12m桩板路基预制π板首件施工技术分析

曹志强 （安徽省路港工程有限责任公司，安徽 合肥 230022）

1 引言

桥梁的支座类型一般是简支梁，合枞预制标桐城段大桥施工的流程中涉及到许多类型的π 板，而在建筑施工过程中，为节省时间、掌握进度，常常使用预建法，由于预制板在制造过程中所涉及的影响因素众多，因此必须对设计、施工以及管理中的各个环节都加以管理。在产品前期的准备阶段，必须格外注意一些对产品影响较大以及在制造过程中比较不易掌握的重要因素，因此本文将根据合枞预制标桐城工段的具体施工情况，对预制π板施工关键技术加以论述。

2 工程概况

合枞预制标桐城厂段主要负责路基04、05、06 标段（起讫桩号为K84+520-K134+143，工程全线长49．623km）轻型T 梁、预制π 板、箱涵、拱涵、圆管涵、盖梁、小型预制构件、新泽西护栏等预制构件。本项目预制π 板，总计908 片，先张法预应力π 梁预制边板翼缘板宽为3．185m，中板翼缘板宽为3．170m，主梁梁高均0．750m、肋宽为0．300m，梁板采用宽度为0．300m，带托板的湿接缝连接，在翼缘板悬臂端部设置托板。预制的π 板顶面处均为水平预制，而管桩顶面处也是水平状态，桥面横坡通过管桩高程及预制盖梁与管桩连接处的底面横坡实现。考虑实际进度、工作准备，本次首件制选择12m 桩板路基预制π 板中跨中板进行施工技术分析。

图1 首件制构件的主要构造和参数

3 预制π板施工工艺

3.1 工艺流程

先张法预应力预制π 梁采用定型钢模、专业班组集中预制。π 梁预制场采用2 台10t 门吊负责安拆模、混凝土浇筑，1 台40t 门吊负责梁板场内梁板的移运、存放。混凝土采用拌和站集中拌制，搅拌运输车运至现场，10t门吊配合吊罐浇筑入模，人工现场采用振捣棒振捣。施工工艺流程见图2。

图2 先张法预制π梁施工工艺流程图

3.2 操作要点

3．2．1 预制场地

场地采用现有箱涵拱涵预制场地，场地宽30m、长340m，共计10200m2。预制区共设置6 条线进行生产，每条线设置5 个台座。每条线长66．5m，纵向考虑施工简便、钢绞线的节约等原则，制梁台座距离反作用力墙纵距离为张拉端2．1m（固定端1．6m），π 梁预制台座之间纵向间距1．6m（0．65m+0．65m+0．3m）或边跨0．95m（0．65m+0．3m），横间隔为2m，边预先准备区一侧为4m 宽度罐车通道，边剩余7m 宽度为钢筋直径捆扎制梁台座，钢捆扎线在车胎架台绑扎成型，整体装配。根据设计规划布置电管、水管、蒸汽管。

预制区后方为存放区，存放区长184m，宽30m，π 梁两层存放可存放220片π梁，存放率达25%。

根据项目特点张拉采用单端张拉，场地排布顺序为：张拉端（移动横梁-千斤顶-固定横梁）→张拉反力墙→制梁台座→制梁台座→制梁台座→制梁台座→制梁台座→张拉反力墙→固定端（固定横梁，初张拉端）。

3．2．2 模板配置及钢台座

本项目先张法预制π 梁约908 片，每条生产线计划每月生产20～25 片（每条生产线设置5 个台座，每月循环4～5次），6 条线每月可生产150 片，共需要6个月。

台座的周转时间为6～7 天，预应力钢绞线张拉施工及钢筋大直径绑扎（钢筋在胎膜上捆扎）+1 天（样板施工及浇筑）+5～6 天（养护、放张及起梁）；根据总体进度计划安排，π 梁预制工期为6 个月。

π 梁模板配置：由于每条线一次浇筑5 片π 梁，项目部根据实际情况配置12m 预制π 板模板固定芯模30 个（边跨8 个，其中大桩号4 个、小桩号4 个），中板侧模5 套，边板侧模5 套，端模及调节段根据需要进行配置。

π 梁模板采用全新钢模，侧模采用6mm厚钢板，底模与端模采用10mm厚钢板。钢台座12m，模板芯模采用固定式钢模，侧模采用整体式模板，端头40cm 为可拆卸调节段用于边跨与中跨调换施工，如图3所示。

3．2．3 钢筋工程

①装板路基预制π 板钢筋捆扎骨架在基本的定型胎架内绑扎成形，然后整体吊挂入模。

②将钢材在制作棚内集中加工，并根据不同钢种、牌号、品种、型号和生产厂家，分类检验，分开存放，严禁相互掺杂，并设置鉴别标记，同时对钢材在储存、运送过程中采取必要措施，以防止腐蚀和污染。

③在现场绑好钢筋后，再与混凝土钢筋或铰线相接触。钢筋混凝土捆扎的交汇处用钢筋直径捆扎结实后，在钢筋直径的捆扎处与钢筋混凝土捆扎之间安放垫片，使垫片与钢筋直径处捆扎得紧密并呈梅花间竹状排列，以保证用钢筋捆扎混凝土的保护层强度满足施工需要。

