浅谈高速公路先张法预应力混凝土空心50 m梁板施工技术.pdf

9 8 管理施工 城 市道桥 与防 洪 2 0 1 4年 1 月第 1 期 浅谈高速公路先张法预应力混凝土空心 5 0 m 梁板施工技术 赵 汉 军 ( 陕西路桥集团有限公司 ， 陕西铜川 7 2 7 0 0 2 ) 摘 要 ： 先张预应力混凝土空心板由于其造价低、 施工简便速度快 、 抗扭性能好在我国高速公路发展中得到广泛的运用 ， 并在实 际工程中产生了良好的效益。该文结合实际工程案例， 阐述了先张法预应力混凝土空心 5 0 m梁板的施工技术， 可供相关人士参 考 。 关键词： 高速公路； 先张法预应力混凝土； 5 O m梁板施工 中图分类 号 ： U 4 4 8 2 1 + 2 文献 标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 4 ) O 1 0 0 9 8 0 4 1 工程背景及现状 在现代 的桥梁建设 中， 有很多工程采取先张法 预应力混凝土空心板梁施工技术 ，比如中铁四局 在山东省所完成的京沪高速公路和京福高速公路 等， 取得了不错的效益。这些已经完成的桥梁施工 中也遇 到了一些问题 ，特别是对于这种先张预应 力混凝土空心梁板 ， 由于其界面有较大 的挖空率 ， 并且结构层的厚度也较薄， 在施工中若控制不当， 这些缺点会特别突出，比如在 日东高速公路中的 曲荷段 ，在施工检查中发现空心梁板底板的高度 不同， 错台现象比较明显， 不符合预制梁架设的施 工标准要求 ， 因此这个问题不容忽视 。 本文针对曲荷段高速公路( 曲阜至菏泽 ) 施工 现场 的错台现象展开了相应 的探讨 ， 对先张板梁施 工相关的先进施工技术做出了有益的研究和探索。 2 高速公路先张预应 力混凝 土空心 5 0 m 梁板快速施工方法介绍 2 1 工程简介 曲菏高速公路是山东省交通的主干道之一 ， 该 段 内小 、 中、 大桥和通道总共有 6 4座 ， 其上部结构 主要是板梁结构 ， 共有 2 2 3 0片 ， 其 中先 张预应 力 混凝土空心板 占总数 的 6 0 ， 共有 1 3 2 0片。5 0 m 先 张预应力混凝土梁板共有 7 2 0片 ，预制梁 的总 工期为 1 2 个月 ， 必须要对施工方案进行比选才能 达到预制梁的快速优质施工 目的。 2 2 施工方案细节 2 _ 2 1 制作底模 底模的制作要满足下列关键条件： 坚固、 没有 收稿 日期 ： 2 0 1 3 1 1 - 0 4 作者简介： 赵汉军( 1 9 7 6 一 ) ， 男 ， 陕西彬县人， 工程师 ， 从事路 桥工程施工技术工作。 沉陷、 耐周转 ， 有平整光洁的顶面， 拥有很好的止 浆效果 ， 下面比较几种常见 的底模 。 ( 1 ) 木底模 ： 将方木固定在先张台座混凝土地 坪上 ，并在方木上面铺厚度为 3 e m的木板 ，结构 为墙包底 。此底模平整度不佳 ，不能解决漏浆 问 题 ， 并且容易损坏 。 ( 2 ) 钢筋混凝土底模： 将 2 0 c m厚的钢筋混凝 土底胎模铺在先张台座两传力柱之间的地坪上 ， 顶部做成厚度为 3 c m的水磨石，结构为墙包底。 此底模施工整体难度较大，也不能解决两侧的漏 浆 问题 。 ( 3 ) 改进的钢筋混凝土底模 ： 将 2 0 e m厚的钢 筋混凝土底胎模铺在先张台座两传力柱之间的地 坪上 ， 将原浆压抹处理光滑， 在沿着梁板长度方向 每隔 1 m要预先 留置一个对拉螺栓孔 。将 两条 5 cm 钢槽埋设在底胎模的两侧 ，并且在钢槽 内设 置 橡胶条， 结构为墙包底。