浅谈后张法预应力空心板预制技术和质量控制

摘要：本文结合工程实践事例，对后张法预应力空心板的预制技术和质量控制进行了总结浅析，提出参考建议。

关键词：空心板、预制技术、质量控制

中图分类号：O213.1文献标识码： A 文章编号：

空心板广泛应用于公路桥梁工程，本人近几年来在广东佛山桂丹路、广西钦崇高速公路等工程中，技术负责预制和安装了众多空心板梁，现根据规范和实践事例，浅谈20m后张法预应力空心板的预制技术和质量控制的体会，供参考。

施工准备

1.预制场地选择，完成临时设施和三通一平，落实后勤保障。

2.建立施工组织体系及制定施工方案，管理和生产人员到位，组织相关人员学习熟悉设计文件、技术规范、操作规程、记录表格、进行施工技术交底和安全生产教育。

3.工料机依次进场，按规范进行材料试验和设备校验。

4．其他准备。

台座设计建造

1.设计

台座与模板配套设计使用（台座设计如附图1）。基础和底座分别用C15和C30钢筋砼，底板顶面加铺3cm水磨石。底座两边各安装一条5cm角钢与水磨石面相平，以此控制预制空心板板底的宽度，棱角的直顺度和板底平整度。角钢靠焊接预埋在基础内的φ12钢筋固定。在底座两端预留空心板的吊装绳孔和预设制作梁底砼坡度调平垫层的凹槽。台座地基进行换土压实后，触探得地基承载力为0.29Mpa。

2.计算

20m空心板后张法张拉时，会形成向上的抛物线，造成板底两端各长

30cm与底座接触，其余板底离开底座成悬空状态，这时台座受力最不利，现作张拉时的台座强度计算如下。

a.底座应力：

一片20米空心板1/2长的自重为P1=35200/2=17600kg

承压面积为S1=30*124=3720cm2

应力为σ1=KP1/S1=2*17600/3720=0.95 Mpa

b.基础应力：

底座自重为P2=2500*0.3*1.24*0.15=140kg

承压面积为S2=30*174=5220cm2

应力为σ2=K(P1+P2)/S2=2*(17600+140)/5220=0.7Mpa

c.地基应力：

基础自重为P3=2500*0.3*1.74*0.4=522kg

承压面积为S3=(30+2*40tg45°)*174=19140cm2

应力为σ3=K(P1+P2+P3)/S3=2*(17600+140+522)/19140

=0.19Mpa

d.台座配筋

台座采用φ12钢筋布成钢筋网后浇筑砼，配筋率在0.3%之内。

3.建造

必须认真处理地基，安装钢筋和浇筑砼，同时做好预制场地硬化和排水。做到底座平面尺寸准确、表面平整、边线直顺垂直，可与钢板边模安装的接缝密实不漏浆。

三.底板及腹板钢筋加工安装

1.外购钢筋要有合格证书和试验单，应按规定作力学、工艺性能的试验并合格，方可验收使用。电焊工要持证上岗，并试焊合格，方可开展钢筋焊接，施工期间每300个焊接头作为一批抽样试验。

2.两搭接钢筋的端头应先折向一侧，但不大于4°，使两搭接焊钢筋轴线一致。焊缝长度：单面焊10d、双面焊5d（d为钢筋直径）。焊缝要饱满、无焊渣。规范容许绑扎接头钢筋的绑扎，搭接长度要符合规范要求。

3.在接头长度区段内，即35d直径长度内，同一根钢筋不得有两个接头，且接头截面积不得大于总面积的50%。

4.钢筋接头与钢筋弯曲处的距离不得小于10d，也不得位于构件的最大弯矩处。箍筋弯钩叠合处，沿梁长置于梁的上部，沿柱高交错布置，无特别规定时，箍筋应与主筋垂直，所有钢筋交叉点应用钢丝绑扎。

5.要清理干净底座，并均匀涂抹脱模剂后才安装底板钢筋。

6.保护层垫块用水灰比不大于0.4的水泥砂浆，或细石砼制作，强度应大于构件砼，应预埋铁丝方便与钢筋绑扎牢固。

7.加工安装钢筋的骨架尺寸、间距、钢筋网的长宽和网眼尺寸，保护层厚度及预埋件等必须符合设计和规范要求。

8.要按规定填写施工记录。

四.管道安装

1.管道采用波纹管，外购要有质量合格证书。应进行外观、尺寸、集中荷载下径向刚度、荷载作用后的抗渗漏及抗弯曲等检测试验合格，确保在砼压力作用下不变形，不漏浆和按要求传递粘结应力，方可验收使用。

2.管道要求严格按设计平面和坐标准确定位，并用定位钢筋与空心板钢筋焊接固定，管道要平顺，严防错位和下垂，管道与板的钢筋位置相碰时，钢筋应避让管道，管道安装完毕后，应将端口密封，防止水和杂物侵入。

