先张法预应力混凝土空心板梁施工工艺要点分析——以福建省省道S207线工程为例

陈林涛

（福建建工集团有限责任公司，福建 福州 350000）

0 引言

道路工程、桥梁工程建设的理想状态是在保证工程质量的前提下尽可能节省成本，提高成本收益比、创造更高的利润[1]。在预应力混凝土空心板梁（Hollow Slab Girder）施工技术中，预应力混凝土（Prestressed Concrete）能够通过预应力调节消除混凝土构件荷载产生的应力，将不可控应力控制在可接受的范围，避免混凝土出现开裂，提升工程构件的受力性能和应用性能。空心板梁能够在混凝土成型并达到设计强度后置入内模，从而减轻自重、减少混凝土用量、增大跨度、降低层高且隔音隔热效果也很好[2]，这对道路工程和桥梁工程的质量控制和成本控制具有重要意义。本文以福建省省道S207 线工程为例，对先张法预应力混凝土空心板梁施工工艺要点展开分析，以期为类似工况提供借鉴。

1 工程概况

福建省省道S207 线工程是寿宁县境内普通国省干线公路省道S207 规划路线的重要组成部分[3]。项目路线起点位于寿宁县西部尤溪村，起点接纵三线寿宁下党至尤溪段，路线全长10.964km。工程包括8 座桥梁、39 道涵洞和1 座1340m 的隧道，全线安全等级为二级，双向两车道，设计时速40km/h，路基宽度为8.5m，路面结构采用全幅式水泥混凝土路面[4]。S207 线工程内的8 座桥梁均采用先张法预应力混凝土空心板梁施工技术，共计使用610 片预应力混凝土空心梁板，其中20m跨径452片、16m跨径116片、13m跨径42片[5]。

2 施工工艺要点

2.1 制作台座

先张法预应力混凝土需要先制作符合工况的台座作为基础支撑，这对施工效率和施工安全有直接影响。该项目采用的是三槽长线墩式台座，整体分为混凝土桩、支撑墩、承载梁、台面、压梁五部分，钢筋混凝土强度均为C40，其中混凝土桩为8m 灌注桩；支撑墩为10.5m×1.6m×2.5m 的钢筋混凝土墩；承载梁和压梁均采用钢轨焊接成的工字钢，规格为600mm×550mm×350mm；台面钢筋混凝土厚度为25cm，表面铺设平整的一体式1cm钢板。

2.2 制作及安装钢绞线

钢绞线进场后需要进行抽检复检，该项目将同批次的钢绞线分为5部分，每部分取1根进行力学性能试验，抽检合格率要求100%。检查完毕后根据设计要求截取钢绞线，在保证工程需要的基础上控制施工成本。安装钢绞线时应使用硬度较高的塑料管线包裹钢绞线，降低张拉施工风险。

2.3 张拉钢绞线

先张法施工预应力梁板采用“整拉整放”的施工工艺，就是通过应力计算控制张拉钢绞线的施工风险，并以钢绞线的伸长量检验张拉质量。由于张拉钢绞线的施工风险较高，在施工前应对专业的张拉技术人员进行岗前培训和施工安全教育，并设置现场专业监督员全程监督张拉施工，以将施工风险控制到最低。同时，张拉钢绞线还需对施工工具进行反复检验，包括千斤顶、安全绳、台座、横梁等。

2.3.1 张拉钢绞线长度计算

张拉钢绞线长度计算公式如下：

式中：PP——预应力钢绞线的平均张拉力，N；

L——预应力钢绞线的长度，mm；

AP——预应力钢绞线的截面面积，mm2；

EP——预应力钢绞线的弹性模量，N/mm2。

所以，△L=176400×92500/140×2.016×105=57.81mm。

2.3.2 张拉程序

（1）测量预制钢绞线长度，确保钢绞线长度与工程设计长度保持一致；

（2）检查施工人员安全措施和施工设备安全性；

（3）预张拉时首先施加10%～15%的预应力将钢绞线拉直，并在指定位置标记以测量延伸点；

（4）预张拉后可以逐步提高预应力，按照测量延伸点为张拉基点，采用一端固定一端的张拉方式；

（5）完成张拉后应静止5～10min，减少钢绞线固定后的应力损失；

（6）检查张拉完成后的钢绞线延伸量，核对实测值和设计值的误差，若实测值高于设计值，需要放松钢绞线拉力；若实测值低于设计值，需要收紧钢绞线拉力，误差范围控制在±5%内；

