先張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在公路橋梁中的應(yīng)用

聶軍旗

摘 要：所謂先張法施工是相對后張法施工而言，就是在構(gòu)件混凝土澆筑之前，先對鋼絞線進(jìn)行張拉的一種方法。施工時根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定的張拉力，在臺座上先進(jìn)行鋼絞線的張拉施工，然后再進(jìn)行鋼筋綁扎、模板支設(shè)，混凝土澆筑等一系列施工程序，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度值時（一般為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%～100%）再進(jìn)行放張，此時鋼絞線和混凝土通過握裹力，共同作用，使構(gòu)件下部獲得預(yù)壓應(yīng)力的混凝土加強(qiáng)了抗拉能力。文章闡述了橋梁工程中先張法構(gòu)件在公路橋梁中的應(yīng)用，總結(jié)了較為規(guī)范的施工過程，為類似工程的施工起到一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：先張法；預(yù)應(yīng)力；混凝土構(gòu)件；施工

前言

先張法一般適用于長度相對偏小的混凝土構(gòu)件，如13米、20米的先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板構(gòu)件，其應(yīng)用存在很大局限性；另外由于先張法是在構(gòu)件混凝土澆筑前進(jìn)行張拉，因此張拉完成后，后續(xù)施工相對危險，故在施工中應(yīng)用相對較少，但隨著市政公路工程的不斷發(fā)展，先張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件近年也應(yīng)用較為廣泛，因此其施工質(zhì)量以及施工過程的規(guī)范性、安全性更加不容忽視。文章總結(jié)整個先張法施工的所有施工過程，分析在各個施工過程中需要注意的問題，現(xiàn)論述如下：

1 預(yù)制板梁臺座制作及模板安裝

根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶攸c(diǎn)，制作預(yù)制空心板臺座，臺座除應(yīng)在尺寸上應(yīng)該滿足預(yù)制空心板的設(shè)計(jì)要求外，還應(yīng)滿足在張拉過程中的自身強(qiáng)度、穩(wěn)定性等要求。

先張法空心板梁用底座一般采用3毫米厚的鋼板做底模，下面澆筑15厘米厚C20混凝土，采用鋼模板做側(cè)模，方鋼做肋，芯模采用充氣膠囊或定型鋼模板，充氣膠囊進(jìn)場后要進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，合格后方可使用，在施工過程中一般采用定位鋼筋固定充氣膠囊，以防止上浮。

2 鋼筋進(jìn)場及綁扎

所用鋼筋的種類型號嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求選用，進(jìn)場后的鋼筋應(yīng)及時檢測各項(xiàng)性能指標(biāo)，經(jīng)試驗(yàn)合格并得到監(jiān)理工程師認(rèn)可后方可使用。鋼筋在堆放時，需離開地面50厘米，避免鋼筋受到機(jī)械損傷或腐蝕生銹。進(jìn)場后的鋼筋按不同鋼號、等級、規(guī)格及生產(chǎn)廠家分批驗(yàn)收，按不同檢驗(yàn)狀態(tài)分類堆放，設(shè)置明顯標(biāo)識牌，以便檢查和使用。

鋼筋在鋼筋加工料場集中下料、加工彎曲，空心板底板鋼筋一般在臺座上綁扎，頂板鋼筋一般在臺座下綁扎成型后，吊裝到底座上，并在適當(dāng)位置放置同標(biāo)號水泥砂漿墊塊，以確保保護(hù)層的厚度及防止漏筋現(xiàn)象的發(fā)生。

在實(shí)施過程中，要特別注意做好支座鋼板與伸縮縫錨固筋的預(yù)埋，并保證位置準(zhǔn)確，鋼板坡度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

3 鋼鉸線下料及張拉施工工藝

先張法鋼鉸線一般采用的是公稱直徑15.24mm、公稱面積140mm2、標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860Mpa級270型鋼鉸線，彈性模量1.9×105Mpa，松馳率為2.5%。

在鋼筋吊裝于底模后，應(yīng)立即進(jìn)行鋼絞線的穿束，鋼鉸線下料長度為臺座總長度與張拉所需的工作長度之和，鋼鉸線按設(shè)計(jì)加工編號安裝；張拉設(shè)備預(yù)先進(jìn)行校核，標(biāo)定后進(jìn)行張拉作業(yè)。

（1）張拉方法：采取整體張拉、整體放張、單根切割的施工工藝，即預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉采用多根同時張拉的張拉工藝。當(dāng)天氣溫度太高時，應(yīng)安排在早晚張拉；在溫度偏低時，選擇在中午進(jìn)行張拉，氣溫低于5℃時，應(yīng)停止張拉作業(yè)。張拉時，兩端均設(shè)置防護(hù)板，張拉端人員位于梁一側(cè)作業(yè)，張拉應(yīng)緩慢、勻速進(jìn)行。（2）張拉采用應(yīng)力控制法，并以伸長量進(jìn)行校核，張拉時要求實(shí)際伸長值與理論伸長值之差控制在6%范圍內(nèi)。（3）因采用鋼絞線的強(qiáng)度較高，預(yù)應(yīng)力筋有效長度外的失效部分采用硬塑料管將失效范圍的預(yù)應(yīng)力筋套住，以防止預(yù)應(yīng)力筋與混凝土不產(chǎn)生握裹作用。

