浅谈先张法预应力板梁的预制与安装

2014-04-16周监清刘长明

交通科技 2014年1期

周监清刘长明

（江苏科兴工程建设监理有限公司南京 210000）

宝应船闸下闸首公路桥梁上部结构为20 m先张法预应力混凝土空心梁板，板高0.95 m；曲线段空心板根据20 m先张法预应力空心梁板修改，板高0.95 m；25 m先张法预应力混凝土空心梁板；桥面连续采用4跨1联（计2联）和3跨1联（计2联），共4联。

由于现场施工场地不能满足板梁预制要求，宝应船闸下闸首公路桥预制板梁均由建湖市板梁厂集中预制。预制场内安装载重200 k N及500 k N的龙门吊负责场内运输及构件的移动，梁的成型采用厂制大块钢模，预应力采取成组张拉的方法进行，插入式振动器振动成型，必要时采用覆盖封闭式蒸汽养护。

1 施工工艺

1.1 梁板预制的工艺流程

清理固定台座→板梁底模制作→穿钢绞线、钢绞线失效段包裹→设备校验→张拉→（应力、伸长率双控）→扎底板钢筋→扎顶板钢筋→安装侧模→综合检查→浇筑底板混凝土→心模定位、冲气→浇筑腹板、顶板混凝土→养护→抽拔心模→拆除侧模→养护→放松预应力剪断钢绞线→脱模→吊梁出坑→堆放→封头。

1.2 台座设计与制作

张拉台采用台式张拉台，共6排，每排80 m，台座之间相距1.5 m，以便拆装模板和施工畅通。台座用水磨石磨光磨平，并涂抹脱模剂，使空心板梁底面平整，光滑美观。台座预设外模对拉螺栓套孔，并用L75×50的角钢包角。张拉台设置在台座两端，并与空心板预制台座相连为一体，两端台座采用整体式张拉台。张拉台台座基坑深2 m，底宽3 m，上宽0.5 m，上面用［36工字钢作成活动的张拉底座，混凝土底座内布置钢筋，使其能保证足够的强度和刚度。其抗倾覆安全系数应大于1.5［1］。

1.3 钢绞线穿束与张拉

（1）长线台座生产先张预应力空心板，采用自块中间向两侧对称进行单根张拉的方式。采用25 t穿心式张拉千斤顶进行张拉，配合使用量程80 MPa的油压表，并进行配套检验，划出张拉力油表读数曲线确定不同控制张拉力的油表读数（施工前应对张拉机具设备等进行检查，并对千斤顶、油表进行标定）。确定钢绞线下料长度，穿索固定，确定预应力失效段，对预应力钢绞线有效长度以外的部分采取PVC管进行失效处理。套管两端务必用塑料管或橡胶管封闭紧密，不得漏浆，确保预应力筋与混凝土不结合。

（2）张拉时，台座两端及两侧3 m范围内严禁非工作人员进入。张拉采用应力与伸长量双向控制，按照设计应力值进行拉力操作控制并同时比较伸长量理论计算值和伸长量实测伸长值，张拉伸长量实测伸长值与理论值相差不超过±6%，否则应停止张拉，检查原因。张拉过程中出现钢绞线崩断应查明原因后进行处理，一般要求对断裂钢绞线进行更换。在整个操作过程中，台座上要保持清洁，钢筋和钢绞线切勿沾上油污。

（3）钢绞线静停与检查。钢绞线张拉完毕后为保证施工质量及安全应停放不小于8 h，并仔细检查有无断（滑）丝。断（滑）丝数量不得超过同一构件内钢丝总数的1%，否则应采取措施进行处理［2］。

1.4 钢筋制作与安装

（1）调直、除锈。钢筋特别是盘圆钢在加工前进行调直、除锈。采用冷拉方法调直，并注意Ⅰ级冷拉钢筋的冷拉率不大于2%。

（2）钢筋的焊接。纵向钢筋采用闪光对焊或电弧焊。钢筋焊接前必须根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊。焊工及电弧焊工必须持证上岗。钢筋焊接质量及长度区段内钢筋接头面积均应符合技术规范要求。

（3）钢筋制作、绑扎。①钢筋制作应根据构件设计图纸及技术规范要求的容许偏差进行加工与控制；②本工程控制钢绞线中心距底模的高度除了张拉固定横梁上锚垫板孔起作用外，在每块构件两端的钢绞线均设置了固定尺寸的角钢及木条；③钢筋的交叉点应用铁丝绑扎结实，箍筋应与主筋垂直（斜交板板端加强钢筋除外）；④应根据保护层厚度要求适量设置钢筋与模板间的塑料垫块，并应与钢筋扎紧，互相错开；⑤浇注混凝土前应对已经安装好的钢筋及预埋件进行认真检查。

1.5 模板安装

空心板梁预制模板采用定型大块钢模，纵向分节长度为10 m，面板采用δ8钢板，用L63×40的角钢构成加固框架，以确保强度、刚度和平整度满足施工规范要求。相邻的两块模板采用楔形搭口，用螺栓连接，可防止漏浆及消除相邻模板搭接缝痕，使浇注的空心板梁表面光滑美观。模板拼装前应将表面清理干净，并刷同一种脱模剂。

1.6 混凝土浇筑、养生

（1）配制混凝土用材料、配合比。配制混凝土时，要求水泥对混凝土结构强度、耐久性和使用条件无不利影响，且以所配制的混凝土强度达到要求，收缩小、和易性好和节约水泥为原则。水泥的运输、储存应防止受潮。若水泥受潮或存放期超过3个月应重新取样检验并按其复检结果使用，砂、石子、拌和用水的采集、存放、使用均应符合技术规范。

