本站原创摘 要 ：路桥建设工程中,预应力空心板具有较好的力学性能及施工方便而得到广泛应用.而在施工过程中对应力钢筋的张拉和放张的控制是关键环节.本文根据工程案例,先张法预应力预制空心板施工工艺与质量控制进行探讨.
关 键 词 ：预应力；空心板；预制
一、工程概述
某路桥建设工程的预应力混凝土空心板80块,设5个长线槽式台座,台座长度设计为150米,空心板采用先张法预制.
二、张拉台座、张拉横梁设计与施工
(一)张拉台座的设计、施工
根据板梁生产的数量,本工程设5个长线槽式台座,设槽式台座保温效果好,能降低工程投资,缩短板梁的生产周期.传力墙设计为钢筋砼结构,设计钢筋砼传力墙投资低、投入生产快.
传力墙的设计：根据传力墙的长度设置2-3道伸缩缝（缝间夹3-5mm的钢板）,在传力墙的端部设预埋钢板,施工时严格控制,使预应力筋轴线与端横梁中心、千斤顶轴线、传力柱中心线相吻合,避免造成受力偏心.槽式传力墙的具体尺寸详见《张拉台座布置图》.
先张梁底板的设计：预应力先张梁底板的设计直接影响预制梁的表观质量,底板设计要求平整、顺直、光滑不得有下沉现象.
因场地地基承载力一般,采取下列有效措施进行地基处理.压实整平地基后,铺设厚10cm的碎石垫层并进行夯实,然后用厚约3cm的M5砂浆找平,浇注20cm的砼底板,底板每隔膜5～6m设一道伸缩缝,缝内填塞木条.
底模要求用钢板铺底,用钢板作底模虽然一次性投入高,但可多次周转使用,生产的板梁底面平整度、光洁度均能达到较高质量的要求.在底模成形时应考虑钢板的两边各余3mm,便于底模两侧钉夹皮以防漏浆.
先张梁底模设计详见《张拉台座详图2-1》和《张拉台座详图2-2》.
(二)张拉横梁的设计安装
横梁的制作加工：张拉钢横梁原来已经施工过,为了施工更安全,在原有的钢横梁侧面加4块20*20钢槽,加固时保证焊接的质量.
横梁的安装：横梁的安装是先张预应力板梁施工过程中的一个重要环节,在进行横梁安装时首先考虑钢绞线的形心位置,以钢绞线的形心位置确定张拉端与被动端横梁的安装高度及板梁底面板座的高度,横梁安装要求定位板上对应的力筋孔在一条中心线上,由于施工实际上存在着偏差,力筋张拉时筋位有移动,制作时力筋孔可按力筋直径扩大2-4mm,力筋水平方向做成椭圆形.
三、预应力空心板预制施工工艺流程
施工前准备→清理台座、涂脱模剂→安放钢筋、铺钢绞线→预应力钢筋制作→安放两端锚夹具→准备锚夹具→绑扎箍筋、构造钢筋→张拉钢绞线→安放侧模板→浇捣混凝土→先张梁养护→模板拆除→预应力的放张→移梁、存梁作业→继续养护预制梁
四、主要施工方法
(一)施工前的准备
将张拉用的油泵、千斤顶及与之相配套的油表预先送到监理部门认可的检验单位进行检验标定.
张拉用的锚具、夹片须有出厂的合格证明,并经按要求抽检合格经监理工程师同意后方可使用.
预制板梁时,须密切注意栏杆、支座、伸缩缝等预埋件的设置和预埋.
(二)清理台座、涂脱模剂
清除底模上覆的所有杂物,并擦拭干净,均匀涂刷脱模剂.对于底模钢板的缺损的部位及时进行修补找平,以免影响浇筑出的梁体底板的平整度.
(三)安放钢筋、铺钢绞线
预应力筋的下料：对进场的钢绞线按《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）的规定作抽样检查进行试验,确定钢绞线的冷拉伸长率、钢绞线冷拉后的弹性回缩量.
