先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁施工工藝要點分析
——以福建省省道S207線工程為例

陳林濤

（福建建工集團有限責(zé)任公司，福建 福州 350000）

0 引言

道路工程、橋梁工程建設(shè)的理想狀態(tài)是在保證工程質(zhì)量的前提下盡可能節(jié)省成本，提高成本收益比、創(chuàng)造更高的利潤[1]。在預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁（Hollow Slab Girder）施工技術(shù)中，預(yù)應(yīng)力混凝土（Prestressed Concrete）能夠通過預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)消除混凝土構(gòu)件荷載產(chǎn)生的應(yīng)力，將不可控應(yīng)力控制在可接受的范圍，避免混凝土出現(xiàn)開裂，提升工程構(gòu)件的受力性能和應(yīng)用性能?？招陌辶耗軌蛟诨炷脸尚筒⑦_到設(shè)計強度后置入內(nèi)模，從而減輕自重、減少混凝土用量、增大跨度、降低層高且隔音隔熱效果也很好[2]，這對道路工程和橋梁工程的質(zhì)量控制和成本控制具有重要意義。本文以福建省省道S207 線工程為例，對先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁施工工藝要點展開分析，以期為類似工況提供借鑒。

1 工程概況

福建省省道S207 線工程是壽寧縣境內(nèi)普通國省干線公路省道S207 規(guī)劃路線的重要組成部分[3]。項目路線起點位于壽寧縣西部尤溪村，起點接縱三線壽寧下黨至尤溪段，路線全長10.964km。工程包括8 座橋梁、39 道涵洞和1 座1340m 的隧道，全線安全等級為二級，雙向兩車道，設(shè)計時速40km/h，路基寬度為8.5m，路面結(jié)構(gòu)采用全幅式水泥混凝土路面[4]。S207 線工程內(nèi)的8 座橋梁均采用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁施工技術(shù)，共計使用610 片預(yù)應(yīng)力混凝土空心梁板，其中20m跨徑452片、16m跨徑116片、13m跨徑42片[5]。

2 施工工藝要點

2.1 制作臺座

先張法預(yù)應(yīng)力混凝土需要先制作符合工況的臺座作為基礎(chǔ)支撐，這對施工效率和施工安全有直接影響。該項目采用的是三槽長線墩式臺座，整體分為混凝土樁、支撐墩、承載梁、臺面、壓梁五部分，鋼筋混凝土強度均為C40，其中混凝土樁為8m 灌注樁；支撐墩為10.5m×1.6m×2.5m 的鋼筋混凝土墩；承載梁和壓梁均采用鋼軌焊接成的工字鋼，規(guī)格為600mm×550mm×350mm；臺面鋼筋混凝土厚度為25cm，表面鋪設(shè)平整的一體式1cm鋼板。

2.2 制作及安裝鋼絞線

鋼絞線進場后需要進行抽檢復(fù)檢，該項目將同批次的鋼絞線分為5部分，每部分取1根進行力學(xué)性能試驗，抽檢合格率要求100%。檢查完畢后根據(jù)設(shè)計要求截取鋼絞線，在保證工程需要的基礎(chǔ)上控制施工成本。安裝鋼絞線時應(yīng)使用硬度較高的塑料管線包裹鋼絞線，降低張拉施工風(fēng)險。

2.3 張拉鋼絞線

先張法施工預(yù)應(yīng)力梁板采用“整拉整放”的施工工藝，就是通過應(yīng)力計算控制張拉鋼絞線的施工風(fēng)險，并以鋼絞線的伸長量檢驗張拉質(zhì)量。由于張拉鋼絞線的施工風(fēng)險較高，在施工前應(yīng)對專業(yè)的張拉技術(shù)人員進行崗前培訓(xùn)和施工安全教育，并設(shè)置現(xiàn)場專業(yè)監(jiān)督員全程監(jiān)督張拉施工，以將施工風(fēng)險控制到最低。同時，張拉鋼絞線還需對施工工具進行反復(fù)檢驗，包括千斤頂、安全繩、臺座、橫梁等。

2.3.1 張拉鋼絞線長度計算

張拉鋼絞線長度計算公式如下：

式中：PP——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的平均張拉力，N；

L——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的長度，mm；

AP——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的截面面積，mm2；

EP——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的彈性模量，N/mm2。

所以，△L=176400×92500/140×2.016×105=57.81mm。

2.3.2 張拉程序

（1）測量預(yù)制鋼絞線長度，確保鋼絞線長度與工程設(shè)計長度保持一致；

（2）檢查施工人員安全措施和施工設(shè)備安全性；

（3）預(yù)張拉時首先施加10%～15%的預(yù)應(yīng)力將鋼絞線拉直，并在指定位置標(biāo)記以測量延伸點；

（4）預(yù)張拉后可以逐步提高預(yù)應(yīng)力，按照測量延伸點為張拉基點，采用一端固定一端的張拉方式；

（5）完成張拉后應(yīng)靜止5～10min，減少鋼絞線固定后的應(yīng)力損失；

（6）檢查張拉完成后的鋼絞線延伸量，核對實測值和設(shè)計值的誤差，若實測值高于設(shè)計值，需要放松鋼絞線拉力；若實測值低于設(shè)計值，需要收緊鋼絞線拉力，誤差范圍控制在±5%內(nèi)；