（2）混凝土配合比的设计、试配应使用施工实际采用的材料。配制的混凝土拌和物应满足和易性、凝结速度等施工技术条件，要保证制成的混凝土符合强度、耐久性等质量要求。搅拌混凝土前应测试砂石含水率，调整用水量并下达施工配合比。

（3）混凝土搅拌、运输。为了保证混凝土拌和质量，混凝土搅拌机械采用强制式搅拌机，预制场采用JS500型强制式搅拌机进行混凝土搅拌。根据混凝土配合比设计的塌落度等参数确定其搅拌时限。每工作班不少于2次检查混凝土拌和物的均匀性及其他各项性能。应根据气温情况控制混凝土拌和物从搅拌机出料起至浇筑入模时间。严重泌水或塌落度不符合要求时应进行第二次搅拌。搅拌时不得任意加水，否则要同时加水和水泥以保证其原水灰比不变。若仍不符合要求，则不得使用。

（4）混凝土浇筑。浇筑混凝土前应对模板、钢筋、预埋件及混凝土拌和物质量等逐一再检查，确认无误后方可开始进行。混凝土浇注时先浇注底板，然后打开预留空气胶囊并充气0.1 Mpa后固定，再浇注气胶囊两侧和顶板。浇注层不得大于30 c m。混凝土入模在充气胶囊内模两侧同时对称进行，并随时检查内模是否位移、上浮和变形。上浮通过纵向和环形钢筋控制，对位移和变形应加强检查，并随时加固调整。振捣采用插入式和附着式振动器捣固密实。使用插入式振捣器时，振动器不得碰撞预应力钢绞线、充气胶囊和失效管。其插入点要交错排列，从两侧同时振捣，以防止充气胶囊心模左右移动，并避免震动棒端头接触心模，出现穿孔漏气现象。预制板顶面混凝土要按施工规范进行拉毛处理，以利于跟现浇混凝土的结合。

（5）混凝土养护。为加快混凝土强度增长速度，加速台座周转，在低温季节采用蒸汽养护，在夏季等高温季节采用自然养护。当梁体混凝土浇筑完成后即应按规定覆盖，进行养护。梁体拆模后，采用白色无纺土工布覆盖进行自然养护，自然环境温度大于10℃，应对梁体海绵体表面进行洒水养护，养护时间不得小于7 d，白天1次／h，夜间1次／4 h，向阳面、风面可多洒一些水，洒水次数应使混凝土表面充分潮湿为度。当环境温度低于5℃时，严禁对梁体进行洒水养护。

1.7 钢绞线放张

按设计要求混凝土的强度达到设计强度等级的80%后才能放张。预应力钢绞线放张采用千斤顶整批放张的方法。放张前同时对2台顶推式千斤顶进油，待千斤顶油柱伸出满足构件位移程度时安装活动横梁与钢绞线锚定用螺杆、连接器（安装时及放张全过程活动横梁与固定横梁应始终保持平行），对千斤顶油缸进油（必须控制好进油压力），待松开端部紧固螺母，缓慢将千斤顶油缸回油。油压表降至0且构件停止位移后，采用砂轮锯按顺序切割钢绞线，割线顺序纵向由台座跨中向两端分割，横向由两侧向中间对称割线，以保证每次割线对梁体只产生最小侧向弯矩。每一轮割线纵向将同一根钢绞线在所有梁两端同时割断。结束后注意测量起拱值，钢绞线张拉及放张情况必须如实记录填写资料。

1.8 模板拆除

模板的拆除期限应根据混凝土所达到的强度而定。构件侧、端模的拆除，应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆模而损坏（一般应在混凝土抗压强度达到2.5 MPa以上时）方可拆除。拆外模时，首先拆出端头模板，然后松开对拉螺杆和两边支撑，拆除两边侧模，因为模板属大面、小厚度钢结构，侧向刚度不大，所以在拆除、起吊等作业时应防止模板发生塑性变形。

1.9 板梁的出槽及存放

（1）起吊。在制梁台上进行起吊，穿钢丝绳时注意钢丝绳要顺直，排列整齐，不得出现挤压、弯死现象，以免钢丝绳受力不均而挤绳。预制梁时在梁端预埋吊装环，起吊钢丝绳的保险系数应达到10倍并经常检查。起吊时，吊起20～30 c m后，要检查各部位有无不正常变化，确认情况良好且无障碍物、挂拌物后，方可继续提升，前后高差不得超过2%。

（2）行走。龙门吊行走轨道保证结实、平顺，无三角坑，龙门吊要慢速行走。作业人员统一口令，司机必须持证上岗，按照指挥人员的信号进行操作，龙门吊4个角设专人看护。

（3）存梁。按编号有规划地存放，以方便架梁时取梁。梁体的存放高度最大不超过3层，在梁的两头设置牢固的存放支座，使梁处在简支状态下存放，不得将梁直接放在地上，以免地面不平引起梁片上部受拉而使梁上部产生裂缝甚至断裂。预制场的存梁区根据构件规格砌筑了片石混凝土存梁墩，构件的堆放按调运及安装顺序堆放并做到构件放置在垫木上，吊环向上、标志向外。混凝土养护期未满时，应继续洒水养护。将构件端部多余钢绞线用砂轮切割机切除并进行防腐处理。全面检查构件几何尺寸及外观质量，填写有关资料。构件存放时间不得大于90 d，并做好存梁区的排水工作，防止地表水冲刷存梁地面引起下沉。