浅谈后张法预应力砼预制箱梁施工控制技术

摘要：后张法预应力砼预制箱梁在桥梁上部结构中得到广泛应用，控制好后张法预应力砼施工是预制箱梁质量的关键。本文结合312国道镇江城区改线段工程A段预制箱梁的施工情况，对后张法预制箱梁的施工工艺进行浅显的分析。

关键词：后张法预应力砼预制箱梁施工控制技术

中图分类号：TQ178 文献标识码：A

312国道镇江城区改线段工程A段设有盛园路互通、镇江支线互通、谷阳南互通三座互通立交桥，共计30m预制箱梁320片，根据标准化施工要求，箱梁采取集中在预制场预制的方式。

箱梁主要施工流程为：清理模板、预制台座绑扎底板及腹板钢筋安装正弯矩波纹管支立边模及芯模安装顶板钢筋安装负弯矩波纹管浇筑混凝土拆模养生张拉、压浆出槽。

预制箱梁施工控制技术如下：

一、预制底座的准备

在预制场的预制梁区域内对临时用地进行清表，用压路机进行压实。整个预制区域用C20砼进行硬化处理。底模两端基座（张拉后梁的支承点）开挖3m×3m×0.8m的扩大基础,用C30砼浇筑，底部铺设一层15cm间距的Φ20钢筋网，以承受箱梁张拉起拱后重新分配后的重力。两端基座之间距离为28.6m。计划平行布置底模10个，底座施工时在碾压后的场地上开挖基坑，按梁底尺寸0.9米宽准确立模，浇筑35cm厚的C30砼（其中露出地坪部分为25cm），砼顶面严格找平，并铺设一层10mm厚钢板作底模面层。为了防止梁板张拉后产生过大的上拱而影响桥面调平层厚度，在底模上按设计文件要求设置17mm反拱。

二、钢筋加工安装及预埋波纹管

钢筋加工制作在钢筋加工场进行，运到预制场安装成型，钢筋加工及安装过程严格执行施工图设计及施工技术规范。先在底模上放出箱梁的底板控制线，按线安装钢筋。箱梁内普通钢筋按先底板,后腹板,最后顶板的顺序进行。绑扎钢筋期间注意预埋支座钢板、通气孔预埋件和护栏及伸缩缝预埋筋，通气孔的位置如与普通钢筋发生干扰，适当挪动普通钢筋位置。

预应力管道采用钢波纹管，在波纹管进场后，截2至3米长的波纹管进行漏水检查，符合要求的方可使用。

波纹管安装顺序为：先安装正弯矩波纹管，然后安装芯模、侧模及端模板，绑扎顶板钢筋并布设负弯矩波纹管。波纹管的定位筋按照预应力孔道的设计位置精确布置，纵向间距直线段100cm，曲线段50cm；顶板负弯矩曲线段25cm，直线段100cm一组；横向位置按设计图纸上的坐标定位并与主筋焊在一起。焊接管道定位钢筋时采取保护措施，避免管道被电焊烧伤。波纹管在安装应进行整型和去除毛刺，安装平面偏差不得大于1cm，竖向不得大于0.5cm，在波纹管接头处，将波纹管接口用小锤整平，以防在穿束时引起波纹管翻卷，造成管道堵塞。锚垫板按设计位置进行安装，并应确保与管道轴线垂直。在孔道与锚垫板接头处，一定要用胶带密封以防水泥浆渗进孔道内。在波纹管安装好后，在每根波纹管内穿入塑料管芯棒，用于浇筑砼时通管，防止波纹管被漏入的水泥浆堵塞。

三、模板的制作、安装

模板分为侧模、芯模和端模。芯模用钢板及型钢加工，底板中间留通长活动部分用于浇筑底板混凝土，顶板部分留一活动小开洞，方便砼下到底板，同时芯模要兼顾安装和拆除方便。侧模和端模均采用定型钢模板，模板的挠度，外模不超过1/400跨径，内模不超过1/250跨径。大块模板在安装时采用龙门架协助起吊，人工配合安装，安装时接缝应严密，以确保不漏浆,并涂色拉油作为脱模剂。

