关于先张法预应力混凝土简支空心板梁施工技术方案的论述

关于先张法预应力混凝土简支空心板梁施工技术方案的论述

作者：刘贤玉

来源：《华东科技》2013年第08期

1 概述

先张法预应力混凝土简支梁原理：是在浇筑混凝土前利用张拉台座等设备先张拉预应力钢筋（钢丝或钢绞线）使其达到设计应力后，临时锚固在台座上，随后浇筑简支梁混凝土，待混凝土达到一定强度（设计标号的80%）后，放松预应力钢筋，通过钢筋与混凝土的粘结力或通过预设于混凝土内的锚具将预应力传给混凝土，使混凝土获得预压应力。

钢绞线全部集中在简支梁的下翼缘内，并根据混凝土简支梁弯矩包络图，在预应力钢筋理论切断点延长到一定锚固长度后，用塑料管将部分预应力钢筋和混凝土隔离开来（失效长度）。

2 台座法施工流程 3 施工方法 3.1 准备工作

（1）张拉台准备及底模修整，龙门吊检修调试；

（2）按规范要求对钢绞线、钢筋进行抽样试验检测，按照设计、规范要求进行钢筋制作和加工，误差应保证在规范和有关技术文件的要求之内； （3）模板制作：

外模：外模板采用5mm厚的钢板，面板加劲肋及支架均采用5*5角铁焊接。各块模板之间用螺杆联结。外模与底座之间嵌有橡胶条，以防底部漏浆。

内模：气囊试压作充气检查，如发现破损或露气应及时修补、更换，添置备用气囊。 封头模板：封头模板采用定型钢模或木模，模板角度与设计梁端角度一致，预留内模气囊孔口。

（4）按照设计、规范要求进行混凝土原材料及配合比试验；

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（5）进行锚具、夹片、应力拉伸机千斤顶、预应力钢筋（钢丝或钢绞线）试验检测等工作。

3.2 施工步骤 （1）钢绞线张拉

首先将张拉台底模上涂刷隔离剂，铺垫土工布或彩条布，以防止隔离剂污染钢绞线，影响钢绞线与混凝土的粘结力；后根据设计图纸在张拉台板梁槽内穿放钢绞线，按设计要求穿入塑料管进行失效处理。每根预应力钢绞线不得错位、扭纹，张拉时千斤顶与应力筋、锚具的中心线位于同一轴线上。 （2）钢筋安装

待钢绞线张拉完成稳定后清除底模上铺垫的土工布或彩条布，绑扎普通钢筋、安放预埋件。

（3）模板安装

模板的安装应与钢筋绑扎相配合，钢筋绑扎完毕后可进行模板的安装。安装过程中按设计对保护层的要求，在底层钢筋和腹板外侧钢筋上绑扎混凝土垫块。模板安装可由人工配合龙门吊进行。安装前，先清除模板上的杂物，模板内面应涂刷脱模剂。浇筑混凝土前，应对模板、钢筋、预埋件或钢绞线进行检查，将模板和钢筋上的污垢应清理干净。 （4）空心板梁混凝土浇筑

严格按照混凝土配合比试验报告，确保混凝土的抗压强度、弹性模量，经监理工程师同意后，根据现场检测砂石料实际含水量进行配合比调整，并做好上料计算和混凝土试件的取样制作工作。鉴于梁体截面的限制，采用先底板、腹板后顶板的浇筑顺序施工，混凝土浇筑一次完成。

混凝土浇筑过程中应仔细振捣，尤其是底板、腹板的混凝土。浇筑中禁止振动器接触钢绞线，以免损伤钢绞线，造成钢绞线的应力损失。 （5）梁体养护

混凝土浇筑完毕收浆后尽快予以覆盖和洒水养护，覆盖时不得损伤或污染混凝土表面。当气温低于5℃时，应覆盖保温，不得向混凝土洒水。养护用水应与拌合水相同。混凝土达到2.5MPa前，不得使其承受行人、运输工具、模板、支架等荷载。 （6） 模板拆除

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梁体养护到一定强度后（一般为2.5MPa）拆除，内模气囊放气后由人工拆除，侧模由人工配合龙门吊进行拆除，避免损伤混凝土边角。 （7）钢绞线放张

放张时，必须按设计文件及规范要求进行操作，现场人员必须要得到试验人员明确通知方可进行施工，必须待混凝土达到设计抗压强度的80%，且在不低于28天弹性模量的80%时方可进行应力放张作业，应力放张应均匀、缓慢、分阶段、对称、相互交错的进行放张，放张后钢绞线必须用砂轮切割机切割，切割顺序为放张端开始逐次切向另一端。 （8）封端、移梁

