先张法小结构空心板梁标准化施工方法

2013-12-31张太忠

山西建筑 2013年20期

张太忠

(中交二公局萌兴工程有限公司，陕西西安 710119)

郑州黄河公铁两用桥公路分建段TJNO.1标空心板的结构尺寸为20 m×1.4 m×0.9 m(长×宽×高)，采用先张法施工。由于空心板梁内腔净空低，可操作空间较小，而传统气囊内模的上浮和容易变形是目前还无法克服的难题，况且在施工过程中气囊容易损坏，特别是在施工和振捣过程中被钢筋、碎石刮破，给施工带来不便。本项目采用钢内模，通过对钢内模的合理设计，以及标准的施工组织和施工操作，解决了钢内模的拆卸问题，保证梁板的结构尺寸和施工质量;线杆连接器的使用节约了成本，并且有效减少锚固时预应力的损失。

1 方法特点

1)钢内模的使用解决了传统气囊上浮、顶板露筋、顶板和底板厚度不能保证的问题。2)钢内模的结构设计和分段拼装，给施工带来了方便。3)线杆连接器可以减少端头钢绞线的浪费，并且有效减少锚固时预应力的损失。

2 适用范围

本方法适用于内腔高度一般不低于68 cm、宽度不小于100 cm左右的单孔先张空心板梁施工。

3 工艺原理

1)充分利用钢模的刚度和不易变形的特点，通过对钢内模尺寸和结构的合理设计，以及钢内模的自重，克服空心板梁内模无法拆卸、内腔结构尺寸不易控制的缺陷。

2)通过线杆连接器的使用，整体预应力的张拉技术，避免单根张拉导致梁体的受力不均引起的偏心现象，以及整体放张使张拉技术更趋于合理、科学和安全。

4 标准化施工方法

4.1 先张法预应力空心板梁施工工艺

先张法预应力空心板梁施工分以下几个步骤(见图1):

1)平整预制场地，场地硬化，分层碾压;2)测量放样，建造台座;3)绑扎底板钢筋;4)预应力筋铺设、张拉;5)安放钢内模;6)绑扎侧板钢筋、架立外侧模板和端模;7)绑扎顶板钢筋;8)浇筑底板、肋板和顶板混凝土;9)混凝土至少终凝后拆除内模板，时间通过现场试验确定;10)洒水养生或蒸汽养生;11)当混凝土达到一定强度时拆除外模板;12)当混凝土达到设计强度90%时，放张预应力钢绞线;13)截断钢绞线，并用混凝土封闭外露端头;14)将空心板出槽，移入存梁区存放。

4.2 制梁台座

梁场测量放样，设置槽式台座，槽式台座采用30 cm厚5%的灰土碾压密实，边传立柱截面为60 cm×60 cm(宽×高)，中传立柱截面为80 cm×60 cm(宽×高)，下端横系梁截面为60 cm×35 cm(宽×高)，间距为6 m，端部下锚横梁为80 cm×50 cm(宽×高)。全部用C30混凝土浇筑，底模用C40混凝土浇筑，人工打磨平整、光滑。

4.3 预应力钢绞线的摆放和张拉

1)放置固定横梁和移动横梁的地基要夯实硬化，防止下沉。保证钢绞线定位的准确，以及保护层厚度符合设计要求。预应力钢绞线在梁端用硬质方木刻槽定位，避免钢绞线的移位。固定横梁、移动横梁保证水平，连接器连接由厂家现场指导保证连接牢固和安全。

2)预应力钢绞线有效长度范围以外部分采用硬塑料管将失效范围的预应力钢绞线套住，以使预应力钢绞线与混凝土不产生握裹作用，失效套管采用内径20 mm的PVC硬管，摆放张拉连接前安放。张拉后钢筋绑扎前定位并用胶布将两端密封。预应力钢绞线有效长度以板跨中心线(斜板为斜向中心线)对称设置，确保板两端的失效长度一致。

3)张拉采用固定端夹片锚固，张拉端采用线杆连接器，预应力筋张拉时，从固定端先调整到初应力σ0，该初应力为张拉控制应力σcon的10%，伸长值从初应力时开始量测。将预应力钢绞线拉直，锚固端和连接器处拉紧，在预应力钢绞线上选定适当的位置刻画标记，作为测量延伸量的基点，再从张拉端张拉控制应力到σcon的20%并量测伸长值ΔL1，最后张拉到σcon，量测伸长值ΔL2，预应力筋张拉的实际伸长值(mm)按下式计算:

