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先张法预应力空心板施工方案摘要:介绍先张法预应力混凝土空心板施工方案和质量控制。关键词：施工方案黄岛S299镰湾河大桥维修加固工程先张法预应力空心板，均在预制场预制。预制桥板分中板和边板,其中中板长12.96m，高70cm，板宽124cm，边板长12.96m,高70cm,板宽137cm。混凝土设计标号为50Mpa，重度为26.0kN/M3，弹性模量Ec=3.45*104MPa；预应力钢筋采用φs15.2钢绞线，弹性模量Ep=1.95×105Mpa，松弛率为0.035,松弛系数为0.3；1、预制场布置预制场布置在国道204东侧，泊里工业园区内，设4个梁板预制台座，1个存梁场，1个钢筋骨架绑扎场及木工房、钢筋加工房、水泥库、发电机房等。场内设有1台贝雷桁架拼成的20t自行式龙门吊，为梁板的预制及吊运、装车服务。1台拌和能力为25m3/h的混凝土拌和站。1.1张拉台座(1)张拉台座设计为长线型槽式台座，长度为68m计,一端张拉,预应力钢筋与张拉台座间的加热养护温差取20℃。预应力钢筋张拉控制应为σcon=0.70fpk=1302MPa。传力柱和抗力墩整体参加受力而台座不受力，所以它必须有足够的强度和刚度。台座刚度对预应力影响较大，若刚度不够，台座变形较大，预应力损失就会较大。因此要求在梁板预制前在台座放入钢绞线，对张拉台座及横梁进行荷载试验，满足要求才能使用。经验算采用尺寸为传力柱边柱宽35cm、高55cm，中柱宽60cm，抗力墩埋深150cm，抗力墩张拉端及锚固端都布设钢筋，其余为C30素砼。传力柱轴线与钢绞线在同一平面内，使传力柱为轴心受压构件。张拉端及锚固端部预埋δ=16mm的钢板，以使应力分散。(2)台座底模的优劣直接影响着预应力空心板的几何尺寸及外观，所以在进行张拉台座底模施工时，必须严格控制其宽度、平整度和直顺度。宽度控制在1240mm，平整度及直顺度控制在3mm以内，采用混凝土台座作为底模。(3)竖向梯温度效应：按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62--2004)规定取值：竖向日照正温差T1=14℃，T2=5.5℃,A=300mm竖向日照反温差T1=-7.0℃，T2=-2.75℃,A=300mm(4)一块板板端支点最大反力：项目恒载（kN）恒+汽（kN）中板反力155309边板反力1993571.2张拉机具的选择和使用根据设计张拉力的大小选择千斤顶的吨位、行程以及与之相配套的高压油泵和油表。由于施加梁体上的预应力值的准确性对预应力空心板质量的影响至关重要，所以张拉机具进场之前，必须由有资格的检测单位进行千斤顶和油表的校验。张拉机具必须要由专人操作使用。2、原材料质量控制及混凝土配合比要求2.1砂、石料、水泥的质量控制(1)砂采用胶南大沽河。(2)石料采用胶南宝山，锤击式破碎生产，碎石最大粒径不超过20mm，连续级配以防混凝土浇筑困难或振捣不密实。(3)水泥采用山东山水集团日照分公司52.5级普通硅酸盐水泥，同一座桥的空心板采用同一品种水泥。经检验合格后才能进场的砂、石料，必须分存堆放在已经硬化的硬地上，并且挂牌注明产地、规格，不得直接置于土地上，以防污染。水泥必须用仓库存放，且有防潮防水措施。2.2钢筋及预应力钢材的质量控制热轧钢筋采用莱钢和德州市福盛钢铁有限责任公司生产的，预应力钢绞线采用青岛瑞松钢缆有限公司的。所有钢筋及预应力钢绞线进场时必须有出厂合格证、产品质量证明书，并进行外观检查。钢绞线要逐盘检查，进行外观检查，表面不得有裂纹、毛刺、油污、锈蚀、机械损伤等缺陷。钢筋进场时，每20t为一批；预应力钢绞线每60t为一批，进行取样验收试验，经检验合格后，方可使用。其机械性能分别按GB1499-98和GB5224-95执行，钢筋及预应力钢绞线必须入棚，贮存于地面以上0.5m的平台、垫木或其他支承上。