钢绞线放张完毕后，用手持式砂轮切割机切除钢绞线，用砂浆封端，之后用龙门吊将梁体从槽内吊出，存放于梁场。 3.3 预制空心板梁施工技术措施 3.3.1 钢绞线张拉计算

千斤顶在施工过程中，应每300次标定一次。根据钢绞线设计张拉控制应力，计算单根钢绞线控制张拉力P=F×Ag（Ag为 钢绞线截面积mm2，F为钢绞线设计张拉控制应力）。根据钢绞线的理论计算伸长值ΔL（计算见下式），先用单顶逐根对钢绞线进行张拉，之后用大顶一次张拉到位，把张拉梁锁定后进行下道工序施工。

ΔL=P×L/Ag×Eg （L为单根钢绞线张拉长度，Eg为钢绞线弹性模量） （1）由于伸长值较大，需根据千斤顶行程的大小进行倒顶分级张拉。

（2）张拉过程中测量记录钢绞线的伸长值进行校核，伸长值应从初应力（张拉控制应力F的10%～25%）时开始量测，实际伸长量（ΔLs）等于量测的伸长量（ΔL1）加以初应力以下的推算伸长量（ΔL2），计算见下式。力筋的实际伸长值与理论伸长值应控制在±6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。

ΔLs = ΔL1+ΔL2 式中：ΔL1— 从初始应力至最大张拉应力间的实测伸长值（mm），ΔL2— 初始应力以下的推算伸长值（mm），可采用相邻级的伸长值。 3.3.2 张拉施工

（1）钢绞线必须堆码整齐，要覆盖好，避免机械损伤及锈蚀。

（2）所使用锚具及夹片，必须经过试验合格后方可使用，以确保安全生产。

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（3）预应力筋下料长度必须经计算确定，且不得采用电弧切割。 （4）混凝土施工时振捣绝对不允许碰撞预应力筋。

（5）张拉时，必须进行应力、应变双控，并做好现场施工记录。 （6）先张法钢绞线张拉顺序为： 预应力筋种类

钢丝、钢绞线 夹片式等具有自锚性能的锚具 普通松弛力筋：0 → 初应力 →1.03δ（锚固） 低松弛力筋：0 → 初应力 →δ（待荷5分钟锚固）

其他锚具 0 → 初应力 →1.05δ（待荷5分钟） → 0 →δ（锚固） 螺纹钢筋 0 → 初应力 →1.05δ（待荷5分钟） → 0.9δ→δ（锚固） 3.3.3 钢筋

（1）钢筋表面应清洁，使用前必须将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。 （2）钢筋应平直，无局部弯折。

（3）钢筋焊接前，必须进行试焊，合格后方可进行正式施工，焊工必须具有上岗证。 （4）所使用的钢筋焊必须是试验室经过试验后合格的钢筋。 （5）现场堆放的钢材必须覆盖好，且应挂好标识牌。

（6）钢筋搭焊必须满足规范及设计要求，即：双面焊≥5d；单面焊≥10d。钢筋焊接施工应远离钢绞线，不得损伤钢绞线。

（7）绑扎好后的钢筋，钢筋位置允许偏差如下：

钢筋骨架尺寸：长±10mm 宽、高：±5mm 保护层厚度：±5mm 受力筋间距：±10mm 箍筋、水平筋、螺旋筋：0，-20mm 3.3.4 模板

（1）模板必须打磨干净，表面平整度不得大于±5mm，板面和板侧挠度不大于±1mm。

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（2）安装后的模板允许偏差为±5mm，0；相邻板高差2mm；预留孔洞中心线位置误差不大于10mm。

（3）模板表面绝对不允许刷废机油、脏脱模剂。

（4）内模气囊在使用前应仔细检查，不得漏气，安装时应有专人检查钢筋头，每次使用后应妥善保存，防止污染，破损及老化。

（5）从混凝土浇筑到胶囊放气时止，其充气压力必须保持稳定。 （6）混凝土必须在胶囊左右对称平衡的进行浇筑，防止气囊上浮及偏位。 （7）放气时间应经试验确定，以混凝土强度达到能保持构件不变形为宜。 3.3.5 混凝土

