小跨径预应力空心板后张法施工

秦继荣

（天水公路管理局，甘肃 天水 741001）

预应力空心板式桥是公路桥梁量大、面广的常用结构型式，这种结构构造简单、受力明确，更具有施工方便，节约圬工、节省模板并利于工厂化成批生产等优点，能够有效地提高工程施工质量和进度。因此，在公路桥梁中，预制预应力空心板被广泛采用，尤其是建筑高度受到限制和平原区高速公路上的中、小跨径桥梁，特别受到欢迎。从而可以减少高填土路堤隐患，少占耕地和节省土方工程量。

预应力混凝土结构，目前采用较多的为先张法和后张法预应力结构。两者比较，后张法具有可以曲线配筋，不需要永久性的张拉台座，张拉设备简单，便于现场施工等优势，所以后张法是大型预应力混凝土结构施工的主要方法。现将后张预应力空心板的施工方法及施工中部分问题的解决方法作如下介绍。

1 准备工作

1.1 模板设计

梁体预制芯、外模按专项设计，厂制加工成型，外模采用定型加工钢模，用6mm厚钢板作钢模面板，用不等边角钢及槽钢焊接成整体骨架，每节模板长度根据空心板结构做成长为2～5m的节段。梁体芯模采用专业模板厂根据空心板加工制作的橡胶气囊。

1.2 预制场布置

预制场在总体规划之前，应根据地基情况整平压实处理，整体布局要结合路线走向、施工便道位置、场地大小、预制量、吊机形式等多种因素，布置时先要规划龙门吊或汽车吊的走向、运梁路线及场内便道，再合理规划预制区、贮存区、加工区、生活区等，以便预制、贮存、架设工序的流水作业。根据预制梁的数量、总工期及生产能力布设底座，堆梁场布设应靠近桥底一端。

1.3 预制台座处理

台座施工前首先要处理地基，铲除台座范围内的松散表土，换填砂石混合物并进行夯实。台座两端须进行强化处理，视现场测定地基承载力情况换填不等深度的浆砌片石，在换填层上面浇注10cm厚C15混凝土作为台座垫层，垫层上面再浇第2层30cm厚C20混凝土，浇注第2层混凝土时要按设计要求设置预拱度，预拱度值一般由设计给定，根据JTGT F50—2011《公路桥涵施工技术规范》，预制梁纵向预拱度可做成抛物线，并注意在台座施工时每隔1m用PVC管预留侧模拉杆加固孔。在施工中，应经常检查张拉台座有无变形、下沉等。为了提高台座的重复利用率，改善预制空心板底板底面混凝土外观，箱梁底模采用在C20混凝土台座上布贴型钢组合5mm的钢模板作为底模，在浇注第2层混凝土垫层时预埋定位钢筋，与钢模板上的型钢焊接固定。

2 梁体预制

2.1 施工流程（如图1）

2.2 钢筋的制作、绑扎

钢筋的存放必须分批分类并要有防雨水等的抗侵蚀措施。钢筋制作与安装应注意避免在结构的最大应力处设置接头，并应可能使接头交错排列，接头间距相互错开的距离大于50cm，焊接点与弯曲处的间距应大于10d（d为钢筋直径），除去焊接时存留的焊渣，焊缝长度符合规范要求（即双面焊为5d，单面焊为10d）。

钢筋在加工场加工好后，运至底模上进行绑扎成型，钢筋制作安装严格按设计图纸要求进行，钢筋绑扎前将底模钢板的锈斑打磨干净，均匀涂刷效果良好且无颜色的脱模剂，并注意预埋防护栏及伸缩缝钢筋。