3．2．4 预应力筋的制作与张拉

3．2．4 ．1 预应力筋的制作

预应力筋的下材尺寸采用经验计算法确定，在计算时充分考虑构件的柱体直径或制梁台座边长、锚装夹厚度、螺旋千斤顶直径、弹性回缩值、张拉施工伸长值和受电设备直径等因素，并从严掌握下材尺寸，通过下材机完成下材，在切割时使用切断机或磨削砂轮锯。

3．2．4 ．2 预应力筋的张拉

①张拉机具设备，张拉端配制4 台250kN 千斤顶，上、下各布置2 个，张拉采用整体张拉、整体放张。

②预应力筋的理论伸长值ΔL（mm）可按下式计算：

式中：Pp—预应力筋的平均张拉力（N）；L—预应力筋的长度（mm）；Ap—预应力筋的最大直径面积（mm2）；Ep—预应力筋的弹性模量（N/mm2）。

先张法中单根预应力筋控制力Pp=0.75fpk×Ap=195.3kN。计算长度分别为63．5m，钢绞线有效截面面积为140mm2，弹性模量为1．95×105MPa，理论伸长值：

预应力筋张拉方式的实际最大拉伸值ΔL（mm），可按下式计算：

式中：ΔL1—初应力以下的推算伸长值（mm）；ΔL2—从初伸长应力至最高张拉应力间的实际伸长值（mm）。

当预应力筋张拉完成时，距设计高度的最大误差不能超过5mm，但也不能超过构件最短边长的4%。

在张拉施工中，钢绞线的最大断丝量在一个构件内，不得大于钢筋总重量的1%。

钢铰线检测。

3．2．5 模板工程

3．2．5 ．1 侧模安装

①预制钢筋的样板是浇筑过程中的临时构件，它不但影响到预制尺寸的准确性，而且直接影响质量、进度以及造价，要考虑我标的使用大块钢样板，需要同样符合安全性、抗拉强度和刚性要求。对本项目施工中使用的所有钢样板都需要严格执行模板准用证规定，并进行模板准用证一式二份检查，由工程监理驻地进行，只有批准通过的样板方可实施钢筋的安装。侧模底座用顶托焊接在制梁台座上，上部用连接柱相连，以保证梁面混凝土宽度一致。侧模与制梁台座的中间部用双面胶条或橡皮片贴缝，以防泄漏。

②侧模条形基础拼装，端模用支撑支架和螺钉连接紧固于侧模上。

③混凝土施工完成后，对其水平定位、节点连接和纵横方向稳定性进行检验，签认之后方可浇注混凝土。

④构件采用吊具进行吊装，吊装孔提前固定在钢筋笼上，预埋吊装孔需固定牢固紧贴模板。

⑤模板安装完成后，各组成部分尺寸的施工允许偏差遵循要求如表2 所示。

表1 钢绞线先张法实测项目

表2 各部分尺寸施工允许偏差值表

3．2．5 ．2 芯模安装

改善混凝土π 板的总体受力特性，并防止顶板强度不平衡和侧板保护层不够，我标段选用了整体式的固定钢芯模板。

3．2．6 混凝土工程

混凝土施工时采用纵向水平分割或水平分级，按照先腹板再顶板的顺序从输出部分向另一端推移，浇筑时π 梁对称进行浇筑。端头钢筋密集部位和受阻地方插入50 型振捣棒，配合30 型插入式振捣棒振捣，必要时辅以附着式振动器。在π 板混凝土浇筑过程中，现场制取5 组混凝土试件，其中三组采用与预制π 板同条件养生，作为拆模、π 板预应力放张和起移梁控制强度评判依据。

3．2．7 拆模、混凝土养生、放张

按照标准要求，当混凝土抗压强度超过2．5MPa 时，可以拆卸侧模。模板与柱体分开后，用龙门吊将模板打开后，才能起吊。π 梁混凝土试验通常采用喷淋实验的技术，在混凝土进行放张试验时，混凝土抗拉强度必须达到设计最大抗拉强度的90%以上，且在混凝土年龄范围内不能少于七天，才能剪切高应力钢绞线并进行放张实验。在试验条件具备时可适当扩大年龄范围，以提高混凝土的弹性模量，增强混凝土的弹性模量，从而降低反拱度。

放张前拆卸模板，放张时应分阶段放张，先从张拉端松开锚固螺母放张。放张时应缓慢，速度不能过快。放张完成后，使用砂轮切割机切断钢绞线，拆出端模，不能用焊机切割。

3．2．8 移梁及梁板存放

π 梁混凝土强度在满足设计图纸规定之后，再用1台40t型龙门吊机移载至存梁区，放在枕木上。梁面一般堆砌成二层，各层之间用方木支垫。梁体放置时应在π 柱二端设立支点，不要把上下面颠倒，并选择适当位置，不让横梁产生负最大弯矩而造成损伤。柱体保持时间不宜大于九十日，防止起拱值过大。

4 结语

通过首件制的施工，可以全面的掌握预制π 板作业的基本施工过程、作业要领和具体的工序规范，以便于合理的指导生产预制π板施工，具体如下：

①验证了优化钢筋胎膜的可操作性，平面布置和平面运输合理，缩短制作加工周期；

②细化了人员、机械配置结构，从钢筋加工制作、模板清理除锈、钢筋入模、张拉、混凝土拌和、运输、混凝土浇筑、振捣、收光养生、放张、移存等，人员精确到人；

③验证了先张法张拉合理性及配套夹片、螺栓、连接器使用合理性；

④验证了混凝土拆模强度及构件吊装强度；

⑤确定了各阶段周期和检测周期，指导大面积施工。