五.锚垫板安装

1.按设计型号向工厂订购成套锚具，包括锚垫板、螺旋筋、锚环和夹具等。锚具要符合GB/T14370-2007标准，要有可靠的锚固性能，足够的承压能力和良好的适用性，应设有规定截面积的压浆孔和排气孔。锚具进场要有合格证书，要按规定抽样送法定部门检验合格，方可验收使用。

2.先安装螺旋筋和锚垫板，安装位置要准确，锚垫板板面应与管道中心线垂直。

六.外边模、端模加工安装

1.模板要检验合格方可安装，否则模板要返工、检修或作废。安装前要将模板内部清理干净，均匀涂抹脱模剂，不准用废机油代替脱模剂。

2.利用龙门吊或汽车吊安装模板，要小心避免碰伤台座和模板，外边模板安装的同时，也安装腹板的内边模高约20cm，使浇筑底板砼的同时，也浇筑腹板砼约高15cm。

3.模板的设计、加工、安装要保证强度、刚度、稳定性及平整度，密封性符合规范要求。为拆除方便，因此在两边模板顶部设对拉螺栓，在每行边模脚部设枋木支撑，另加斜撑和竖撑，在边模与底座接缝处设橡胶垫，边模接缝间填塞玻璃胶或粘贴透明胶布。

4.边模、内模与底座组成的整体内部尺寸、预留孔位、预埋件位置及钢筋保护层厚度等，要符合设计与规范要求。

七.底板砼浇筑

1.砼配合比设计的强度、和易性等必须符合设计、规范要求，配比设计要考虑施工中的坍落度损失。水泥、外加剂进场要有产品合格证。水泥、砂石料进场要分批抽样试验，符合砼配合比设计要求规格的材料方可使用。

2.认真收集天气预报，尽可能避开大风大雨天气浇筑砼。夏季砼施工应制定在高温条件下保证工程质量的技术措施，如骨料洒水降温，设棚遮阴，砼浇筑温度应控制在32℃以下，应在一天中温度较低的时间内进行等。

3.砼由搅拌站搅拌，搅拌运输车运输，龙门吊下料。要保持拌和设备性能良好，衡器应经质检部门标定，确保配比准确。拌和砼要均匀，浇筑应及时。要注意控制砼落模高度不得超过2m，并以不发生离析为准。

4.砼要按一定的顺序、方向、分层（插入式振动器分层厚度30cm）、连续浇筑，下层砼初凝前要完成上层砼浇筑。砼必须振动密实，钢筋密布区、管道和锚具周边，更要仔细振捣密实。砼浇筑和振动要注意保护模板、钢筋、管道、锚具、预埋件和保护层垫块不受损及位移，振动器应避免碰撞。

5. 砼分二期浇筑，第一期浇筑底板的同时，也应浇筑腹板砼高约15cm。

6.砼浇筑完成后，面应及时修整抹平，定浆后再抹第二遍，底板面做压光、腹板面做深拉毛处理。

7.要做好做齐砼试件和施工记录。

八.内模安装

1.底板砼浇筑完成后，清理已浇腹板砼面的松弱砂浆碎石，安装内模。安装时小心轻放不可猛烈敲打，以免损伤已浇筑的砼。

2.模板安装的尺寸要准确、整体要牢固、平整、密实，要符合设计规范要求。

九.顶板钢筋加工安装

1.内模涂抹脱模剂并安装完成后，紧接着安装顶板钢筋和顶板内预埋件等。

2.钢筋加工安装要符合设计与规范要求。

十.腹板和顶板砼浇筑

1.内模安装后，紧接着浇筑腹板和顶板砼。

2.砼面要做抹平和拉毛处理，以利桥面铺装的砼接触。

3．砼浇筑要符合设计与规范要求，要做好做齐砼试件和施工记录。

十一.砼养护

1.底板、腹板、顶板砼浇筑完成，收浆后应尽快覆盖和洒水养护，可用饮用水养护。

2.养护时间一般为7天，每天洒水次数，以能保持模板和砼表面经常处于湿润状态而定，温度低于5℃时，应覆盖保温，不得洒水。

3.应制定和严格执行砼养护制度。宜组织养护专业组，专职人员养护，要为养护人员创造良好的养护条件，水源要充足，设备要良好。

十二.先后拆除边模、内模

边模和内模分期拆除，边模砼强度达到2.5 Mpa，内模砼达到50%设计强度才可拆模，以免因拆模引起砼表面变形、裂纹、脱皮为度。拆模不允许用猛烈敲打和强扭方法进行。

十三.管道穿束

1.钢绞线应有出厂合格证书和试验报告单，进场要按规范要求进行表面质量，直径检验和力学性能试验合格方可使用。

2. 钢绞线应设专人保管，在仓库应干燥防潮、通风。在室外存放不宜超过规范时间，要支垫和覆盖。

3. 钢绞线的下料长度通过计算确定，切断应用切割机或砂轮机，不得用电弧焊切割。

4. 钢绞线可在砼浇筑前、后穿入管道，穿束前应检查和清理锚板和管道，做到准确、畅通、无积水和杂物。

十四.施加预应力

1.钢束张拉理论伸长值

江平桥中跨中板的张拉理论伸长值计算如下表：

计算依据设计文件资料：采用高强度低松弛的7丝捻制的预应力钢绞线，公称直径15.2mm；公称面积A=139mm2；标准强度fP=1860Mpa；锚下控制应力σ=0.75*1860=1395Mpa；弹性模量E=1.95*105Mpa。从规范选取：偏差系数K=0.0015；摩阻系数μ=0.20。

