预应力先张法施工技术在某桥梁工程中的应用

何萍

（武汉公路桥梁建设集团有限公司，湖北 武汉430051）

1.工程概况

某互通式立交桥的上部结构，大部分是预应力钢筋混凝土空心板，其桥梁构件是用张拉钢绞线来施加预应力的。预应力张拉台座对先张预应力混凝土构件生产的成败，起着决定作用。由于张拉台座的设计要与施工规模。工期、构件型式张拉力等相适应。根据要求需建立一个生产能力为468片预应力空心板和78片普通空心板的预制场。本文就四拱梁墩式和槽式相结合的台座设计及施工方面简单地加以介绍。

2.工程设计方案

先张法预应力梁(板)主要优点是生产周期短，适用于工期紧、数量多、工厂化生产。因其设施费用一次性投资较多，为提高经济效益，降低成本，就必须最大限度地提高设备利用率，用较高的生产效率发挥设施的应有作用。预制场的总体设计包括台座型式、张拉与放张、移板方式、生产数量，应综合考虑如下因素:(1)生产数量和施工期限；(2)安全适用，经济合理化，质量有可保证；(3)操作简便、可控性好，周转快、生产周期限短；(4)设施可靠、耐久性强、装、拆模板方便；(5)预制场的地质土质为砂性土，不能深开挖；为满足上述要求：采用了四横梁墩、槽式的台座进行张拉、放张，龙门吊移板的总体设计方案。自行设计了长度为58.4m、宽度11.44m内设4道3条的生产线，月生产为90片板的张拉台座。

3.施工要点

3.1.千斤顶的应用

3.1.1.千斤顶构造

该千斤顶采用动缸式结构，具有连续递进、重复张拉的性能，张拉过程中，千斤顶活塞、支撑套构成"不动体"，而油缸体、穿心套、连接套及锚环构成"运动体"，当"运动体"相对"不动体"向外移动时，千斤顶自动夹持预应力筋进行张拉，达到所需预应力值后，顶压器推进工作夹片进行锚固；运动体复位，工具锚被开启，完成张拉过程。其构造及工作原理如图（1）所示:

图1 千斤顶结构示意图

3.1.2.仪具标定数据表

张拉16m预应力空心板钢绞线油表控制读数汇总表

3.1.3 主要机具设备见下表

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3.2.预应力张拉方法

3.2.1.钢绞线下料

钢绞线采用砂轮切割机切割。成捆的钢绞线松开前先用短钢管拼一架子将其夹住，以免钢绞线骤然松开发生意外。由于预制台座，每根钢绞线的下料长度为：3×16m(每片板设计长度)+2×1.06m(底座净距)+2.89m(固定端长度)+0.3m(张拉端连接器需要长度)=53.40m

3.2.2.钢绞线张拉

先将钢绞线从承力架的定位板中的各穿索孔中一一对应穿好，并应套好失效胶管穿索前应先在底座上涂脱模剂，张拉顺序为：由中间向两侧对称张拉，由于使用低松弛钢绞线，可使用如下张拉程序：0→初应力→1.03δk(持荷2mm锚固)单根钢绞线张拉的操作步骤如下：

(1)、钢绞线穿入台座两端定位板中后，在两端用圆锥形夹具固定，钢绞线应防止穿错孔；(2)、安装千斤顶，将张拉端露出的钢绞线穿进千斤顶孔道并使千斤顶的顶压头顶紧夹具套筒，钢绞线尾部用圆锥形夹具夹紧；(3)开动油泵，张拉至初应力，检查保护层是否正确，如有偏差，调整定位板，如偏差在容许范围内则可在钢绞线尾端刻画标记，作为测量延伸量的基点：(4)、开动油泵，使千斤顶回油至初始位置，然后进油张拉，反复几次，直至张拉到控制应力，关闭油泵，持荷2min。同时使顶压活塞顶压圆锥形的夹片。锚紧钢绞线，并测量延伸量；(5)、计算出实际延伸量，实际延伸量为初始应力至控制应力测得的延伸量△L0=133.9×56.15)／(1.9×105)=0.040m 之和，即△L=△L0+△L4，将△L与理论延伸量△L=δkL／EP=(133.9×56.15)／(1.9×105)=0.396m 相比较，如其差值在6%以内则可进行下一步操作，如超过6%则应查明原因；(6)顶锚完毕后，开动油泵，使千斤顶回油;(7)松开尾部夹具，卸下千斤顶，开始张拉下一根钢绞线.