四、混凝土浇筑

1、原材料要求

水泥:根据配合比设计选用P.Ⅱ 52.5R水泥产品。

外加剂:C50砼选用NF高效减水剂，压浆选用UEA-H复合型砼膨胀剂，已提前检验合格。

碎石：选用5-20mm反击式碎石。

黄砂：选用中砂，料源丰富，能满足施工生产的要求。

水：符合规范要求的地下水。

2、混凝土的拌制和运输

根据批复的砼配合比设计，预制箱梁C50砼配合比为:

水泥:黄砂:碎石:水:外加剂=474:686:1073:185:3.792， 砼坍落度为T=80-120mm。

（1）拌制混凝土按批准的配合比进行施工，拌和机的各配料斗电子秤在使用前进行校核，确保计量误差在规范允许范围内。

（2）拌和砼前对碎石和黄砂的含水量经常进行检测，据以调整碎石和黄砂用量以及用水量。

（3）混凝土用JS1000型强制式搅拌机拌和，应保证充分的搅拌时间，以确保拌和均匀。

（4）混凝土的运输采用混凝土运输车，混凝土的运输应满足浇筑工作不间断并使混凝土运到浇筑地点时仍能保持均匀性和规定的坍落度。

3、混凝土的浇筑和振捣

对箱梁的钢筋、波纹管、预埋件及模板进行检查并经批准后，才能浇筑混凝土。浇筑前必须清除模板中杂物。箱梁混凝土每个部位都要确保振捣密实，混凝土密实的标志是混凝土停止下沉、不再冒出气泡、表面呈现平坦、泛浆为度。

混凝土运到浇筑现场后，用龙门架上的电动葫芦配吊斗将混凝土吊到箱梁模板内。全梁采取底板、腹板、顶板分层向上浇筑方法。先浇筑底板，混凝土振动采用插入式振动器，浇筑一段长为5~8米的底板时，即用压板封堵，接着分层浇筑腹板。腹板为对称分层浇筑，分层厚度不超过30cm，应在下层混凝土初凝前或能重塑前浇筑完成上层混凝土，腹板采用插入式振捣器振捣。在腹板浇筑一般时就可浇筑顶板，顶板采取整断面浇筑，振捣先采用插入式振捣器全面振捣一遍，再用平板式振动器全面振动一遍；同时，侧模上加附着式振动器振捣。箱梁浇筑完毕后，清除板顶浮浆，在顶面砼初凝前进行横桥向拉毛，拉毛深度控制在1~1.5mm。

在浇筑混凝土过程中，选择合适时机来回抽动波纹管内的临时钢绞线束或芯棒，以防止波纹管漏浆堵塞管道。

4、混凝土养生

砼收浆后，顶面覆盖土工布养生，拆模后，侧面先洒水湿润，然后贴塑料薄膜封闭水份养生。张拉之前必须始终保持梁体表面湿润，张拉后，可以适当减少浇水次数。14天后，可以停止浇水养护。

五、预应力张拉

本工程采用与设计所要求的各预应力束张拉应力相匹配的千斤顶张拉φ15.2mm钢绞线。张拉机具与锚具配套使用，应在进场时进行检查和校验。千斤顶与压力表应配套校验，以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线。所用压力表的精度不宜低于1.5级；校验千斤顶用的试验机或测力计的精度不得低于2％。校验时，千斤顶活塞的运行方向应与实际张拉工作状态一致，当采用试验机校验时，宜以千斤顶试验机的读数为准。

张拉机具应由专人使用和管理，并应经常维护，定期校验。张拉机具长期不使用时，应在使用前全面进行校验。使用时的校验期限应视千斤顶情况确定，一般使用超过6个月或300次以上及在千斤顶使用过程中出现不正常现象时，应重新校验。

六、钢绞线下料编束

根据预应力箱梁孔道长度和工作长度，需要对钢绞线进行下料，下料时采用高速磨切割轮。钢绞线在编束前进行预拉，编束时，每隔1～1.5m用18～20号铅丝绑扎成束。

七、预应力张拉

预应力钢材张拉方法和控制应力应符合ASTMA416-92a标准270级高强度低松弛要求。张拉前先向监理工程师提交详细说明、图纸、张拉应力和理论伸长量的计算，请监理工程师审核批准。当箱梁砼强度达到标准强度的90％，且龄期不少于7天时，即可穿束和进行预应力张拉。张拉时严格按设计要求和有关施工规范及预应力张拉工艺进行，并认真作好记录。

