先张法预应力砼空心板预制施工工法.doc

先张法预应力钢筋混凝土空心板施工工法

中国一冶深圳分公司
二○一二年九月

目录
1前言 1
2工法特点 1
3适用范围 1
5施工流程及施工要点 1
6材料及机具 7
7质量监控 8
8安全生产 8
9环保措施 8
10效益分析 8
11工程实例 9

先张法预应力砼空心板梁预制工法
1.前言
先张法预应力砼空心板梁板主要用于桥梁的上部结构，能有效减轻大跨度梁板的重量，降低建设成本。 先张法预应力钢筋混凝土空心板的工艺：是在浇筑混凝土前张拉锚固于台座横梁的预应力钢绞线，待混凝土强度达到规定强度时（不小于设计强度的75%），放张预应力筋，这样就因预应力筋的弹性回缩通过与预应力之间的粘结作用，使混凝土获得预压应力。
根据深圳市107国道改造工程项目第八标段茅洲河主线桥预应力空心板施工经验编制本工法。
2.工法特点
2.1提高了空心板的砼外观质量,能够达到混凝土表面平整光滑，色泽均匀，无碰损和污染，不出现普通混凝土的质量通病。
2.2 有效控制板体尺寸，确保优良率；
2.3 施工工艺简单、质量可靠，施工安全，可集中工厂化生产。
2.4减少了运输环节，同时大大节约成本。
3.适用范围
本工法适用于高等级公路、城市道路、机场道路等的桥梁空心板施工预制。
4.工艺原理
工艺原理：是在浇筑混凝土前张拉锚固于台座横梁的预应力钢绞线，待混凝土强度达到规定强度时（不小于设计强度的75%），放张预应力筋，这样就因预应力筋的弹性回缩通过与预应力之间的粘结作用，使混凝土获得预压应力。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1 施工工艺流程（如下）
预制张拉生产线设计制作→构件底模制作及刷脱模剂 →钢绞线铺设→预应力筋第一次张拉(60%F设)→钢筋绑扎→侧模板安装→充气胶囊安装→预应力筋第二次张拉(105%F设)→充气胶囊充气→混凝土浇注→现拆胶囊后拆侧模→构件养护→预应力钢束放张→构件出槽存放。
5.2 施工操作要点
5.2.1
预制张拉生产线设计制作
1．张拉台座设计制作
建设长线张拉台基础，台背（牛腿柱）台座是以传力式设计的，为钢筋混凝土结构，经计算有足够的耐压强度，并保证在预应力钢绞线张拉过程和其它工序施工过程中无变形现象，从而保证钢绞线的张拉值和施工安全。
2．张拉梁的制作与使用
长线钢绞线张拉梁用A3.30mm厚的钢板和两件40工字钢拼焊而成的，分别为张拉固定梁和张拉行梁两种，而张拉固定梁是用于长线钢绞线张拉固定钢绞线的位置和锚固钢绞线的作用。其张拉行梁是钢绞线张拉使用的，固定梁或张拉行梁的通孔位置设置是根据各条不同预制空心板的钢绞线数量、钢绞线间距而设置的，张拉梁的结构有足够的刚度，保证在施工过程中无变形现象，并保证钢绞线张拉值的准确与安全。
在安放张拉固定梁和张拉行梁时，其水平对称线与底模中心线对中，并用木楔调整高度，使张拉梁对称轴线与台背柱横轴线对中，将该长线槽内的底模纵轴线引到张拉台座的面板上，并按设计要求该长线槽预制板所需的钢绞线固定在已经定好位的张拉梁上。（张拉梁的孔位、间距、数量是根据预制板配筋设计设的）。张拉梁的孔距、数量准确无误，各不同规格的梁板都是专用。

