关于后张法预应力混凝土空心板施工技术的分析研究

2021-07-15曹沛科

中国设备工程 2021年13期

曹沛科

（山东高速畅通路桥工程有限公司，山东潍坊 261506）

预应力空心板梁在预制、安装过程中会受人为、机械装备、材料、技术、环境因素影响，这些因素会直接或间接地影响梁的外观质量、结构安全性、耐久性和使用寿命，作为桥梁的承重构件，施工过程必须重视空心板施工技术要点。

1 工程概况

高密市北平路北胶新河大桥设计9孔-20m简支结构体系梁桥，全长186.04m，桥宽为净11m+2×0.5m防撞墙，全宽12m。上部结构采用C50后张法预应力混凝土空心板，梁宽125mm，梁高95mm，边板悬挑380mm。桥面铺装采用三孔一连续，全桥共三联，汽车荷载为公路-Ⅰ级。

2 空心板预制、安装施工技术要点分析

（1）空心板预制工艺流程。施工准备→预制梁台座设置→绑扎非预应力钢筋→穿波纹管、定位→安装模板→钢筋间距、标高、保护层自检→监理抽检、签认→浇筑混凝土→养生→拆模→预应力钢绞线就位、张拉钢绞线→孔道压浆、封锚→监理检查签认→移梁、存放。

（2）施工准备工作。板梁预制前，要根据设计图纸要求及梁板预制数量规划预制场地并对预制场地地基进行平整、硬化；施工前，要对专业厂家生产的钢模板进行试拼装和交工检验，确保模板尺寸无误、接缝密合。

（3）预制梁台座设置技术要点。预制梁台座采用C30钢筋混凝土浇筑，台座顶面应光滑平顺，宜用水准仪找平，高差控制在2mm以内。台座四边预埋角钢，防止施工过程发生棱角受损破坏。为防止梁板张拉时发生基础变位、满足张拉要求，预制梁台座基础均应采用30cm厚C30钢筋混凝土浇筑。底模采用4mm厚通长钢板，安装底模后确保表面光滑、平顺并及时涂刷脱模剂。为减少钢板接缝、保证板梁成型精度和外观质量，空心板侧模采用厚度为6mm的整体钢模；侧模骨架采用槽钢材料制作，槽钢纵向间距宜为700mm，横向间距宜为300mm。

（4）钢筋加工技术要点。预制板使用的非预应力钢筋采用HRB400、HPB300型号。钢筋工程施工严格按照规范、设计图纸的要求进行，与板内构件干扰的钢筋严禁进行切断处理。必须重视骨架钢筋的加工质量，保证骨架的刚度和稳定性；箍筋加工要由业务熟练钢筋工进行操作，保证严格按照设计图纸的要求控制尺寸和弯曲的角度。

（5）波纹管安装技术要点。本工程预应力钢绞线管道采用D56、D67圆形金属波纹管，安装前，严格进行外观和尺寸检查，并按规范和标准对波纹管在集中、均布荷载作用下的径向刚度，荷载作用下的抗渗等指标进行检测，检验合格后方可投入使用；波纹管应严格按照设计图纸规定曲线坐标位置安装，为防止管道位移，继而影响结构受力，须采用Φ8“井”子型定位钢筋将波纹管固定。定位钢筋每50cm设置一道，安装完毕，要检查管道线形确保圆顺。为防止管道堵塞，波纹管安装后须及时进行通孔检验，并及时将管道两端端面封堵，以防杂物进入波纹管。

（6）混凝土浇筑施工技术要点。本工程预制梁板使用C50混凝土，全部梁板均采用同一品种、强度为62.5级、52.5级硅酸盐水泥，粗集料的最大粒径不宜超过2cm。混凝土浇筑前，应按施工图设计规定安好钢筋和预埋件等，并提前做好隐蔽工程报检，经监理检验合格后，才可浇筑混凝土。为预防波纹管因浇筑混凝土时堵塞，必须提前将波纹管做密封处理。在浇筑空心板时，要加强混凝土坍落度的检验，确保在设计范围内，同时严格控制最大水灰比和控制最小水泥用量350kg/m3。混凝土按照自空心板两端斜向分层、对称、水平顺序浇筑且一次浇筑完成，每层浇筑厚度不得超过30cm。混凝土振捣采用φ50、φ30两种规格的插入式振捣器，用于不同钢筋密度间的振捣。混凝土振捣由经验丰富的混凝土工操作，应避免插入式振捣器触及波纹管、预埋件等，并随时检查模板松动情况及管道是否受损、预埋件等否发生位移现象，存在问题及时处理。