其中，ΔL1为初应力的推算伸长值，mm，采用相邻级的伸长值，即10%σcon～20%σcon的实测伸长值，mm;ΔL2为从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值，mm。

预应力筋的理论伸长值(mm)按下式计算:

其中，PP为预应力筋的平均张拉力，N，直线筋取张拉端的拉力;L为预应力筋的计算长度，mm;AP为预应力筋的截面面积，mm2;EP为预应力筋的弹性模量，N/mm2。

4)一端固定，一端多根张拉。千斤顶必须同步顶进，保持横梁平行移动，预应力钢束均匀受力，分级加载拉至设计张拉应力。

5)持荷，按预应力钢绞线的类型选定持荷时间2 min～5 min，使预应力钢绞线完成部分徐舒，以减少钢丝锚固后的应力损失。

6)锚固前，补足或放松预应力钢绞线的拉力至控制应力。测量、记录预应力钢绞线的延伸量，并核对实测值与理论计算值，其误差应在±6%范围内，若不符合规定，则应找出原因及时处理。所以钢绞线的实测值必须在462 mm和522 mm之间。第一槽的钢绞线实测值为(46+452+43+455)/2=498 mm，满足要求。

7)张拉满足要求后，锚固预应力钢绞线、千斤顶回油至零。8)预应力筋张拉及放松时，均填写施工记录。

9)各阶段张拉时，各千斤顶对应油表读数见表1。

4.4 模板

1)内模。靠近端部内模采用2 m一段，中间部分的内模采用1.5 m一段。每段模板分为顶板一块、角板四块，钢板厚3mm，每块内模顶板预留300 mm×300 mm的混凝土浇筑孔，顶板采用倒梯形设置，便于内模的拆卸。待底板混凝土浇筑完毕后，用320 mm×320 mm的钢板覆盖住。每块模板之间均采用高强螺栓相互连接。内模先在拼装场地整体拼装完成，用角磨机打磨去锈，并使接缝平整紧密，涂刷隔离剂，隔离剂涂刷均匀，不能太厚，一般涂刷两遍，并用塑料薄膜覆盖，以防粘上灰尘。待底板钢筋绑扎完成后，用龙门吊将内模整体吊入安装。为保证空心板梁内模的位置准确，以及确保空心板顶、腹、底板的钢筋保护层厚度，在内模与钢筋间每50 cm×100 cm间距设置高强度设计厚度的塑料垫块，内模底部每2 m设置两个马凳形支撑将内模撑起固定，马凳形支撑用φ10 mm的圆钢制作，距边部20 cm，确保板底部的厚度，并保证不易变形。测量内模顶面距底板的高度符合设计要求。2)外模。外模4 m一截，工厂按照设计制作完毕之后运至工地，用砂轮磨平焊缝，去锈。钢板厚5 mm，各块模板之间用螺栓联结，中间加压橡胶条。外模与底座之间嵌有橡胶条，以防底部漏浆。底部每隔0.5 m一道支撑，上口模板每隔1.0 m设置一根拉杆。为了保证模板就位后稳固，满足受力要求，模板支架每隔5 m设两根拉杆作为就位后的固定。立模时用龙门吊逐块吊到待用处，上紧拉杆及可调螺栓。拆除外模时，拆除拉杆和接缝螺栓，松掉可调螺栓支撑，逐步拆除。3)端模。端模采用高强度木板，具体尺寸根据空心板夹角进行调整。混凝土浇筑时，模板与钢绞线之间加压麻絮或海绵条，防止端模漏浆，影响其整体外观质量。4)拆模。a.混凝土浇筑完成后，待混凝土至少终凝后才可开始拆除内模，时间通过现场试验确定，拆模时保证梁体表面及棱角不受损坏。本次的拆模时间在12 h。b.安排两位身材瘦小的工人逐次拆除支架和组合模板，同时用两个大功率的鼓风机对内部进行鼓风换气，增加空气流动，提高含氧量。然后拆除外模。c.拆模时，防止模板碰撞梁板，人工卸掉螺栓，取掉木楔，用龙门吊将模板调离。5)放张。a.当混凝土强度达到标准强度的90%，且混凝土龄期夏季不少于144 h，春秋季不少于168 h，冬季不少于192 h，可以放张。b.多根整批预应力筋的放张，采用千斤顶法。放张分三次完成，间歇不少于10 min。两顶的回顶必须同步，回顶2 mm左右，不可太大，以免拉伤梁体。c.长线台座上预应力筋的切断顺序，由放张端开始，逐次切向另一端，用砂轮锯截断，放张后起拱在15 mm～17 mm之间，设计15 mm。