钢绞线下料长度的计算：对于检验合格并经监理工程师认可的钢绞线,根据台座长度、夹具长度、穿心式千斤顶的长度、钢模板伸出端板至锚固板之间的距离、模板的厚度确定钢绞线的下料长度,用切断机或砂轮机切断钢绞线.
钢绞线的计算长度：L0等于L+L1+L2+L3+L4+（3-5cm）
钢绞线下料总长度：L总等于L0/（1+r-δ）
式中：L0 钢筋的计算长度,L总钢筋的下料总长度.
r 钢筋冷拉拉长率（由试验确定）.
δ钢筋冷拉后的弹性回缩率（由试验确定）.
L长线台座的长度,L1锥形夹具的长度.
L2 穿心式千斤顶的长度.
L3 钢绞线伸出钢模端板至锚固板之间的距离.
预应力钢绞线端部,在与锚具接触的部位,应清除浮锈,防止张拉时打滑,如果预应力筋表面已经形成降低强度与延伸率的腐蚀坑,则不能使用,以防张拉时产生脆断飞出伤人,防止张拉锚固后,降低预应力钢绞线的强度储备（安全系数）.钢绞线的下料采用砂轮机切割,砂轮锯片为增强型,以防加热降低钢绞线的机械性能,严禁用电焊机切割.
钢绞线的铺设就位：预应力筋的铺设应在台面上的隔离剂干燥之后进行,隔离剂要求具有良好的隔离效果,不能影响砼与钢绞线的粘接力,如钢绞线遭受污染,应使用适当的溶剂加以清刷干净.钢绞线的铺设和下料同时进行,以提高工效.
把按设计的失效塑料管截好并编号,分别放在每片板失效位置的台座内,拉伸钢绞线的同时穿上失效管.调整各相邻钢绞线的位置,根据编号使其准确就位,将其联接在两端横梁的连接器上,同时穿入各分丝板的预留孔内.（注分丝板设在活动横梁一侧,分丝板根据钢绞线型号设计打孔）.
在铺设过程中,注意对钢绞线进行检验,如发现有局部损伤、锈蚀严重的立即清除,并按要求重新下料.
(四)锚夹具安装、钢绞线张拉
锚夹具安装：在使用前对锚夹具进行外观、硬度和静载试验的检查,对不合格的产品严禁使用,安装时要求安装准确到位.
锚板端口要求清理干净,如已生锈则应进行除锈；夹片要求保持清洁和良好的润滑状态,新的工具夹片第一次使用前,要求在夹片背面涂上润滑脂,以后每使用不到5～10次,应将锚板连同夹片一同卸下,向锚板的锥形孔中重新涂上一层润滑剂,以防夹片在退楔时卡住. 在施工过程中应经常检查锚板内的夹片,是否有损伤,如发现有损伤则立即更换以防钢绞线产生滑移飞出伤人.
预应力钢绞线采用张拉力与伸长值双控施工,张拉控制应力采用σk等于0.75fpk等于1395MPa.每根张拉力为195.3KN,实际控制伸长值应根据施工时张拉长度及进场材料的实测弹性模量计算.
预应力钢绞线失效措施一般采用硬塑料管将失效范围的预应力筋套住,同一编号钢绞线失效长度在预制板两头相等.
(五)钢绞线的张拉
张拉设备的选用、检验：张拉设备在施用前按要求进行检验标定,张拉机具派专人使用和管理,并按要求经常进行维护、定期校验,一般规定超过6个月或使用200次以上及使用过程中出现不正常现象都需要进行检验.
张拉应力控制：钢绞线张拉以油压表应力控制为主,张拉伸长值做校核,实际伸长值与理论伸长值的误差应控制在±6%以内,否则必须查明原因并采取措施加以调整,方可继续张拉.
张拉程序如下：
0→初应力（10%σ）→控制应力1395MPa（100%σ）→超张拉1436.85MPa（103%σ持荷2分钟锚固）
预应力钢绞线的实际伸长值,在初应力为10%σ时开始测量,但必须加上初应力以下的推算伸长值.