（1）水泥存放时必须防止受潮，堆垛高度不宜超过10袋。 （2）所用骨料必须干净无杂物。

（3）混凝土搅拌时必须严格按照试验合格的配合比进行施工，且搅拌时间不少于1.5min，保证混凝土均匀，颜色一致，不得有离析，泌水现象。 （4）浇筑混凝土时，必须连续分层进行浇筑，振捣。

（5）插入式振捣器移动间距不得超过作用半径的确良1.5倍，且与侧模保持5～10cm的距离。

（6）对每一振捣部位，必须振动到该部位混凝土密实为止，密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒气泡，表面呈现平坦、泛浆。 （7）梁板顶面必须做拉毛处理。

（8）拆模时混凝土强度必须达到0.2～0.5MPa。 3.3.6 气囊的安装及抽拔

（1）底板混凝土后立即安装气囊，安装时注意保护气囊，以免损坏气囊；气囊的充气压力为：气温≥20℃时为0.023MPa，气温

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（2）气囊放气抽拔时间，主要以环境温度T（℃）控制，可在混凝土浇注完初凝后放气抽拔。气囊使用后要及时用水冲洗。对有附着水泥的地方要小心刮除；气囊要存放在通风干燥处，不可接触火源，不得与油类及有机溶剂接触。 3.3.7 钢绞线放张

放张完毕（待混凝土强度达到规定强度后，进行放张）后，从放张端开始，由远及近逐根对称剪断空心板间的钢绞线，钢绞线切割宜采用砂轮切割机。放张时首先张拉，不得超过计算值，使用定横梁处螺帽松动，然后旋松螺帽，千斤顶回油卸载至张拉端的露头钢绞线松弛，或卸下横梁处砂箱上的螺帽让罐砂自然流出，即完成了钢绞线的放张。 4 安全、文明保护措施 4.1 安全注意事项

（1）在施工中必须坚决贯彻“安全第一，预防为主”的方针，建立健全的安全生产保证体系和各级安全岗位责任制，责任落实到人。充分发挥各级专职安检人员的监督作用，及时发现和排除安全隐患；做好防漏电工作。

（2）现场施工 作业人员必须戴安全帽，高空中作业时应带安全带。

（3）制板和张拉工作开始前分别组织一次全面和单项的技术，安全交底；做好张拉施工时的安全检查防护工作。

（4）张拉操作前，周围应设置的警戒标志，并设专人照应现场安全。

（5）张拉时，台座两端两外侧钢绞线450夹角辐射的扇内的危险区。张拉和锚固操作人员必须站在侧面安全处，严禁围观和闲杂人员进入张拉操作区，以防钢绞线崩断夹具滑脱伤人。

（6）张拉操作人员不宜频繁更换，应保持相对稳定和训练操作。

（7）起吊空心板应使用设计预埋吊耳，不得在其它捆绑起吊，起吊过程中，板应保持水平状态。起吊统一信号和专人在现场进行指挥指挥。

（8）存梁场地平整、稳固、排水良好。与点应按设计位置水平高置。多层堆放时，应妥善处理板上的预留钢筋。

（9）空心板装车运输时两端与点应按设计位置支垫，不得让支点直接与钢面接触，以免滑移，窜动，脱落或损坏板体砼。装车应保持水平，经检查认可方可运输。

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（10）夜间作业应有良好的照明。 4.2 文明施工措施

积极开展文明施工窗口达标活动，施工现场场地布置以及所采取的相应安全措施符合有关规定。

施工现场必须做到挂牌施工和管理人员佩卡上岗，工地现场施工材料必须堆放整齐，工地生活设施必须清洁文明；工地现场必须开展以创建文明工地为主要内容的思想教育工作。 建立奖惩制度，保证文明施工管理措施落实，责任到人，有奖有罚。

在施工过程中，始终保持现场整齐干净，清理掉所有多余的材料，设备和垃圾，拆除不再需要的临时设施，做好文明施工。

材料进场后进行分类堆放，并按照有关文件要求进行标识，工地一切材料和设施不得堆放在围栏外，在场内离开围栏分类堆放整齐。

施工机具统一在确定场所内摆设，并用标识标明每一类施工机具摆放地点。 参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）.北京：人民交通出版社，2004.

[2]胡大琳.桥涵工程试验检测技术.人民交通出版社，2001.5.

[3]刘效尧，朱新实.预应力技术及材料设备.北京：人民交通出版社，1998.

[4]中华人民共和国交通运输部.《公路桥梁施工技术规范》.（JTG/T F50-2011）.北京：人民交通出版社，2011.7.