2.3外加剂外加剂使用必须经过省指中心试验检验。性能符合要求，才能使用，且外加剂掺量必须严格控制。施工选用的是山西黄河化工有限公司UNF-2C缓凝高效减水剂，每盘混凝土所用外加剂应事称量备好，专人负责添加。要求外加剂专库存放。2.4混凝土配合比的要求水灰比为0.41，水泥用量为440kg/m3，5-10mm碎石掺量按45%，10-20mm。碎石掺量按55%，外加剂按水泥用量的1%，坍落度按30-50mm控制。3、钢绞线伸长值计算(1)依据台座具体形式及钢绞线锚固形式，计算下料长度为：下料长度L=传力柱长+钢横梁宽+锚具长度+千斤顶长度+YCT250-20(千斤顶长度)=68+0.60*2+2*0.05+0.98+0.25=70.53m设计图纸规定单束张拉控制力为182.28KN,则各阶段的张拉力为:初始应力0.1δcon：0.15×182.28=27.342KNδcon：3KN1.00δcon：82.28KN(2)根据公式ΔL=ΡL/AypEyp，(式中:L=70.43，Ayp=140mm2，Eyp=2.0×105N/mm2)计算各阶段张拉中钢绞线的伸长值：结果为：0.15δcon时:ΔL1=72mmδcon时:ΔL2=458.3mm4、预应力空心板施工工艺4.1施工步骤(1)准备好经校验的张拉机具施工现场应具备经监理工程师批准的张拉程序、步骤、现场施工说明书及能够正确操作的施工人员。施工现场具备确保全体操作人员和设备安全的必要的预防措施，实施张拉时，应使千斤顶的张拉力作用线与钢绞线的轴线重合一致。(2)清理台座本先张法底座为混凝土，张拉钢绞线前应先将台座上的尘土和磨制过程中的砼粉冲洗干净，以免影响涂刷隔离剂。(3)涂刷隔离剂在清理好的台座上用毛刷涂刷隔离剂，一般要2-3遍，且要涂刷均匀，防止底座与梁体粘连，造成底座损坏。(4)钢绞线的制作与安装①钢绞线放置在锚固端，底部放在钢架上，置于砼平台上。②用切割机下料，依据现场条件，钢绞线下料长度为70.53m，误差控制在L/5000以内。③钢绞线下料完毕，放置在槽内台座上，并用钢筋架起，防止钢绞线下垂。④放置预应力失效隔离套管，等张拉完毕后，定位套管，并把套管口封死，防止水泥浆进入套管内。⑤装设张拉设备，准备预张。(5)预张拉调整初应力现场施工采取预应力钢绞线整体同时张拉，因此张拉前必须调整初应力。其值取控制应力的10%即19.53KN；调整初应力时用25T千斤顶一根一根的张拉，使钢绞线应力都为19.53KN。初张拉结束后，应仔细检查每根预应力筋的位置，是否与设计位置相符，否则应重新调整。(6)钢绞线的张拉①预张拉结束后，对千斤顶锚固端、前后钢横梁作一次详细检查。若一切正常，则开始预备张拉，张拉时用2台300T千斤顶，2台油泵供油，使2台千斤顶同时启动，千斤顶顶推前横梁，千斤顶通过丝杠带动后横梁，使钢绞线被张拉。张拉前在钢绞线上作一记号，作为测量伸长量的参考点。②张拉程序0→初应力0.15δcon→1.00δcon(持荷2min)③初张拉结束后，安置好千斤顶进行张拉。张拉过程应匀速，两油泵压力表同时起动，且每隔5Mpa油泵暂停供油，测量钢绞线伸长量是否一致，前后横梁是否保持平行，否则进行调整。在张拉过程中，抽查预应力钢绞线的预应力值，其偏差的绝对值不得超过按一个构件全部预应力总值的5%，这项工作应重复进行。当应力达到1.0δcon时，测其伸长值，如果差值超过±5%时应停止张拉，查明原因后，再进行张拉，当达到1.05δcon时，测其伸长值，并持荷2min。④当超张拉结束后，放松至零，再张拉到δcon，测其伸长量。若合格，用扳手带好螺母进行锚固在前横梁上。再回油，使千斤顶复位。⑤张拉时，注意检查钢绞线是否产生滑丝、断丝现象，如有则停止施工，进行更换。⑥张拉完毕后，检查钢绞线的位置是否与设计位置一致，最大偏差不大于5mm。