张拉吨位下的钢绞线理论伸长值：ΔLi等于σiLi/Eg
式中：ΔLi----钢绞线的理论伸长值
σI-----钢绞线的平均应力（可近似取跨中截面与锚固截面钢绞线的平均应力值）
LI----钢绞线的长度值
Eg----钢绞线的弹性模量
预应力张拉：施工前,千斤顶、高压油泵配精度1.5级60MPa压力表,用精度±0.1%的压力传感器千斤顶、压力表进行标定.
张拉前仔细检查活动横梁、锚板放张楔块、千斤顶的位置,查看张拉螺栓、连接套筒、连接头各部位的丝扣情况,将楔块清洗干净涂黄油锁定.下好的钢绞线按编号与连接套筒连接,并拧紧锚固螺栓,拉直钢绞线.
按规定的张拉顺序从零应力开始,在张拉端用一台千斤顶进行张拉,控制油表读数至10%σ,记录钢绞线至张拉横梁的长度,然后油缸回油,再控制油表读数至20%σ,记录钢绞线至张拉横梁的长度,然后油缸回油,依次类推,当油表读数至103%σ,持荷2分钟锚固,卸荷,进行下一根钢绞线的张拉.
(六)砼的浇捣、养护
模板吊装完毕后开始浇筑混凝土,砼由拌合站集中拌合,严格按规定的配合比配料,砼坍落度控制在12士3cm,砼搅拌时间大于2.5min.
首先浇筑底板砼,达到底板设计标高后,立即安装内模,安装前检查气囊是否漏气,接着绑扎内模定位钢筋和面板钢筋,绑扎钢筋时注意不要戳破气囊,然后对称均匀地浇筑肋板及顶板砼.肋板砼振动采用插入式振捣器配合；顶板砼以平板式振动器振捣为主,插入式配合.混凝土初凝3-4小时候将气囊放气,用卷扬机徐徐拉出气囊.
砼的养护采用常温加湿养护,专人负责,保持砼表面湿润.
（七）预应力的放张
待砼强度达到设计强度的90%且龄期满10天便可进行放张,放张的方法采用千斤顶整体放张,放张分两次完成.首先在钢横梁至预制梁间的裸露钢绞线采用沙包预压,预制梁之间采用10*10cm的方木6根分上中下支撑进行连接顶住,以防预制梁移位,然后再逐根放张钢绞线.
预应力全部放张后,用砂轮切割机切断钢铰线,切断顺序为先放张端再切另一端,切割后的外露端头,应用砂浆封闭或涂刷防蚀材料,防止生锈.放张后立即立模进行封头砼的施工,封头混凝土应比梁体混凝土稍干,避免混凝土凝结后与梁体混凝土之间出现缝隙.
（八）移、存梁
当梁体砼强度达到吊装要求时,利用吊机运至存梁场.梁体堆放时在空心板两端设置支点,不得使上下面倒置,吊装采用在梁两端设置吊环,严禁利用锚栓孔捆绑调装,同时采取可靠措施不得使梁产生负弯矩而破坏.梁体存放时间不得大于60天,以防产生过大的上拱度.
五、质量控制措施
混凝土浇筑分层进行,分层厚度不超过30cm,避免混凝土表面出现蜂窝、麻面.
两端端模缝隙堵实,避免漏浆,拆模时避开端角尽量不碰到端角混凝土.
为保证保护层厚度,应在钢筋与模板间设置塑料或砼垫块,非焊接钢筋骨架的多层钢筋之间,应用短钢筋支垫.
立完模板后由专人负责检查钢筋笼是否顺直,绞缝钢筋是否密贴模板,预埋件是否遗漏,如有发现问题及时处理.
模板拆除应按设计的顺序进行,即先拆内模,再拆外模,为避免模板与梁体发生碰撞,现场由专人负责扶持模板.
混凝土的浇筑应连续进行,如因故必须间断时,其间断时间应小于前段砼的初凝时间或能重塑的时间.
对浇筑混凝土进行振捣时,对每一振动部位,以砼表面不再反浆为准,防止漏振、过振,必须振动到该部位砼密实为止.
六、结束语
本工程证明了先张法预制空心板技术具有施工速度快、施工投入小、对场地要求低等优点,有效地减少了施工投入,缩短了施工准备时间,同时施工速度、施工质量也得到很好的保证.