（7）先張法預(yù)應(yīng)力筋制作安裝實測項目鋼絲、鋼絞線先張法實測項目。

2.4 制作與安裝鋼筋

鋼筋進場后應(yīng)進行清潔處理，確保鋼筋表面沒有污漬、油漆、銹跡等污染。鋼筋安裝前應(yīng)按照施工規(guī)范進行預(yù)處理，該項目使用雙面焊接方法將鋼筋制作成規(guī)范長度。應(yīng)注意鋼筋安裝的位置，在允許誤差內(nèi)施工。各鋼筋位置允許誤差見表1。

表1 各鋼筋位置的允許偏差

2.5 澆筑梁板混凝土

該項目梁板混凝土為C50 鋼筋混凝土，水泥采用P·O42.5水泥，細骨料采用中粗砂，粗骨料為碎石，所有原材料均經(jīng)過工地試驗室試驗且符合設(shè)計及規(guī)范要求[6]。梁板混凝土使用集中式振搗機進行集中攪拌，攪拌后的混凝土通過雙側(cè)管道導(dǎo)入梁板進行對稱澆筑，可以有效避免混凝土氣泡。澆筑過程中應(yīng)全程伴隨插入式振搗器振搗，與對稱式澆筑匹配使用對稱式雙側(cè)振搗，進而避免芯模（氣囊）左右移動。

2.6 拆除模板

拆除模板應(yīng)按照安裝模板的倒序進行施工，側(cè)向模板位置應(yīng)采用多人施工方式，在4 個角位同時進行拆除，避免混凝土表面和棱角因為拆模遭到破壞；內(nèi)模拆除主要應(yīng)考慮混凝土養(yǎng)護情況，該項目在混凝土養(yǎng)護第9d，強度達到設(shè)計強度的95%時進行內(nèi)模拆除，拆除后混凝土強度保持不變且沒有損壞，平均強度為2.5MPa。

2.7 混凝土養(yǎng)護

預(yù)應(yīng)力混凝土養(yǎng)護過程為：初凝后開始覆蓋養(yǎng)護，在終凝后開始澆水并覆蓋片狀物，例如麥稈、爛草席、竹簾、麻袋片、編織布等，且需要養(yǎng)護人員采用水管、水桶等工具隨時澆水保證混凝土的濕潤度?；炷猎谡囟葪l件下保養(yǎng)時間應(yīng)不少于7d。

混凝土養(yǎng)護重點是確保混凝土內(nèi)部水化作用正常，保證混凝土固化后的穩(wěn)定性和抗壓性。為進一步提升混凝土的保溫能力和使用壽命，使用蓄熱養(yǎng)護的方式，即使用保溫材料進行養(yǎng)護（其他步驟不變），并增設(shè)溫度傳感器對內(nèi)部溫度進行監(jiān)測，確保溫度、溫度變化均在要求范圍內(nèi)。混凝土養(yǎng)護覆蓋溫度應(yīng)在控制在45～50℃之間，以達到最好的養(yǎng)護效果，提升混凝土的強度。

2.8 放張

放張需要在混凝土強度達到設(shè)計強度的95%后進行，該項目在混凝土養(yǎng)護的第9 天開始放張。放張整體采用千斤頂支撐，并按照施工倒序分次、對稱完成。要求在放張過程中全程繃緊，嚴禁驟然放松。放張完畢后需要對鋼絞線進行切割防腐。

第一步，在活動張拉臺端，啟動千斤頂對預(yù)應(yīng)力鋼筋施加飽滿張拉力，使得錨固端螺栓螺帽和對拉橫梁有5～10cm距離；

第二步，將每根預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固緊在橫梁端上的螺栓螺帽松開5～10cm 距離，緩慢、同步回縮，反復(fù)3～5次，致使拉力設(shè)備千斤頂受力為0；

第三步，采用砂輪切割機沿梁端逐根切斷預(yù)應(yīng)力鋼筋，完成整個預(yù)應(yīng)力空心板梁預(yù)加卸應(yīng)力荷載施工。

2.9 移梁

該項目的橋梁設(shè)計壽命為100 年，為滿足工程需求、避免成本浪費，移梁采用龍門吊移梁方式。施工前在空心端板兩側(cè)端部設(shè)置橫向支點，上下保持一致，施工時以龍門吊設(shè)備為主，移梁軌道小車為輔，整體保持縱向移動出槽。

3 結(jié)束語

本文以福建省省道S207 線工程為例，對預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁施工技術(shù)展開分析，對9 項施工要點進行重點介紹，其施工質(zhì)量通過了S207 線工程項目的整體質(zhì)量驗收。本文提出的先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁施工技術(shù)，能夠在滿足工程需求的同時，縮短工期、控制成本。但需要注意的是，先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁施工需要在鋼絞線預(yù)設(shè)應(yīng)力條件下進行混凝土澆筑，具有一定安全隱患，施工單位和管理人員需注意安全培訓(xùn)和安全設(shè)施的完善，避免發(fā)生安全事故。