预应力张拉生产线图

5.2.2底模制作及刷脱模剂
长线张拉槽底模设在两张拉台背之间，以钢筋混凝土的结构建设，本工程长线张拉槽全长105米和108米两种，分两次浇筑混凝土，第一次先浇筑30公分的基础平面砼，在浇筑基础平面混凝土的同时预埋底模和传力防护墙的钢筋，基础平面混凝土强度达到一定强度后绑扎底模的钢筋骨架和焊接底模周边的角钢，而后支模板浇筑混凝土，底模的上平面高于基础平面混凝土5公分。底模混凝土强度达70％后铺设菲林板，，各部位严格几何尺寸，保证设计及规范要求。传力防护墙的施工与底模的施工互相以时间差安排施工，先绑扎好钢筋骨架而后支模板再浇筑混凝土，该墙的作用是为张拉台背传力又保护施工人员安全。
底模制作完后涂刷脱模剂，脱模剂涂刷均匀，涂刷到底模的每个部位，为了保证构建成型后的质量。涂刷脱模剂后不能立即浇注混凝土时，及时用塑料薄膜粘贴覆盖。
5.2.3钢绞线的敷设
1.放钢铰线之前首先检查确认该钢铰线的直径与该槽预制板设计要求的钢绞线直径是否相同，确认无误后引线，在放线时沿底模的纵向每隔2－3米横向设一条约4×4cm的小木方，预防钢铰线被底模的脱模剂污染，影响钢绞线与混凝土的粘结，钢绞线的长度保持一至，钢绞线的数量符合该趟线（槽）预制板的设计要求，使用处理各根钢绞线失效作用的塑料管，按设计要求的长度分别穿在钢绞线上以便张拉后定位。以上提到的小木方的厚度应该与钢绞线保护层的厚度等同，待钢绞线张拉后，部分小木方取出，部分用于控制钢绞线的混凝土保护层厚度。（留下的小木方的位置在各块板端模板的外边）

②钢绞线加工
钢绞线下料长度按下列公式计算
L=L1＋L2+L3
L1 该长线槽所有布置预制板的累计长度
L2 该长线槽所有预制板两板之间的间距累计长度
L3 全槽两端板外端线以外与精轧螺纹钢的接点长度。
钢铰线以据以上长度引放后用无齿锯切断，并以顺序编号挂牌以便穿失效作用的塑料管时方便施工、准确无误，待塑料管全部穿好后就以排列的顺序把钢铰线和张拉固定梁上的精轧螺纹钢的杆线连接器逐根安放，待张拉。
5．2.4预应力筋第一次张拉(60%F设)
张拉程序：0——15%初应力——60%F设——105%F设——锚固、持荷2分钟
（1）钢绞线进场后取样进行检测，确定计算弹性模量，算出钢绞线达到设计预应力值时的伸长量。
（2）标定后的张拉设备应统一编号，固定使用，防止混用，校顶频率按使用200次或6个月为一个周期，定期配套校顶。预应力锚具应仔细检查外观有无裂痕，并按规定抽样做复试。
（3）钢绞线在张拉端头集中下料，便于钢绞线穿入，下料长度测量准确后采用砂轮机切断。
（4）张拉工艺：方法采用多根单向张拉。首先用千斤顶将单根钢绞线张拉到15%的应力，并锚固与端横梁上，确保同批钢绞线的顺直和张拉后的初应力一致，并使活动横梁与固定横梁保持平行。
预应力筋是为了调直预应力筋，防止与底模接触，方便钢筋的绑扎和重启胶囊的安装。
5.2.5钢筋的绑扎