此底模有较好的平整度， 并且底模和侧模之 间有很好 的止浆 效果 ，易于拆 封 ， 耐周转 ， 成本也较低。 根据 以上分析 ， 曲菏高速公路 比较适合选择第 三种底模方案 ， 在施工 中还必须注意 以下 内容 ： 底 胎模必须要保持光洁平整，侧面也要求平整和顺 直。 2 _ 2 _ 2 制作侧模 侧模板一般采取定型钢模板， 先要在工厂制作 成整块样式，这样既降低拆侧模后梁体模板之间 的接缝， 又能加快预制梁的施工进度 ， 侧模的具体 布置见图 1 所示。 2 _ 2 _ 3 钢筋制作 钢筋工程一般具有弯曲多、 钢筋密、 预留多等 特点， 并且具有较高的施工要求。要严格按照设计 图纸加工钢筋的形状及其尺寸 ，标准弯钩也必须 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4 年 1 月第 1 期 城 市道桥 与防 洪 管理施工 9 9 图 1 5 O m预 应力 空心板模板 示葸 图 按照规范进行标准加工 。 钢筋的安装工艺具体流程如下 ： 将腹板、 底板 和顶板钢筋绑扎在底胎模上将定位钢筋绑扎 在空气胶囊上采取 1 0 t 龙门吊将所用材料吊 装到 台座上穿钢 绞线 ( 注意要提前做好钢绞 线失效套管的相关处理准备) 。 安装钢筋需注意以下操作要点： ( 1 ) 用油漆在底胎模的外侧边 口标志出钢筋 的位置， 这样既方便施工进行 ， 又能保证钢筋整体 质量。 ( 2 ) 定位钢筋的弯钩必须要完成 1 8 0 。才能满 足要求， 并将其钩在底板的钢筋上 ， 这样做的 目的 是 防止 混凝 土灌 注过 程 中空气 胶 囊发 生 上 浮现 象。 ( 3 ) 做好 钢绞 线失效 塑料套 管 的相 关处 理准 备， 用胶带将朔料套管的端头绑紧， 防止水泥浆的 渗漏 。 2 - 2 4 模板 工程 模 板必须要保证有必要 的刚度 和强度 ，稳定 性也要达到标准，要能承担住施工过程中可能发 生的各项荷载 ， 5 0 m板梁 的几何尺寸要满 足设计 标 准。合 理地 分配模板 的结构 ， 便于拆装 ， 模板 的 表面要保 持整洁 、 无变形 ， 各处接缝要保证 严密不 会发生漏浆。内模一般采取空气胶囊 ， 要保证准确 的定位和牢 固的位置 ， 防止错位 、 缩胀 、 上 浮等现 象 的发生 。外模 的挠度小于 1 4 0 0 ， 内模 的挠度小 于 1 2 5 0 ， 为此， 模板两个支点的间距 ， 钢模板的面 板变形要在 1 5 m m之内。 2 2 4 1 外侧模 板梁的外侧模一般采取大型定型钢模板 ， 每 段距离是 5 m， 在工厂预先做成整块样式 ， 这样 既 降低拆侧模后梁体模板之间的接缝 ，又能加快预 制梁 的施工进度 ，模架支架 的焊接方式采用 钢焊 接。为了使外侧模的表面保持光洁， 还需要对外侧 模做 以下处理 ： ( 1 ) 将侧模板表面的氧化物去 除掉。 ( 2 ) 磨光操作采取砂轮手工方式。 ( 3 ) 用棉布 团对梁板表 面完成抛光处理 ， 露 出 板面的全部光泽 。 ( 4 ) 注意要涂油来保养。 ( 5 ) 使用之前要去除油渍 ， 涂上脱模剂 。 2 2 4 2 芯模 首先是 芯模 的材料选择问题 。芯模一般采用 空气胶囊保证准确和牢固的定位， 防止出现错位 、 上浮和缩胀等。芯模必须还具备充足的韧性并且 充气后不发生膨胀 ，这样才会使板梁的几何尺寸 更准确， 还能多次周转使用。其次是芯模不能发生 上浮现象。