江平桥中跨中板20米空心板后张法预应力钢绞线伸长值计算表

2.张拉准备

a.选用张拉机具的原则是：千斤顶的吨位大于张拉力的1.5倍，压力表读数大于实用读数的1.5倍。

b.千斤顶与压力表应配套校验，以确定张拉力与压力表之间的关系曲线，校验由法定计量部门进行。千斤顶使用超过6个月和200次或使用过程中出现不正常现象须重新校验。

c.按设计要求，砼强度要达到设计强度的90%，且龄期不小于8天，才进行张拉。

d.参加张拉与压浆管理和操作的人员，应是熟悉本工艺有经验的技术负责人和技术工人。预应力所用的张拉机具和压力表及压浆设备，应由专人使用和管理。

e.施工现场应具备确保全体操作人员和设备安全的必要预防措施。要规定作业人员不得站在千斤顶张拉方向，非工作人员不得进入工作区。

3.施加预应力

a.应使千斤顶张拉力的作用线与钢束的轴线一致。

b.张拉顺序：左N1右N2右N1左N2。张拉程序：010%σ（作初始应力值的伸长值标记）；20%σ（量标记处伸长值作为初始应力推算伸长值用的邻级伸长值）；100%σ（持荷2min，量伸长值）；锚固。要设专人指挥两端同时对称、均匀张拉，量尺和读数及记录应准确无误。

c. 预应力采用张拉力和伸长值双控制。施工中预应力需要超张拉或计入锚圈口预应力损失时，可比设计提高5%，但不得超过设计最大张拉应力。实际伸长值与计算伸长值之差不得超过6%，否则停止张拉，查明原因，并采取措施调整后，才可继续张拉。

d.断丝和滑移不得超过规范控制数，超过控制数时，原则上应更换。当不能更换时，在许可的条件下，可采取补救措施。如提高其它束的预应力值，但需满足设计上各阶段极限状态的要求。

e.张拉控制应力达到稳定后方可锚固。锚固时将各夹片均匀打入锚圈，外露面处于同一平面，高差不大于2mm。锚固阶段的钢束回缩量，应不大于设计值或规范的容许值。锚固完毕并检验合格后，即可切掉端头多余的钢束，严禁用电弧焊切割，并强调用砂轮机切割。钢束端头切割后的外露长度不得小于30mm。

f.要做好做齐施工记录。

十五.孔道压浆

1.水泥浆的技术标准

a.水泥浆强度等技术指标应符合设计和规范要求，设计无强度规定时，应不低于规范规定30 Mpa。有关技术指标应通过试验确定。

b.采用的水泥强度等级不宜低于42.5，不得有团块，造浆用清洁的饮用水。水灰比0.4-0.45，可掺入适量膨胀剂。泌水率最大不超过3%，稠度控制为14-18S。

2.压浆

a. 压浆前，应对孔道进行清洁处理，必要时用清水冲洗。

b.水泥浆自拌制至压入孔道的时间应严加控制，一般不超过30-45min。水泥浆压浆前和压浆过程要连续搅拌均匀。

c.压浆应缓慢、均匀、过程不得中断。孔道的排气孔应畅通。

d.采用活塞式压浆泵，压浆的最大压力为0.5-0.7Mpa。压浆应达到孔道另一端饱满和出浆，并要达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。关闭出浆口后，应保持不小于0.5Mpa的压力，时间不小于2min的压浆稳定期。压浆后应从检查孔抽查压浆密实情况，如有不实，应及时处理。

e.气温低于5℃时不得压浆，压浆后48h内砼温度不得低于5℃。气温高于35℃时，宜在夜间压浆。施工期间应注意收集天气预报。

f.要做好做齐水泥浆试件和施工记录。

十六.封锚

1. 封锚前应将梁端凿毛洗净，然后准确安装封锚钢筋网和模板。端模安装要准确控制梁端的平面角度、垂直度、梁体长度符合设计要求，且两端的封锚长度应相等。

2. 封锚砼的强度、密实度和平整度应符合设计和规范要求，设计无强度规定时，应不低于构件强度的80%。

3. 要做好做齐砼试件和施工记录。

十七.移梁、安装

1. 压浆后达到设计强度后可移梁。

2.采用龙门吊按规定的吊点起吊移梁。存梁的两端支承点应在支座中心相应处，存梁期宜按90天控制。

3.预制完成的每片梁，要按《公路工程质量检验评定标准》，自检和监检评定合格，方可正式安装。