架立筋和构造筋在加工制作时，根据图纸设计加工成型，而后绑扎，各筋位置要求准确、绑扎牢固。

钢筋绑扎成型图
5.2.6侧模板安装
侧模应先编号，按号入座，便于组装与支立，侧模与底模紧固采用螺栓顶杆。海棉条封缝，模顶面采取螺栓拉杆，两侧采取花兰螺栓对拉的方法，使其在施工中不产生跑模和漏浆现象。支好模后严格检查各几何尺寸，模板上的隔离剂不得沾污在钢筋上
5.2.7.充气胶囊安装：
侧模安装后穿放胶囊，使用前充分检查，认为无漏气现象方可使用。
5.2.8预应力筋第二次张拉(105%F设)
充气胶囊安装，钢筋绑扎和侧模安装完毕后，对预应力筋进行第二次张拉（即终拉）张拉力为了为了达到要求为张拉设计要求荷载盈利的105%。并持续两分钟。
5.2.9充气胶囊充气
胶囊安放后，在第二次张拉后进行充气，气压控制在5kg/cm2,充气后严格检查控制胶囊上浮的钢筋是否完备，无误后方可继续浇筑侧板砼
5.2.10混凝土浇筑
由于底板砼浇筑，要求充分保证砼的密实，振捣采用平板振捣器作业，振捣时严禁振捣器碰到钢绞线，反复振捣直到砼不再下沉密实为止，但不得过振，表面呈平坦、泛浆为止。
侧板混凝土浇筑由一段向另一端对称浇筑，顶板同时并行施工。分层浇筑振捣，采取插入式振捣棒振捣，并保证砼密实，表面无气泡，无过振现象，在浇筑砼时设专人检查模板和预埋件的稳固。变形情况，发现问题即时处理。顶面砼初凝后进行板顶刷毛。在浇注砼的同时留砼试件，用于为放张提供强度参考也用于砼强度检测。
5.2.11现拆胶囊后拆侧模
1拆胶囊：待砼浇注毕后，待砼进入终凝后有一定的强度后先缓慢放气，同时观察顶面有无裂纹，无裂纹即可拔出胶囊，拔出的胶囊用水将表面的水泥浆清洗干净，置于阴凉处，以利下次使用。
2.侧模板拆除：
混凝土浇筑完成，达到一定强度后即可拆除模板，以加速模板的周转。但拆除时间不可过早，以防混凝土结构损坏、变形。拆模时要防止混凝土受到振动、损坏。对已拆模的空心板应在混凝土达到设计要求的强度后，方可承受全部计算荷载
52.12构件养护
养护是混凝土浇筑成型后，使其表面维持适当温度和湿度，保证内部充分水化，促进强度不断增长的重要环节，对于混凝土质量有很大影响，因此，必须按照规定养护。
混凝土养护采用天然气温养护，要在养护期间经常补充水分。补充水分的方法和数量根据气温、空气湿度和混凝土中水分的蒸发速度等情况而异，以混凝土经常保持湿润状态，满足硬化所需水分为准。
混凝土养护过程要注意以下事项：
（1）混凝土养护用水技术条件和拌合用水要相同；
（2）当气温低于5°C时，要覆盖保温，不得向混凝土面或覆盖物上洒水。
（3）空心板要采取防水措施，在混凝土浇筑后7d以内不得受水冲刷、侵袭。当水具有侵蚀作用时，要保证混凝土在浇筑后14d以内且在混凝土强度达到70%以前，不受水侵袭。
（4）在混凝土强度达到2.5MPa以前，不得使空心板承受行人、运输工具、模板、支架及其他各种外部荷载。

现场预制预应力板现场养护图
5.2.13预应力钢束放张
养护终止后立即压随梁试件，证实砼强度达设计强度后放张，放张采用整体放张法。放张后断线，断线时由两侧对称由外向内一根一根的用无齿锯切断，然后用防锈漆封闭外露端头。
5.2.14板梁出槽存放
用汽车吊吊将梁吊出张拉台，吊入存梁区存放。
6．材料与机具
6.1 材料
（1）混凝土强度：纵梁采用C20，台座采用C30。
（2）钢绞线性能参数
级别