板梁施工常常会遇到芯模空气胶囊上 浮的问题 ，它对构件 的截面相关尺寸产生 了巨大 影 响 ，在施工 中一般采取加密定位钢筋 的方式去 将芯模固定， 其中每个定位钢筋之间间隔为 0 2 m， 这样能很好地防止芯模上浮。最后在穿芯模之前 要对其进行详细检查。将空气胶囊芯模穿人到梁 体之前 ， 必须要检查该芯模 是否有 问题 ， 比如漏气 等。与此同时， 对于那些重复使用的空气胶囊 ， 要 彻底清除其表面的混凝土块，将脱模剂均匀涂刷 在上面， 充气放置 2 h 后没有问题才能使用。 2 2 4 3 翼缘板侧模 在翼缘板的外侧的钢筋具有密度大 、 根数多的 特点 ，固定钢筋时采取的方法可以是定型橡胶带 留齿 口的固定方式 ， 橡胶带 的止浆效果不错 ， 并且 耐周转， 此工艺远比钉木板条等工艺优越。为了保 证侧边位置不发生变形，在橡胶带的外侧要用木 板条或者钢模去支撑 。 2 _ 2 _ 5 混凝土工程 2 _ 2 5 1 配合 比 板梁混凝土的坍落度要控制好， 不宜过大也不 宜过小 ， 太大会导致外表面的水斑、 气泡 、 砂线等 缺陷难以消除，太小则混凝土的密实度又很难得 到保证 ， 最佳为 7 9 e m。 混凝 土搅拌要均匀 。 混凝 土搅拌站设备最好能 自动计量 ， 要合理、 方便地放 置搅拌站， 最佳位置是制梁台座的中部。可以适当 延长搅拌时间，这样可以减少由于搅拌不均匀等 原因造成的色斑。混凝土的弹性模量要符合标准 设计要求， 还要保证混凝土的水灰比满足标准， 表 l 给出了水灰比的最大限值 ， 以供参考。 混凝土的水 灰比与强度的关系参考值见表 2 所列。 在实际工作 中， 可以根据现场条件 ， 参照此表来设置水灰比。 2 2 5 2 浇筑 混凝土的浇筑采取一次成型、 两次浇筑方式， 从 一 端向另外一端全面推进。底板混凝土铺筑完成、 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4 年 1 月第 1 期 城 市道桥 与防洪 管理施工 1 0 1 工序的快慢 ，因为龙门吊的吊装工作涉及到钢筋 骨架 的吊装 、侧模 的安装 、端模 和移梁等 多项工 作， 所以网络图的制作要着重考虑龙门吊， 以其为 主， 最好做到“ 换人不停机” 。 2 4 3 劳力的调整 为了提高工作效率， 每个工班可以分为多个小 组 ， 采取多条流水作业线。 经过对施工网络图的反复 优化 ，最后将原来需要 1 1 5 h的工序缩短 到 8 h ， 即每槽梁 问的流水步距减小 了 3 5 h 。图 4为第 6 道工序到第 9到工序 的施工优化 网络图。 图 4一 槽梁梁体 混凝土 浇筑优化 网络 图 2 4 4 兼顾全局 ， 改进三槽梁 的施工方法 梁厂设置 1 # 、 2 #、 3 #台座 ， 每个 台座分别 预制 一 个槽梁， 每三个槽梁是一个循环， 这样就使得整 个梁厂形成一条完整的循环流水作业。当固定好 相关机械设 备 、 建好梁厂之后 ， 要对施工方法进行 适当的改进 ， 开辟出多条流水作业线 ， 合理调整网 络 图并进行优化 ， 挖掘出最优化的施工方案。 施工 网络 图的优化需要 重点考虑的就是在放 张移 梁时要 同时使用两 台龙 门 吊， 而拆模 、 立模 、 混凝 土浇筑 等工作 只需要 一 台龙 门 吊即可工作 。 为 了尽可能地减少运输 时间 、 避免重复工作 ， 可 以 让两台龙门吊分别对立模和拆模同时作业，比如 当 1 #台座 的模板被拆下 之后 ， 没必要 吊到模 板存 放地去寄放 ， 而是直接 吊到 2 #台座去立模 。