先张法预应力空心板施工工艺

尹华东

摘要：先张预应力混凝土空心板因其使用稳固、造价低、施工方便、施工速度快、可大批量工厂化集中预制而得到广泛应用，文章对其施工工艺进行了探讨。

关键词：预应力混凝土；施工工艺；空心板

空心板是桥梁的最主要构件之一，它的质量的好坏不仅关系到桥梁的使用寿命，而且关系到人民生命的安全。所以预制高质量的空心板是建桥施工单位的重要任务。那么怎样才能预制高质量的空心板呢？以下结合笔者2012年在龙庆高速公路上建造桥梁的实践淡谈先张法预应力空心板的施工工艺及有关问题。

一、预应力混凝土结构施工的基本概念

1.有效预应力。有效预应力是力筋张拉后，从锚下控制拉应力中扣除相应阶段的应力后在钢绞线中实际存在的预应力。有效预应力过大，则会产生如下问题：（1）钢绞线可能被拉断；（2）施工阶段可能会引起构件某些部位受到拉力（受拉区）甚至开裂；（3）使开裂荷载与破坏荷载相近，一旦裂缝，将很快破坏，即可能产生无预兆的脆性破坏，另外还会增大预应力钢绞线的松弛损失。

2.预应力损失。预应力损失，将预应力钢绞线张拉到控制应力后，由于种种原因，其拉应力值将逐渐下降到一定程度，即存在预应力损失。经损失后预应力钢绞线的应力才会在混凝土中建立相应的有效预应力，因此只有正确认识和计算预应力钢绞线的预应力损失值，才能比较准确地估计混凝土中的预应力水平。

3.预应力混凝土结构优缺点。预应力混凝土结构有下列主要优点：（1）提高了构件的抗裂度和刚度。对构件施加预应力，大大推迟了裂缝的出现，在使用荷载作用下，构件可不出现裂缝，或使裂缝推迟出现，因而也提高了构件的刚度，增加了结构的耐久性；（2）可以节省材料，减少自重。预应力混凝土由于必须采用高强材料，因而可以减少钢筋用量和减少构件截面尺寸，节省钢材和混凝土，降低结构物自重。这对于自重所占比例很大的大跨径公路桥梁和城市桥梁来说，有着显著的优越性。一般大跨度或重荷载结构，采用预应力混凝土结构是比较经济合理的；（3）可以减小梁的竖向剪力和主拉应力。预应力混凝土梁的曲线钢筋，可使梁中支座附近的竖向剪力减小，又由于混凝土截面上预压应力的存在，使荷载作用下的主拉应力也相应减小，有利于减薄梁的腹板厚度；（4）结构质量安全可靠。施加预应力时，钢筋与混凝土都经受了一次强度检验。如果构件在钢筋张拉时表现质量良好，那么，在使用时也可以认为是安全可靠的。

二、预应力张拉前的准备工作

1.张拉机具设备

（1）锚夹具：夹片式单根钢绞线夹具。（2）千斤顶：QYC270型千斤顶穿心式张拉装置，数量6台。根据设计要求预应力钢绞线的张拉力为137.7 kN，选用额定拉力为270 kN的千斤顶。（3）油泵：配套油泵选用ZB4500型电动油泵，数量8台。（4）油管及接头：连接千斤顶和油泵的外接油管，采用钢丝编制胶管。

2.张拉设备的标定

施工预应力用的各种机具设备及仪表，应经常维护，定期标定。在开始使用前，全面进行标定。但施工过程中发生下列情况之一时，应重新标定：张拉时预应力筋连续断裂；千斤顶漏油严重；压力表指针不能退回零点；千斤顶更换油压部件或使用修复后的测力仪表。

3.钢绞线的下料长度

一端张拉：L=L1+L2+L3，其中，L1为台座长度（包括横梁在内）；L2为张拉端预应力筋外露长度，如L2≥60 cm；L3为非张拉端预应力筋外露长度，L3=8 cm。