（7）预制板养护、拆模技术要点。混凝土浇筑完毕后，应及时对板顶面进行收浆、抹光处理。混凝土浇筑初凝后对梁板顶面进行拉毛，深度为0.5mm，保证100mm×100mm面积中不少于1个点，以利于后期与现浇桥面铺装结合良好。采用土工布覆盖并按规定洒水养生，一般连续洒水养护时间为7～14天，气温较低时（低于5℃），不得采用洒水养护方式。空心板混凝土强度达到规定拆模强度后才可拆模，具体拆模时间由混凝土试验结果确定。

（8）钢绞线加工、安装技术要点。本工程采用φs15.20mm钢绞线作预应力钢束，标准强度fpk=1860MPa，弹性模量Ep=1.95×105MPa，松弛率P=0.035，松弛系数￡=0.3。预应力钢绞线进场后应对每批钢绞线按规定的数量、方法进行表观质量、直径偏差和力学性能进行检验，合格后方可使用。钢绞线在使用前须整直处理，下料应在固定的工作平台进行，应使用砂轮或切断机切割，以确保切口平正，切割后用细铁丝绑扎切口两端。下料过程严格按规程操作用电设备、切割设备，确保用电安全及避免切割锯片飞出伤人。下料长度应综合直线长度、曲线增量、加锚固段长度、张拉平直段长度、张拉预留工作长度（600mm）经计算确定，下料后钢绞线不得直接接触地面，亦不得在原地拖拉，应当采取垫高方式（距地面≥20cm），同时，采用塑料薄膜覆盖严密，以免生锈及避免腐蚀性气体或介质侵蚀。预应力钢绞线应逐根编码于钢绞线两端后按设计规定进行预应力钢束编束，编束后，每隔1m用细铁丝绑扎牢固。预应力钢束穿束前须将端头包裹严实且穿束速度要缓慢，以防对管道产生损伤，同时，确保穿束前管道通畅未被堵塞。

（9）预应力钢束张拉技术要点。预应力钢束张拉工作必须待同期混凝土试件强度达到设计强度100%后方可进行，同时，满足7天以上龄期要求，以确保混凝土的强度和弹性模量达标。本工程预制梁板长度20m，预应力钢束采用两端同时张拉方式，按照左N1-右N2-右N1-左N2顺序进行。预施应力采用双控措施，以油压表读数为主，以伸长量进行校核，预应力钢束张拉时两端伸长量保持一致，实际伸长值与理论伸长值的误差不得超过规范要求。梁板两端操作人员应保持沟通及时，油压表读数和伸长量数据应互报，统一油压上升速度，并做好相关记录。预应力钢束张拉是预制梁板的质量控制的要点，因此，要足够重视张拉工艺和质量。张拉工作需由专业技术人员操作，张拉设备操作人员必须经专业培训合格，持有相应特种作业操作资格证。张拉工作属于危险性较大的分部分项工程，施工现场必须设置明显的警示标志，严禁无关人员进入，张拉前后做好安全、技术交底工作。

（10）压浆施工技术要点。预应力钢束终张拉完毕后，应将多余的钢绞线切除并在规定的时间内进行孔道压浆，压浆质量直接关系着预应力梁板结构的耐久性。本工程压浆材料采用C50水泥浆，压浆前，应进行生产配合比验证、浆液性能验证及工艺验证，确保浆液满足设计要求和符合施工工艺条件。压浆前应确保制浆机、压浆设备、配套设备的可靠性满足要求，在可能出现压浆不饱满的管道处应设置检测孔，布置数量和位置根据工程实际确定。压浆使用的出浆口、排气口应使用耐压管，压浆前后均应保持垂直状态，且压浆管在压浆前应处于封闭状态。压浆应均匀、缓慢进行，同一孔道的压浆应连续，不得中断；曲线孔道压浆时，应从最低点压浆孔进入。压浆后，如检查孔道存在不实现象，应及时进行补压浆处理。

（11）封锚施工技术要点。压浆完成后，应及时对空心板锚固段采用与空心板结构相同强度混凝土（C50）进行封锚处理，工艺流程：设置端部钢筋→固定→检查验收→浇筑混凝土→养生。待压浆液达到规定强度值后，方可进行预制梁板吊装、移运。

（12）预制空心板安装施工技术要点。本工程为20m空心板，采用两台50t汽车吊于板两端同时起吊架设，人工配合调整将梁板精确运至桥墩台帽位置，并确保表1安装实测项目符合要求。