4 混凝土的澆筑

（1）預(yù)應(yīng)力空心板梁的澆筑過程應(yīng)連續(xù)完成。（2）混凝土采用插入式振搗棒振搗，在振搗底板混凝土?xí)r，注意不能過度往下插入，避免對底板造成損壞，在澆筑腹板及頂板混凝土?xí)r，須從兩側(cè)同時振搗，以防止充氣膠囊出現(xiàn)左右移動或上浮現(xiàn)象。振搗時還要特別注意，振搗器振動時要快插慢拔，相鄰振搗器間距要在振搗器的影響半徑內(nèi)，不要漏振，漏振會造成蜂窩麻面；也不要超振，超振會造成混凝土離析和模板變形，要振搗至混凝土密實(shí)、表面泛漿適度為止。在混凝土澆筑過程中要隨時檢查模板的支撐情況，發(fā)現(xiàn)異常及時糾正；在安裝側(cè)模前，要仔細(xì)檢查模板是否與板邊緣銜接緊密，在板邊緣粘貼薄橡膠條，確?；炷料虏坎怀霈F(xiàn)漏漿現(xiàn)象，影響構(gòu)件美觀。（3）混凝土從一端向另一端連續(xù)澆筑，在底部混凝土澆注完成后立即進(jìn)行橡膠芯模充氣并吊裝入模，接著繼續(xù)澆筑腹部和頂部混凝土。安裝橡膠芯模應(yīng)使其縱向穿入鋼筋籠內(nèi)，芯模的氣壓要隨氣溫的不同而適當(dāng)調(diào)整，一般為0.3～0.4個大氣壓，避免氣壓過大或過小，在使用前做氣密性試驗(yàn)，保證在施工中不漏氣。振搗混凝土?xí)r，內(nèi)模會上浮或偏向一側(cè)，因此必須對腹板實(shí)施對稱澆筑且將內(nèi)模加以固定，綁扎定位筋，并在側(cè)模上設(shè)置U形環(huán)，以防止氣囊上浮，芯模安好后，兩側(cè)下料，振搗應(yīng)對稱，以杜絕芯模發(fā)生橫向位移。要掌握好松動芯模的抽撥時間，一般用手按壓混凝土，出現(xiàn)“輕壓不粘，重壓不陷，不留物印”的情況可以先將芯模放氣，再抽撥芯模，抽撥可以用人工或附以卷揚(yáng)機(jī)抽撥。芯模抽出后，應(yīng)及時清洗干凈，保證芯模的周轉(zhuǎn)使用及內(nèi)芯成型后表面平整。（4）混凝土養(yǎng)護(hù)采用覆蓋麻袋灑水養(yǎng)生，確保連續(xù)養(yǎng)護(hù)時間不少于7天。并留有現(xiàn)場同條件養(yǎng)生的試件，作為放張的依據(jù)，達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度后即可放張。（5）側(cè)模板的拆除以混凝土不粘模為原則，最好形成一定的強(qiáng)度后，不能拆除過早，造成構(gòu)件掉角損壞。

5 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的放張

（1）放張前應(yīng)先檢查錨固板上各鋼絞線是否已錨固好，預(yù)應(yīng)力鋼絞線放張采用千斤頂法，即與張拉端采用千斤頂，依次逐漸地將鋼絞線微微拉伸到螺桿錨具可以旋松即可，每次先將鋼絞線放松1.5cm，直到鋼絞線完全放松為止，然后按先兩邊后中間的順序，從一端向另一端逐根割斷放松預(yù)應(yīng)力鋼鉸線。割斷方式嚴(yán)禁采用電氣焊切割，應(yīng)采用切割機(jī)進(jìn)行逐根切斷。

（2）注意放張前必須對混凝土同條件試件進(jìn)行檢測，混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度才能進(jìn)行放張操作，否則可能引起事故或造成構(gòu)件損壞，后果不堪設(shè)想。

6 預(yù)制場內(nèi)構(gòu)件的轉(zhuǎn)移與存放

首先應(yīng)該考慮在存梁區(qū)設(shè)置專門的枕梁底座，也是采用混凝土澆筑而成，在存放過程中要盡量保證板梁的受力與實(shí)際一致，避免梁體產(chǎn)生負(fù)彎矩，影響板梁的使用性能，一般堆碼高度不得超過3片。

預(yù)制場移梁與存放用采用龍門吊或其他起重設(shè)備進(jìn)行吊裝，存放時間不宜過長，以免產(chǎn)生過大的撓度。存放前應(yīng)及時進(jìn)行端頭的封堵。

7 結(jié)束語

先張法工序比較簡單，鋼絞線靠粘結(jié)自錨，節(jié)約了大量錨具，臨時固定的錨具還可以重復(fù)使用，比較經(jīng)濟(jì)，特別適合數(shù)量多、批量大的中小型構(gòu)件，但是在使用過程中還是要注意，例如如何保證充氣內(nèi)模的壓力，避免氣囊承受過大荷載，導(dǎo)致變形，影響構(gòu)件腹板厚度，內(nèi)部粗糙凹凸、不僅影響美觀、還會影響到構(gòu)件的整體受力。如何更好地保證施工過程中的安全，這都是我們需要進(jìn)一步解決的問題。

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