先张法预应力空心板施工技术实践

赵 倩

一、工程概况

南水北调中线一期陶岔渠首枢纽工程下游交通桥为一跨径70m的悬链线箱型拱桥，桥梁全长185.06m，总宽9m，净宽7m，荷载标准为公路-Ⅱ级。交通桥主桥上部结构及两岸引桥均采用13m的预应力混凝土简支空心板梁，设计强度等级为C50。全桥上部结构共计14跨，空心板每跨8片，共计112片，按预应力A类构件设计（其中边板28片，宽149.5cm；中板84片，宽99cm，板长13m，板高60cm）。

二、预制场布置

预制场的选择必须保证有足够的空间，包括板梁存放场、施工设施存放点、车辆通行车道以及先张预制构件最重要的施工设施——张拉台座。

本工程张拉台座采用半埋入式槽式台座，预制场共设4道台座，每道可同时浇注3片空心板，在每片板之间设置1m的工作区间距。台座纵梁为C30钢筋混凝土墙，纵梁两端各镶嵌一块2cm厚钢板，以防止在张拉过程中纵梁端部被破坏。两纵梁之间以C20混凝土作为底模基础，打磨后形成水磨石面层，然后浸油、打蜡作为板梁底模，既减小了底模对板梁底部的摩擦，又保证了空心板底面的光洁平整度，利于移梁脱模和周转重复利用，降低了修复费用。台座固定横梁和移动横梁均由工字钢和加肋板焊接而成，端横梁上安装定位钢板，钢板上的定位孔道位置偏差不得超过5mm，确保在张拉过程中钢绞线中心位置的准确性。为保证施工人员的安全，两端横梁后设置安全防护网。

三、预应力空心板施工工艺

预应力空心板施工工艺流程如图1所示。

1.预应力筋安装

本工程预应力筋采用钢绞线，将下好料的钢绞线运至台座的固定端，采用向前推的方式穿束，钢绞线依次穿过定位钢板、固定端横梁及塑料套管后两端固定。钢绞线失效处理采用塑料套管，尺寸必须严格控制，按照每根钢绞线的有效长度对其进行编号并将塑料管套在相应部位。为减少预应力筋工作长度，在整体张拉端采用连接器和拉杆代替预应力筋。钢绞线安装过程中不得扭转或绞旋，张拉范围内不得焊接。

2.预应力筋张拉

预应力筋张拉采取单根初调、整体张拉的方式进行。

张拉程序如下：

单根初调：0→10%σcon；

整体张拉：10%σcon→分级加荷→105%σcon（持荷5min）→0→σcon（锚固）。

张拉时，先在锚固端用1台QYC300型千斤顶施加10%σcon的初应力对钢绞线逐根进行初调并锚固，待一组初调完毕后，在整体张拉端用2台YDT2000型千斤顶推动活动横梁进行整体张拉。

张拉过程中2台千斤顶要采取同步推进的方式前进，移动横梁和固定横梁保持平行，使预应力筋均匀受力。预应力筋张拉应力与伸长值计算采用应力—应变双控制，张拉采取分级加载的方式，每级荷载值控制为20%σcon。加载过程中，要密切注意预应力筋的实际伸长量与理论伸长量相比是否控制在±6%内，若有异常立刻停止并查找原因。当加载至105%σcon时持荷5min，使预应力筋完成部分徐舒，以减少钢筋锚固后的应力损失，然后补足或放松预应力筋的拉力至σcon，测量、记录预应力筋的伸长量，并与理论值比较，若误差在允许范围内，满足要求，锚固预应力筋，千斤顶回油，封闭塑料套管，否则要及时找出原因进行分析处理。

3.钢筋绑扎、立模

在预应力筋张拉完毕后，对其锚固，并进行钢筋绑扎。钢筋在预应力空心板制作前提前加工，钢筋下料前应平直无局部弯折，各种型号的钢筋尺寸、间距严格按照图纸施工，并将表面油渍、漆皮、麟锈等清除干净。钢筋的夹头应反向于气囊，防止损坏气囊。另外，为防止气囊上浮（确保顶板厚度），按照设计图纸要求，每隔30cm设箍筋一道，下端与底板钢筋绑扎牢固。水泥砂浆垫块应事先做好，并与钢筋扎紧，确保保护层厚度满足设计要求。

梁体外模采用定型组合钢模，模板上部内口用方木支撑控制，外侧加斜撑防止模板倾斜。立模后，板下部连接筋要紧靠模板，便于拆模后顺利凿出。在模板接缝处贴橡胶条防止漏浆。

4.混凝土浇筑

本工程采用塌落度5～7cm的低塑性混凝土，外加剂使用高效减水剂，混凝土浇筑采取水平分层浇筑，首先浇筑底板混凝土，待振捣密实后安装涂有脱模剂的气囊芯模，然后浇筑腹板和顶板混凝土，层厚不大于25cm，并振捣密实。在腹板混凝土振捣过程中，振动棒要插入底板混凝土中，以加强腹板混凝土与底板混凝土结合的密实性。为使腹板、端边以及模板角落混凝土振捣密实，采用插铲式捣固器进行振捣。

在振捣过程中，要避免振捣器与芯模、预应力筋和钢筋接触，以免造成损伤。待板面混凝土浇筑完成后采用平整、木抹粗平、拉毛进行处理，便于梁板与桥面铺装层的结合。

5.混凝土养护及后期工作

混凝土浇筑完毕待初凝后要及时进行养护，养护浇水不得少于7d。

混凝土强度达到2.5MPa时拆除不承重侧模；达到5MPa时拆除芯模；达到85%以上时方可放张。放张采用千斤顶慢速回油法，放张过程与张拉过程相反进行，打开回油阀缓慢回油，逐渐放松预应力筋。放张结束后，自放张端向固定端用砂轮机逐次切割钢绞线。

强度达到90%以上后起吊空心板，在堆放场空心板水平分层堆放，高度不得超过3层，层与层之间以垫木隔开，各层垫木的位置设在吊点处。板吊至堆放场后用砂轮切割机切去板端部外露钢绞线，切割部位在板端部向里1cm处，切割后端部用砂浆抹好，防止钢绞线端部生锈。最后进行封端混凝土施工，并对每块板做好标识。

四、先张法空心板施工注意事项

1.加强原材料检验和现场混凝土塌落度控制

钢绞线、砂石料进场前要严格检验，符合要求方可使用，钢绞线表面不得有润滑油、油渍等降低钢绞线与混凝土粘结力的物质。现场混凝土塌落度必须严格控制，以减少因徐变和收缩引起的预应力损失。

2.严格控制板梁尺寸

在空心板施工过程中，因立模过程中的误差以及混凝土浇注后涨模等问题，空心板出现超宽现象，会给之后的安装带来不便，因此必须严格控制板梁尺寸。通常利用负差效应，在台座底模制作过程中宽度比设计宽度窄1cm，浇注的空心板宽度负差在-2～-5mm，方便了空心板的安装。

3.合理安排工序

空心板的存放时间不宜超过60d，在施工过程中应编制合理的施工组织设计，整个工程统筹安排，避免空心板存放时间过久造成反拱度过大，给桥面铺装带来不必要的麻烦。

4.油表与张拉设备配套使用

千斤顶与油表需配套校验，以确定张拉力与油表读数之间的关系，因此在张拉前，必须仔细检查，确保张拉设备与配套油表的使用。

在预应力空心板施工过程中，要严格按照规范规定和设计要求控制预应力空心板梁的施工工艺，确保空心板梁的外观和质量■