先张法预应力空心板梁的施工工艺和质量控制

【摘要】根据自己对先张法预应力空心板梁施工技术理论的研究，结合我公司所在的沪杭甬高速公路拓宽工程沽渚至宁波段305合同桥梁工区板梁预制场的施工生产情况，介绍先张法预应力空心板梁的预制生产步骤、技术、工艺流程以及施工中的质量控制要点等。

【关键词】先张法预应力空心板梁；生产步骤；工艺流程；质量控制要点

随着我国公路交通现代化建设的飞快发展，先张法预应力空心板梁以其造价低、建筑高度低、安全性和耐久性高、可以工厂化生产、构造简单轻巧、施工方便等优点，在高速公路桥梁施工中得到了广泛的应用。本文以16m的标准空心板梁为例，对先张法预应力空心板梁的预制工艺与质量控制要点进行详细阐述。

一、工程概况及概述

沪杭甬高速公路拓宽工程沽渚至宁波段305合同段位于宁波境内，起点位于陆埠镇，终点位于高桥镇，起终点桩号为K110+200～K125+000。此项目为加宽工程，施工过程中全线不封闭交通，即边通车边施工，施工难度较大。全线共有跨线桥1座、分离式立交1座、大桥2座、 中桥8座、小桥6座，涵洞、通道及箱涵共25道，上部结构预制梁板共1359片，其中16m先张法预应力空心梁板607片。所有板梁预制工作均放在预制场集中预制，板梁安装采用大龙门吊出坑、炮车拖运，汽车式吊车安装就位。

二、施工方案

我公司在河姆村的预制场内设JS750混凝土拌和楼，梁的预制台座均采用混凝土固定台座，台面采用5mm钢板。预制场内安装载重20吨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，采用养生布洒水覆盖养护。

三、施工方法及工艺措施

1、梁板预制的工艺流程

场地平整、压实、排水系统测量放样先张法台座及横梁制作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）绑扎底板钢筋绑扎顶板钢筋安装侧模综合检查浇筑底板砼芯模定位、冲气浇筑腹板、顶板砼养护抽拔芯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。

2、台座、底板设计与制作

16m梁板的规格为16m（长）×1m（宽）×0.9m（高），台座采用钢筋混凝土框架式台座，台座长度为88m，宽度1m，可一次制梁5片，平行设置不少于5个台座，这样可以达到每天制梁5片的生产率，台座之间设40cm（宽）×50cm（高）的钢筋混凝土传力柱，传力柱两端采用80cm（宽）×50cm（高）钢筋混凝土横梁连接。

3、钢筋制作与安装调直

构造钢筋按规范置于防雨水的棚内堆放，在制作棚内弯制后以每片梁用量分型号捆绑放置并标识。在台座上划线标示钢筋位置、支座预埋钢板和其它预埋件，按设计要求精确就位捆绑焊接牢实。

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）钢筋制作、绑扎

①钢筋制作应根据构件设计图纸及技术规范的加工钢筋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其作用外，在每块构件两端钢绞线均设置了固定尺寸的角钢及木条。

4、张拉机具的制作、安装和检测

1）张拉横梁及张拉轨道

在张拉台座抗压柱两侧分别设置张拉固定横梁。张拉横梁采用在两块钢板之间用I45a型工字钢焊接而成，另在张拉台座端部（张拉主动端）设置张拉轨道。

2）锚具、连接器

在钢绞线张拉的主动端，采用线―杆连接器用于将钢绞线与精轧螺纹钢进行联结，精轧螺纹钢则通过螺母固定于张拉横梁的锚垫板上。被动端通过螺母固定于固定横梁的锚垫板上。

3）千斤顶、压力表、高压油泵

根据钢绞线张拉工艺要求及构件张拉力要求，我公司预制场用于预拉钢绞线的千斤顶型号为QYC―230型1台，YDT―2000型2台，配套高压油泵ZB4―500型2台，压力表精度级别为1.6级。

施工前应对张拉机具设备等进行了检查，并对千斤顶、油表进行了标定。

4）张拉钢绞线

a、钢绞线下料失效处理

钢绞线的失效处理采用硬塑料管套在钢绞线外。在认真检查钢绞线的下料长度及失效塑料管的长度、根数，并确认无误后装配锚具、连接器。

b、钢绞线的制作、穿束：

①钢绞线张拉前的准备工作：现场由经监理工程师批准的张拉程序、现场施工操作规程和足够数量且具备预应力施工知识和正确操作的施工人员对台座、横梁及各项张拉设备进行详细检查，符合要求后才能进行操作。

②钢绞线张拉：张拉前先做以下工作：对张拉设备进行校检；计算钢绞线的张拉力并换算成油表读数；计算钢绞线的理论伸长量。

③预应力钢绞线的静停与检查

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小时，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。

5）混凝土浇筑、养生

a、配制混凝土用材料、配合比

①配制混凝土用材料选用时应做到：水泥应对混凝土结构强度、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、碎石、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。

b、混凝土搅拌、运输

为保证混凝土拌和质量，我公司预制场采用JS750型强制式搅拌机进行混凝土搅拌，采用混凝土搅拌车配合小龙门吊斗进行混凝土的运输和浇筑。

c、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进行检查，确认无误后方可开始进行。为了缩短脱模时间在混凝土的搅拌过程中按试验配合比掺入早强减水剂。混凝土的浇筑采用活底吊斗用龙门吊直接灌入模板内，插入法捣固。由高处向模板内倾卸混凝土时，应防止发生离析，自由倾落度不得超过2m。

混凝土养护采用常规洒水养护。混凝土浇筑完毕终凝后，采用塑料管直接往混凝土表面洒水。拆模后用无纺土工布覆盖梁体，压好四周，往土工布上洒水进行养护，养护时间一般不少于7天。

四、质量控制要点

1、制梁台座顶面高程控制

在台座施工过程中要严格控制台座顶面高程，保证在台座使用过程中钢绞线在张拉后位置的准确性；另外确保在张拉过程中，千斤顶的作用点正好位于传力柱的中心位置，避免传力柱的偏心受压，从而保证张拉过程中的施工安全。

2、张拉应力控制

张拉作业是先张法预应力空心板预制中最关键的工序，张拉力的准确与否直接决定着空心板的使用功能和使用寿命，张拉力的控制要从以下3个方面进行：

1）张拉机具的标定：千斤顶和油表应由具有相关资质的检测部门进行配套校验并出具标定报告，且在使用过程中千斤顶和油表要严格按照标定报告配套使用，不得互换；另外在张拉作业超过200次后以及施工中出现问题时，千斤顶和油表必须重新进行标定或更换。

2）初始应力张拉：梁板中板和边板的预应力钢绞线分别为13根和 14根，在所有的钢绞线进行整体张拉之前，必须逐根进行初始应力张拉，从而消除因为安装误差等原因造成钢绞线内部应力的差异，确保在整体张拉过程中所有的钢绞线内部应力均处在“同一个起跑线上”，从而保证预应力的准确性。

参考文献

1、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000） 北京 人民交通出版社 2000；

2、刘自明主编《桥梁工程手册》北京 人民交通出版社 2000；

3、沪杭甬高速公路拓宽工程沽渚至宁波段305合同段施工图设计文件。