3.2.3.钢筋和模板的安装待预应力筋全部张拉静置8小时后，检查钢绞线、锚固器具是否有异常，钢绞线是否有超过规范容许的断丝现象，如无异常，即可进行普通钢筋的安装。钢筋的安装要求间距均匀，绑扎牢固，并应特别注意一般不要在底模上进行电焊和氧割操作，以免损伤钢绞线后崩断发生意外。安装钢筋时应注意支座预埋件、桥面连续预埋件、人行道板预埋件及泄水孔预埋件的安装。钢筋安装好后，即可安装模板，模板安装要求顺直、牢固，不漏浆(有钢绞线或钢筋穿出的地方应用海绵塞严)，两侧模板用对拉杆拉紧，并用拉线拉在台座纵梁上。另外，应特别注意芯模要固定好，以防其左右移动及上浮。

3.2.4.一条生产线上的三片空心板的钢筋及模板都安装好后，经检查合格后，即可进行砼浇筑，浇筑顺序，从一端向另一端顺序进行，并应一次连续浇筑完。振捣时应从两侧同时振捣，以防充气胶囊左右移动。并应特别注意防止振捣棒碰撞预应力筋或充气胶囊，以防其变形，影响预应力筋与砼间的粘结力和预应力筋断裂伤人或充气胶囊出现穿孔漏气现象。

3.2.5.拆模，砼养生，凿毛砼终凝后，即可拆除模板，并开始养护。养护用湿麻袋覆盖砼表面，此时，应同时进行预制顶面的凿毛。

3.3.预应力筋放张

待砼达到设标号的80%(32MPa)后，即可进行预应力筋的放张。采用"乙炔一氧气"，同时防止烧坏钢筋端部，放张方法从两侧向中间对称进行，放张应均匀，分次完成。放张过程中，操作人员应站在钢绞线两侧，以免钢绞线反弹伤人。所有预应力筋放张后，外露的多余钢绞线用切割机切割，切割端头要采用高标号水泥砂浆做保护层。并拆除台座两端的夹具。

3.4.吊运及堆码，预应力筋的放松完成后，利用桁车吊运预制空心板至存梁场地进行存梁。

3.5.吊运构件前应仔细检查桁车、钢丝绳、卸甲等的安全性能，吊运时，构件上面及附近地面严禁站人。

4.预应力张拉法的质量及安全保证措施

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4.1.严格按照质量检查体系进行操作，每道工序完工后，须现场技术员自检合格后，由质检科复检，合格后再会同监理工程师检查，合格签证后方可进入下一道工序施工，做到层层把关，严控制质量，把事故隐患消在萌芽状态。

4.2.质检员应深入施工现场，随时掌握现场的施工质量，发现问题后，应及时处理或向经理部汇报。

4.3.试验室对各种原材料进行抽检，杜绝不合格材料和半成品进入施工现场，声格控制砼混合料的配比。

4.4.严格按照施工规范及有关操作规程的要求进行操作。安全员要不定时到施工现场巡视检查，以现安全隐患，及时采取有效的纠正措施。严格按各项操作规程操作，严禁违章操作。施工作业人员应采取有效的劳动保护措施。预应力施工时，禁止无关人员进入施工现场。预制台座两端应码砂袋，以防张拉时钢绞线断裂或夹片破碎飞出伤人。张拉预应力筋时，禁止人员进入预制台座和台座两端30米范围内。张拉过程中拆卸和安装夹具及测量钢绞线延伸量，应观察崩紧的钢绞线、夹具等是否已稳定。确认无异常后，方可进入张拉端场地进行操作。

5.结语

在该工程施工中，采用该法取得了较好的效果，受各种实际情况的影响，也会有些局限性，所以读者可取其精华，加以借鉴及指正。

[1]邵莲芬.先张法折线形预应力筋混凝土梁受力性能的数值分析[D].郑州大学，2006年.

[2]刘荣林.先张法预应力梁板的施工技术简介[J].《今日科苑》.2009年第12期.