⑦以上各工序都在监理工程师的监督下进行，只有在监理工程师检查确认许可后，方可进行下一步工序的施工。(6)钢筋制作成型、安放绑扎钢筋应在张拉结束8小时后进行，定箍筋位置，绑扎底板、腹板钢筋，应符合JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》，并报请监理工程师检查认可方可进行下一步工序的施工。(7)模板安装①芯模为订做的充气胶囊，进场时检查其尺寸是否与图纸相符。使用前，先充气0.043~0.045Mpa，放置4h，检查是否漏气，如漏气，迅速修补直至合格。②侧模为订做的钢模，在立钢模前，先在底模上放出该梁的长度和角度。支撑时，下部要用方木与楔块撑于传力柱上，上部采用拉杆、撑杆拉紧边模。③测量侧模的垂直度并进行调整。④挡头模板，先在调整好的侧模上量好尺寸，用线锤检测垂直度，并与底模上的线相重合后，再进行加固。⑤模板安装应符合JTJ0411-2000《公路桥涵施工技术规范》要求，并经监理工程师检查合格后，方可进行下一步工序的施工。(8)浇筑砼①砼拌制在预制大梁前，应检查拌和楼自动计量装置的配料是否准确，严格按配合比上料，材料用量偏差控制在：水泥±1%，水±1%，骨料±2%。在砼拌制过程中，实验人员对砼坍落度随时进行检查，以保证砼和易性，拌制时间一般控制在1.5min左右，使用外加剂应适当增加搅拌时间。②砼浇筑预制空心板梁砼浇筑分二次进行。首先浇筑底板，砼用量为4.11m3，然后安装内膜，内膜事先刷好隔离剂，充气完毕后进行腹板和顶板浇筑。浇筑砼时，为防止胶囊上浮和偏位，采取定位钢筋加以固定，并应对称平衡地进行浇筑。砼振捣应有专人负责，严格执行操作规程。采用平板振动器和振动棒结合使用。插入式振动棒应避免碰撞模板、钢筋及预埋件。在插入或提升振动棒过程中，不能过快，应匀速提升，直至砼面停止下沉，表面平坦、泛浆为止。砼浇筑应连续进行。(9)砼养护混凝土浇筑完毕初凝后，用麻袋覆盖；终凝后再洒水养护。保持砼面经常处于湿润状态，并连续养护7d。随梁试块应在同等条件下养护。（150mm3，三组同条件，三组标养）(10)拆模①拆除芯模胶囊放气时间与气温高低有关。②拆除模板要对称进行，严禁模板碰撞构件棱角，并对拆除模板要及时修整，摆放整齐。(11)钢绞线放张①根据设计图纸要求，当试块强度达到设计强度的85%以后，方可进行放张。②放张采用千斤顶放张，两千斤顶必须对称、均匀、同步进行，压力表应同时下降，直至归零为止。③放张应分数次进行，不得骤然放松，一次放张完毕。④放张完毕后及时测量其起拱值。(12)切断钢绞线钢绞线放松后，用切割机切割，切断顺序应由放张端开始，逐次切向另一端。(13)出槽堆放出槽用龙门吊移梁，放在存梁地点，存梁区设置与梁跨径相同的临时支撑墩，支撑墩为50cm高，50cm宽的浆砌片石，上放方木，使梁在支撑线附近受支撑，且不发生弯矩，堆放层数一般不大于5层。5、施工注意事项(1)技术要求①施工前，应对现场施工操作人员进行详细技术交底工作。②张拉前，应对台座、横梁及预应力体系各类材料、机具设备进行详细检查，尤其对千斤顶和压力表进行配套校检，以确定张拉力与压力表之间的关系曲线，认真做好记录。③张拉端前后横梁应始终保持平行。保证预应力钢绞线伸长值相一致，避免左右千斤顶施力不均。始终保持千斤顶横向中心与活动横梁中心保持一致。同时两千斤顶纵向中心线应保持平行。否则，要进行调整。④张拉锚固后，各根钢绞线应力相一致，其绝对偏差值不得大于控制应力的5%。⑤预应力钢绞线放松前，必须拆除模板。⑥放张时，施加的钢绞线内力不得超过张拉时的控制应力，放张可分数次进行。⑦在钢绞线下料、布束、张拉、浇筑砼过程中，禁止踩踏及振动器触及和碰撞，以免影响钢绞线质量和应力损失。(2)安全措施①张拉过程中，严禁人员在张拉区走动或工作。②在张拉区、张拉端布设高度2m的钢丝网墙，人员操作应在工作房中进行。③认真检查锚具是否有脱丝等现象。如有，一定要及时更换。