公称直径
(㎜)
公称面积
(㎜2)
破断荷载
(kN)
千米重
(kg/km)
延伸率
(％)
270
15.24
140
260.7
1102
≥3.5
6.2 机具
锚具多次重复采用OVM15-1型工具锚，张拉设备主要采用YDC240Q型前卡、穿心式单根张拉千斤顶；ZB4-500型超高压电动油泵，额定压力50Mpa，油压表型号为Y-4150。
7．质量控制
7.1 空心板在施工中要按照《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000及《公路工程质量检验评定标准》JTG-081-2004的要求进行施工及质量控制（应适当提高外观质量标准）。施工中严格控制空心板几何尺寸及底、顶板厚度及钢筋保护层厚度。通过检测砼标准试件强度，评定空心板砼强度，并对28天龄期已到的空心板进行回弹值检测。
7.2 进场原材料首先按试验规范抽检频率进行抽检，检验合格者用于施工生产，不合格清理出场，确保工程实体质量。
7.3 钢筋焊接要满足《钢筋焊接及验收技术规范》JBJ18-84的要求，钢筋安装要满足上述规范中的要求。
7.4 钢绞线的制作及张拉过程中的质量控制应满足上述规范中的要求。
7.5 成品检验结果要满足上述规范中的规定。
先张法预应力空心板施工中应严格控制各项指标，具体见《公路工程质量检验评定标准》JTG-081-2004表8.3.1-1、8.3.1-2和8.7.1-1。

8. 安全生产保证措施
8.1 成立安全生产领导小组，建立健全安全生产管理体系。
8.2 制定安全管理目标，参建人员认真宣传并层层分解贯彻落实。
8.3 坚持开展群众性的安全生产意识教育。
8.4 进入施工现场必须按规定佩带安全带、安全帽，由专职安全员对安全防护用品的配备和佩戴情况不定期检查，并制定奖罚办法。
8.5 在大风和恶劣天气的情况下，避免高空作业，做好防台风、雷电工作。
8.6 焊接施工用氧、炔气存放必须规范，气瓶配备防震和防护帽，防止阳光曝晒；易燃物品远离焊区；工作区配备良好的通风设施。
8.7 正确选择、安装、使用和维护电器系统和设备，并由专职人员负责定期检查，严禁私拉乱接，所有电器设备必须可靠接地，并且安装漏电保护装置。

9. 环境保护措施
9.1 建立环境保护领导小组，明确分工和职责，做到施工的同时环境保护兼顾，同时有人抓、有人管。
9.2 生活垃圾、施工垃圾集中堆放，运至环保部门或业主指定的堆放点。
9.3 生活污水、施工污水经过净化后再排放。严禁直接排放河、塘中。
9.4 对各种机械设备进行经常性保养，尽量降低噪音污染，进行有噪音危害的施工要努力降低噪音，并尽量避免夜间作业。
10. 效益分析
深圳市107国道改造工程项目第八标段茅洲河主线桥及西辅道桥上部结构采用先张法预应力空心板。采用现场预制后解决了，工期紧,成品构件运输、车辆选型及运距、施工工期等方面的困难，同时解决了混凝土板的成型质量和观感问题。最重要是减少了项目运营成本，经过概算节约成本50多万元。同时我公司熟练掌握了此项工艺技术，为将来在此类工程施工中打下了坚实基础。

11. 工程实例
深圳市107国道改造工程项目第八标段茅洲河主线桥采用先张法预应力砼空心板，其中主线桥东、西侧预制砼空心板592片，西辅道桥预制砼99片共生产691片。预制砼空心板构件长度分别为15.94m，15.8m，15.34m，19.96m，19.5m，19.26m。根据构件概况，构件长度基本分为16m、20m左右两种。施工采用一端张拉，根据不同组合，故施工张拉总长度定为105m、108m两种。根据施工工期要求，确定每种长度应为2条施工生产线，共计4条生产线，一次生产22片砼空心板。满足了现场施工进度的需求。提高了空心板的砼外观质量,减少了运输环节，大大节约了成本。