张拉程序：

0初张拉（15％σcon，划记号）30％σcon100%σcon（持荷5分钟）回油锚固（量伸长和回缩量）。

张拉时钢绞线以应力进行控制，以伸长量进行校核。实测的长量与理论伸长量偏差应在±6％。进行张拉，两端同时对称张拉，张拉顺序为N1N3N2N4。

钢绞线张拉具体操作方法：

A、将预应力钢绞线束穿入及相应孔道中；

B、在锚垫板上划出锚具轮廓的准确位置。将每根钢绞线从相应锚具孔中穿过，调整好锚具位置，放入夹片；

C、将张拉千斤顶调整到正确位置，安装好临时夹具、夹片；

D、启动电动油泵，使两端张拉千斤顶开始同时张拉钢绞线达到初应力后张拉千斤顶液压缸暂停进油，在两端钢绞线上精确地标出测量伸长量的起点标记；

E、张拉千斤顶液压缸继续进油，两端同时分级加载张拉，张拉力和延伸量的读数在张拉过程中分阶段读出，直至达到设计张拉应力，持荷5分钟，两端测伸长量；

F、然后张拉千斤顶回油，锚具自锚，卸顶；

G、预应力张拉过程中认真填写详细的张拉记录。

八、孔道压浆

为了避免预应力筋锈蚀，施加预应力后，在征得监理工程师同意的情况下，宜尽早进行孔道压浆，按设计文件要求，采取真空压浆工艺。压浆强度等级为M40，配合比为水泥:水:外加剂=1:0.42:0.11，采用P.Ⅱ 52.5R硅酸盐水泥，外掺剂采用江苏中凯新技术有限公司生产的UEA-H复合型砼膨胀剂，水泥浆稠度控制在14~18S之间。

确认材料种类、品质、数量是否已验收合格,并将外加剂按每包水泥量(50Kg)计量作好准备。检查孔道、排气孔和出浆口是否畅通,若堵塞,则必须对管道进行疏通(禁止用水疏通)。特别是排气孔,因排浆孔是设在管道最高点的,是观察管道内浆的饱和情况,确认畅通,管道密封及封锚: 在锚索张拉完毕后,根椐施工规范要求,切割预应力筋,锚具端部留有3cm长度,用湿润的水泥浆团封住,对孔道端口进行密封,保证密实。为确保水泥团不脱落及养护其间不开裂,在水泥封锚作出后,又用双层塑料薄膜纸密封并绑扎在锚具上。对于其它可能漏气的连接点,采用玻璃胶及密封生料带进行密封,从而保证孔道的密封。灌浆孔、排气孔(抽真空管)由镀锌水管引出,引出端带螺纹。灌浆管设置在预留孔道的下部,观察孔(即排浆孔)应设在管道的最高点。

锚头密封后,经过24h后开始灌浆。压浆时间尽量要选择在天气气温较低时进行,以防水分挥发快造成堵管。输浆管应选用牢固结实的橡胶管,抗压力≥1Mpa,灌浆过程不易破裂,连接要牢固,不得脱管。灰浆进入灌浆泵时应通过筛孔为1.2mm的网筛进行过滤。真空泵启用时应注意：启动时先将水阀打开,同时开泵；关泵时先关水阀,后停泵。灌浆宜在灰浆流动性未下降的30-45min时间内进行,孔道灌浆要连续一次性完成。中途换管道时间内,继续启动灌浆泵,让浆体循环流动。搅拌出的浆体在灌浆前必须做流动度试验,同时取3组7.07cm×7.07cm×7.07cm立方体试件,养护28天后测其强度,并作好记录。

七、梁端清理、凿毛及箱梁出坑

孔道压浆后将梁端水泥浆冲洗干净，清除垫板、锚具及梁端砼的污垢，并将梁端凿毛处理，以便于箱架设后施工现浇连续接头。在孔道压浆强度达到M40以后，采取捆绑法用龙门吊机将箱梁吊离预制台座，吊送到存梁区进行存放。

参考文献：

[1]312国道镇江城区改线段工程施工图设计。

[2]公路桥涵施工技术规范。（JTG / T F50-2011）

[3]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范。（JTG D62-2004）

[4]公路工程集料试验规程。（JTG42-2005）