三、预应力张拉施工工艺

1.做好施工中的预施应力的控制。预应力张拉时，由技术人员对张拉油表进行控制，以便减小预施应力的操作误差。同时，把张拉千斤顶改用穿心顶楔式千斤顶，减小由于人为装夹片，使夹片安放不均，而使钢绞线回缩不一致的预应力损失。

2.控制钢绞线张拉时间。每槽梁混凝土灌注前，才能张拉钢绞线，如提前几天张拉钢绞线，会使钢绞线应力松弛损失过大。

3.张拉前的准备。（1）建立健全张拉作业组，技术培训考试合格后，持证上岗；（2）张拉设备的检验标定；（3）张拉千斤顶的张拉力应大于所施预应力最大值的1.2～1.5倍，使用前先做摩阻系数的测定，在压力机或压力盒上进行，经传感器和数字显示仪测出摩阻系数f值，试验次数不低于5次，当f值大于1.05时此千斤顶不能使用；（4）油压表精度等级不得底于1.0级，表面最大读数为最大张拉力的1.5～2.0倍，使用前要到国家计量部门进行精度检验标定；（5）在检验标定中，要求将千斤顶、油压表、油压泵、配组送有资格的计量单位进验定，并要明显编号；（6）检验周期：新购设备必须做检验标定，当千斤顶和油压表使用200频次时，或千斤顶受瞬时猛烈冲击（如在断丝突然卸荷）以及千斤顶、油压表修复后，要重新检验标定，方可使用；（7）锚具使用前送有资格的计量单位进行硬度与锚固力值测试，洛氏硬度值在59～62之间。

4.预应力张拉作业。（1）预应力张拉作业张抟原则。使硅梁体的两端面均匀均布受力。严格按没计图给定的顺序进行张拉；予施应力张拉，油泵不可给油过猛，采用分级加载以5MPa/次为一进级的逐级加载张拉方法；两端对称同时张拉，同步同级进行；（2）张拉作业。1）张拉端要设置面积不少于3m2的作业工作平台，四周设好安全防护栏；2）装夹片时，除保证其清洁度外，还要做到一组夹片的后端应在同一平面内，且开口一致，并用钢管捣密实，避免出现错台而影响千斤顶限位板正常工作；3）安装锚具时，一定要保证锚具组合件的清洁，镭具表面用棉布擦干净，工作锚安装时应保证其端面与千斤顶张拉端锚垫板口平面密贴。之间不允许夹杂任何杂质，特别不允许有任何油渍；4）工作锚夹片应用蜡纸封好，不可污染；5）装锚结束后，重新检查油泵与千斤顶的联结油管接头，查看有无漏油等现象；6）观察有无脱锚现象，以及千斤顶轴线与张拉方向是否与钢铰线轴心成一致；7）张拉作业采用两端同时对称张拉，以5NPa/次进行逐级加载；8）张拉完毕后，采用伸长值与张拉应力进行双向控制检查，以应力控制为主，实际伸长值与理论伸长值进行比较校核。当实际伸长值与理论值误差在6%以内时，认定为满足设计及施工规范要求。否则应查明原因重新进行张拉；9）在预应力张拉作业完后，应检查预应钢绞线断丝、滑丝等情况。

四 施工中的安全及注意事项

1.张拉的每一阶段都必须勤检查，细观察，防止由于机具损坏、材料疲劳破坏等意外事故发生。

2.施工中控制油泵，测定千斤顶伸长量的人员应定位、定岗、不能轻易更换。

3.张拉时锚具前面，千斤顶两侧，严禁有人走动、观看等，台面两侧15 m之内不得有人。

4.大型振动机具应离开张拉现场200 m以外工作。

5.台座两端双向同时张拉时，要在台面中间有专人指挥或用对讲机发令。

6.采用连接器连接钢绞线时，一定要认真检查连接器质量和接头效果。

7.张拉过程如有断丝应经检查后再决定能否继续张拉，防止整根钢绞线破断。

参考文献

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