（7）先张法预应力筋制作安装实测项目钢丝、钢绞线先张法实测项目。

2.4 制作与安装钢筋

钢筋进场后应进行清洁处理，确保钢筋表面没有污渍、油漆、锈迹等污染。钢筋安装前应按照施工规范进行预处理，该项目使用双面焊接方法将钢筋制作成规范长度。应注意钢筋安装的位置，在允许误差内施工。各钢筋位置允许误差见表1。

表1 各钢筋位置的允许偏差

2.5 浇筑梁板混凝土

该项目梁板混凝土为C50 钢筋混凝土，水泥采用P·O42.5水泥，细骨料采用中粗砂，粗骨料为碎石，所有原材料均经过工地试验室试验且符合设计及规范要求[6]。梁板混凝土使用集中式振捣机进行集中搅拌，搅拌后的混凝土通过双侧管道导入梁板进行对称浇筑，可以有效避免混凝土气泡。浇筑过程中应全程伴随插入式振捣器振捣，与对称式浇筑匹配使用对称式双侧振捣，进而避免芯模（气囊）左右移动。

2.6 拆除模板

拆除模板应按照安装模板的倒序进行施工，侧向模板位置应采用多人施工方式，在4 个角位同时进行拆除，避免混凝土表面和棱角因为拆模遭到破坏；内模拆除主要应考虑混凝土养护情况，该项目在混凝土养护第9d，强度达到设计强度的95%时进行内模拆除，拆除后混凝土强度保持不变且没有损坏，平均强度为2.5MPa。

2.7 混凝土养护

预应力混凝土养护过程为：初凝后开始覆盖养护，在终凝后开始浇水并覆盖片状物，例如麦秆、烂草席、竹帘、麻袋片、编织布等，且需要养护人员采用水管、水桶等工具随时浇水保证混凝土的湿润度。混凝土在正常温度条件下保养时间应不少于7d。

混凝土养护重点是确保混凝土内部水化作用正常，保证混凝土固化后的稳定性和抗压性。为进一步提升混凝土的保温能力和使用寿命，使用蓄热养护的方式，即使用保温材料进行养护（其他步骤不变），并增设温度传感器对内部温度进行监测，确保温度、温度变化均在要求范围内。混凝土养护覆盖温度应在控制在45～50℃之间，以达到最好的养护效果，提升混凝土的强度。

2.8 放张

放张需要在混凝土强度达到设计强度的95%后进行，该项目在混凝土养护的第9 天开始放张。放张整体采用千斤顶支撑，并按照施工倒序分次、对称完成。要求在放张过程中全程绷紧，严禁骤然放松。放张完毕后需要对钢绞线进行切割防腐。

第一步，在活动张拉台端，启动千斤顶对预应力钢筋施加饱满张拉力，使得锚固端螺栓螺帽和对拉横梁有5～10cm距离；

第二步，将每根预应力钢筋锚固紧在横梁端上的螺栓螺帽松开5～10cm 距离，缓慢、同步回缩，反复3～5次，致使拉力设备千斤顶受力为0；

第三步，采用砂轮切割机沿梁端逐根切断预应力钢筋，完成整个预应力空心板梁预加卸应力荷载施工。

2.9 移梁

该项目的桥梁设计寿命为100 年，为满足工程需求、避免成本浪费，移梁采用龙门吊移梁方式。施工前在空心端板两侧端部设置横向支点，上下保持一致，施工时以龙门吊设备为主，移梁轨道小车为辅，整体保持纵向移动出槽。

3 结束语

本文以福建省省道S207 线工程为例，对预应力混凝土空心板梁施工技术展开分析，对9 项施工要点进行重点介绍，其施工质量通过了S207 线工程项目的整体质量验收。本文提出的先张法预应力混凝土空心板梁施工技术，能够在满足工程需求的同时，缩短工期、控制成本。但需要注意的是，先张法预应力混凝土空心板梁施工需要在钢绞线预设应力条件下进行混凝土浇筑，具有一定安全隐患，施工单位和管理人员需注意安全培训和安全设施的完善，避免发生安全事故。