通过 周 密的考虑 ， 把规范 预应力先 张空心板 梁施 工工 艺 中所规定 的安装 钢筋骨架 、 张拉 钢铰线 、 底模 的修整 、 穿钢绞线合并到一个工序里去 ， 立模 单独 为一个 工序 ，穿空气胶囊 、浇注墙身及顶板 混凝 土 、 梁面拉 毛 、 浇注底 板混凝 土作为 一个工序 ， 蒸 气 和拆模 作为一个工序 ，移梁和放张钢绞线合并 为一个工 序 ，这样 就只需要对这五个大 的工序进 行相应的控制 ， 便于管理 。在优化施工之前生产一 个循环( 三个槽梁) 的梁所需时间为 1 6 0 h ， 优化之 后只需 7 2 h ， 即每槽梁 生产平均只需 2 4 h 。 优化施 工方案之后生产 7 2 0 片 5 0 m先张预应力混凝土 空心板梁需要 1 8 0 d ， 即只需要 6个月 。在优化施 工 之后 ，要在 已经预制 的空心梁板上 写明生 产 日 期 ，同一个桥的同一跨最好使用生产 日期相同或 者相近的空心板梁 。虽然很多板梁都是通用 的， 但 不能将生产时间相隔较长的板梁混合使用。 2 5 小结 ( 1 ) 曲菏 高速公路预制梁厂通过合理 的优化施 工措施 ，用时 1 6个月完成了 1 3 2 0片预应力混凝 土先张空心板梁 的制作 ， 比预期提前一个月 完成 ， 并获得了空心板梁的快速施工方法。 ( 2 ) 龙门吊的使用是预制梁最关键的设备 ， 施 工 的具体安排要 以龙 门吊为主 ，这样就能避免各 项工序发生不必要 的冲突 ， 从而产生窝 二 。对工期 产生较大 的影响。 ( 3 ) 施工 开始的时候要 细化各项_丁序 ， 根据现 场情况 和相关设备 的布置推算 出各项 T序 所花时 间。龙 门吊的使用频率最高 ， 梁厂建造时要选用性 能佳 、 行走速度快 、 比较耐用 的龙门吊。 ( 4 ) 设计梁厂时 ， 要综合考虑经济 因素 和施 工 工期 因素 ，比如该高速公路路段预制梁厂 每增加 一 个预制台座 的花费大概为 2 5万元。因此需要在 满足施工条件 的情况下尽量减少 台座 的数量 。该 方案经过优化之后减少 了 2条预制 台座 ，节省 5 0 万 元 3结 语 本文对高速公路先张法预应力混凝土空心 5 0 m 板梁 的施工制作做 了较为深入的研究 ，解决 了部 分相关的难题 ，并提出了较为可靠的优化施工方 案 。本文的成果 已经在全 国各个地 方的高速公路 得到使用 ， 收获 了良好 的经济和社会效益。当然此 法也还有值 得完善的地方 ，需要相关人 士共 同研 讨 和实施 ， 以推进我国高速公路 的发展。 参 考文献 1 李 晓东 先 张法预应力空 心板施工叨 山西交通科技 ，2 0 0 7 ， ( 0 6 ) 【 2 】朱堪威 预 应力 先张技 术在 桥梁 施 工中 的应用 l J I 建材 技 术与 应用 ， 2 0 0 8 ， ( 0 7 ) 3 】 陈令峰 浅析福建某成品油码头工程引桥空心板预制施工 J 1 中国西部科技 ， 2 0 0 9 ， ( 2 5 ) 4 温红茹 先张法预应力混凝土空心板梁在桥梁建设中的应用 黑龙江科技信息 ， 2 0 0 8 ， ( 1 O ) 5 柴浩强 预应力先张技术在桥梁施工巾的应用探讨 建材与装 饰( 下 旬刊) ， 2 0 0 8 ， ( 0 7 ) 6 蒋公超， 孙益斌 先张法预应力空心板施工简介 科技信息 ， 2 0 1 0， ( 0 9 ) 7 罗浩 阳 桥梁施 工 中先 张法 预应力 空心 板梁技 术 的应用 J 1 广 东科 技 ，2 0 0 7， ( 1 5 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m