对固定胶囊芯模的上半圆形定位钢筋，要增加密度，其间距不应大于0.5m。以控制芯模上浮。

预应力孔道采用预埋镀锌波纹管成孔，镀锌波纹管的钢带厚度不小于0.3mm，各自的接管采用大一级的波纹管。波纹管安装之前，要认真检查有无小孔，如发现小孔要用胶纸带包裹严密。波纹管布设时，可在钢筋骨架形成并垫好保护层后进行，也可根据需要，在钢筋骨架绑扎过程中一起进行。根据设计中的预应力波纹管孔道的曲线要素，确定好波纹管定位钢筋的位置，定位钢筋采用井字架形式，控制预应力孔道位置偏差在允许范围之内。所有孔道之间的连接用封口胶纸带缠绕密封，孔道与工作垫板的连接应用铁丝绑扎牢固，周边用封口胶纸带缠绕确保密封，防止漏浆。留好排气孔、排浆管，并保证垫板与孔道中心线垂直。立模、灌注、振捣过程严防碰撞变形。波纹管孔道安装固定后用通孔器检查，灌砼过程中设专人来回拉动通孔器，确保孔道畅通。

图1 后张预应力箱梁预制施工流程

2.3 模板的安装

外模板的安装利用简易小型电动葫芦进行作业，模板安装前，先安装钢筋骨架和端模板，再安装波纹管及两侧模板；在浇注完底层砼后进行安装芯模。模板应用砂轮机打磨干净后，再涂匀脱模剂。模板接缝贴熟橡胶皮，以防止漏浆，模板连接处拧紧螺栓，并采用木条和法盘螺丝加固，防止混凝土浇注过程中产生错位。在安装模板前，应清理干净底座及钢筋骨架上的杂物，同时为保证钢筋保护层厚度的准确，采用预制混凝土垫块作固定。模板安装完成后，应尽快进行混凝土浇注，以防模板生锈，影响外观质量。

2.4 混凝土的浇注

混凝土的振捣采用侧模振捣架装配附着式振捣器与插入式振捣相结合的振捣方法。振捣过程中，振动棒与模板间距保持5-10cm，并避免碰撞波纹管，不得直接或间接地通过钢筋施加振动。每一处振捣完毕后，应边振边徐徐提出振动棒，以防混凝土出现较大的气泡。振捣过程中掌握好振动半径范围，防止重振、漏振。

砼拌合采用搅拌站集中拌制。梁体砼灌注均一次连续灌注，采用由一端向另一端或两端向中间推进的施工方法分层进行，其灌注坡度不大于1：3。在灌注过程中，指定专人看模支撑校正，钢筋定位准确不偏移，预埋件位置无误。

砼的振捣时间须保证砼获得足够的密实度为宜，以砼不再下沉、不出气泡、表面泛浆为适度，不得出现漏振和重振现象，以确保砼内在和外观质量。

外侧边梁在预制时须考虑防撞砼护栏的模型支挂预埋件。为使桥面铺装砼与梁体顶部紧密结合，预制时梁板顶刷毛应严格掌握刷毛时间，在砼定浆初凝后、终凝前用钢丝刷将水泥浆全部刷掉、露出石子，用扫把扫净浮渣并用高压水冲洗干净。梁端模拆除后必须对梁端面进行凿毛，以保证梁体封端良好。

每片梁制作三组试件，其中标准养护28d强度一组，随梁自然养生试件一组，放张强度和弹性模量试验一组。

3 预应力筋的张拉、压浆

3.1 制束与穿束

当梁体混凝土强度达到设计强度的85%时，即穿设钢绞线。钢绞线下料切割时，下料长度要留足预应力束张拉时的工作长度，并在每端离切口30～50mm处用铁丝绑扎，并将切割端绑牢。钢绞线编束时，每隔1～1.5m绑扎一道铁丝，绑好的钢绞束编号挂牌堆放。钢绞线切断采用砂轮切割机，并将端头打磨圆滑，避免刺破波纹管。砼通过养护强度达到设计等级85%(试件确定)，成束穿拉钢绞线。

3.2 施加预应力

按设计要求，当梁体砼通过养护达到90%(经试验确定)，进行预应力张拉施工。

施加预应力(张拉)机具为ZB4/500油泵与YC60、YC250千斤顶配套使用。预应力束张拉之前，千斤顶和油泵先进行配套检验标定，合格后才能使用。施工工艺及质量检查标准执行《公路桥涵施工技术规范》及设计有关规定。

