chǎng)。梁體堆放時(shí)在空心板兩端設(shè)置支點(diǎn)，不得使上下面倒置，吊裝采用在梁兩端設(shè)置吊環(huán)，嚴(yán)禁利用錨栓孔捆綁調(diào)裝，同時(shí)采取可靠措施不得使梁產(chǎn)生負(fù)彎矩而破壞。梁體存放時(shí)間不得大于60天，以防產(chǎn)生過(guò)大的上拱度。

五、質(zhì)量控制措施

混凝土澆筑分層進(jìn)行，分層厚度不超過(guò)30cm，避免混凝土表面出現(xiàn)蜂窩、麻面。

兩端端?？p隙堵實(shí)，避免漏漿，拆模時(shí)避開(kāi)端角盡量不碰到端角混凝土。

為保證保護(hù)層厚度，應(yīng)在鋼筋與模板間設(shè)置塑料或砼墊塊，非焊接鋼筋骨架的多層鋼筋之間，應(yīng)用短鋼筋支墊。

立完模板后由專人負(fù)責(zé)檢查鋼筋籠是否順直，絞縫鋼筋是否密貼模板，預(yù)埋件是否遺漏，如有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

模板拆除應(yīng)按設(shè)計(jì)的順序進(jìn)行，即先拆內(nèi)模，再拆外模，為避免模板與梁體發(fā)生碰撞，現(xiàn)場(chǎng)由專人負(fù)責(zé)扶持模板。

混凝土的澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，如因故必須間斷時(shí)，其間斷時(shí)間應(yīng)小于前段砼的初凝時(shí)間或能重塑的時(shí)間。

對(duì)澆筑混凝土進(jìn)行振搗時(shí)，對(duì)每一振動(dòng)部位，以砼表面不再反漿為準(zhǔn)，防止漏振、過(guò)振，必須振動(dòng)到該部位砼密實(shí)為止。

六、結(jié)束語(yǔ)

本工程證明了先張法預(yù)制空心板技術(shù)具有施工速度快、施工投入小、對(duì)場(chǎng)地要求低等優(yōu)點(diǎn)，有效地減少了施工投入，縮短了施工準(zhǔn)備時(shí)間，同時(shí)施工速度、施工質(zhì)量也得到很好的保證。