空心板钢绞线的张拉顺序严格按设计要求进行，所有钢绞线均采用两端同时张拉，严格按设计控制张拉力。按张拉力和引伸量“双控”，以张拉力为主，伸长量校核，伸长量应在6%以内，伸长量应扣除因非弹性变形引起的全部伸长量，张拉时同一断面断丝率不大于1%，在任何情况下，不允许钢绞线整根拉断。张拉程序为0→初应力(0.1бk)→бk(持荷 2min 锚固)。

张拉过程要控制好张拉操作、伸长量量测和锚固等3个重要环节：

（1）清理锚垫板及钢束工作段表面的灰浆，安装锚杯及工作夹片；

（2）安装限位卡、千斤顶就位对中、安装工具锚；

（3）两端对称同步进行，控制好加载速度，油表读数达到初始应力对应值时量测初始伸长量，达到控制应力时再量测伸长量，在伸长量符合要求后，按规范要求持荷，达到持荷时间后再量测回缩量，打开截止阀张拉油缸缓慢归零，千斤顶活塞回程工具夹片跟进锚固；

（4）预应力束采用对称张拉后，宜先在一端锚固，在另一端补足张拉力后再进行锚固，以减少预应力损失。预应力筋锚固后的外露长度不宜小于30mm，锚固完毕并经检验合格后，即可用手提砂轮锯切割掉多余的预应力束，严禁用电弧焊切割。

3.3 压浆

张拉完成后，应尽快进行压浆，以使预应力束与梁体混凝土之间产生粘结力，均匀分布预应力，防止预应力束的锈蚀和减少锚口处的预应力峰值。可在水泥浆中掺入适当的减水剂和膨胀剂，并在压浆之前，先进行水灰比试验，以选择最佳的压浆配合比。

压浆前，先将锚具周围的钢丝间隙和孔洞填封，用吹入无油分的压缩空气清洗管道。对孔道内可能发生的油污等，可采用对预应力束和管道无腐蚀作用的中性洗涤剂或皂液，用水稀释后进行冲洗，冲洗后，再使用不含油分的压缩空气，将孔道内的积水吹出。

压浆顺序是先下后上，要集中将一处的孔一次压完。压浆使用活塞式压浆泵，开始时压力要小，然后慢慢增加。压浆应达到孔道另一端饱满并出浆，且排出与规定稠度相同的水泥浆为止。孔道压浆用纯水泥浆。压浆中途发生故障(20min后不能继续压浆)或不能连续一次压满时，应立即用压力水冲洗干净，使孔道畅通，待故障处理后，再重新进行压浆。压浆过程中认真填写施工记录，并按规定要求作水泥浆试块。

3.4 封锚

压浆后，先将锚具周围冲洗干净，并将梁端混凝土凿毛后，安置梁端部的钢筋并用同标号混凝土封裹锚具及张拉槽口，同时振捣密实。

4 移、存空心板梁

空心板梁移运前，要特别注意空心板梁的养生，砼强度达90%后才能起吊运输。移梁时，起吊点位置根据计算确定，梁起吊后，两端的提升速度及横移速度应协调一致，离开台座2～3cm时静置1min，确认吊机、钢丝绳、梁体无任何异常情况后，方可行走。落梁时，梁底支承点位置必须符合设计要求，待梁体在干净、坚实、稳定的存梁台座上安放稳定后，方可摘除吊钩。分层堆放时，堆梁高度应根据构件的强度、地基的承载力而定，一般不超过3层，各层支承点必须在同一垂直线上。为防止预制梁上拱过大，存梁期按两个月控制；为避免预制梁与现浇桥面砼由于龄期差别而产生过大收缩差，其时间差控制在四个月内。预制成型的梁体，经检查合格后，按生产日期进行标识，分类堆码，以保证架梁时取用方便。

5 结束语

预制空心板是桥梁结构的承重结构。并且它的施工相对来说，技术要求比较高，施工难度较大，操作工序较多，因此，在预制空心板前，一定要制定出施工工艺规程，对所有参与施工的人员进行技术交底，掌握关键工序的技术要点，精心组织，精心施工，认真地控制好每一道工序，严格按规程要求检测各项指标,确保空心板的预制质量，从而为公路建设把好重要的一关。