后张法预应力钢筋混凝土空心板梁施工工法.docx
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后张法预应力钢筋混凝土空心板梁施工工法
后张法预应力钢筋混凝土空心板梁施工工法
1工法特点
1.1技术特点
本工法相对适用于场站化生产，能够有效的节约施工工期，降低施工成本。
相对于满堂红支架现浇梁以及悬臂施工的现浇梁，本工法的施工工艺程序化，现场施工工人易于操作，而且本工法属于单片预制，拼装后整体现浇，从而较好的规避了施工过程中存在的施工安全和质量缺陷的各种风险，具有较高的经济价值。
1.2结构特点
本工法可以集中预制，集中吊装，桥梁上部和下部的施工同步进行。
吊装后不发生结构受力体系的转换，对成型后的桥梁受力具有较好的优势。
2适用范围
本工法适用于各等级公路、高速公路主线及跨线天桥的大中小桥梁的施工，但是桥梁单孔跨径不宜大于30米。
3工艺原理
在预制场或施工现场处理好的地基上建设预制空心板梁底座，在钢筋绑扎模具上或在底座上绑扎焊接钢筋笼骨架，整体或单片吊拼装厂家定制的定型钢模板，混凝土浇筑养生龄期符合设计及施工规范后进行预应力张拉、压浆施工。
4施工工艺流程及操作特点
4.1工艺流程
图4.1后张法预应力钢筋混凝土空心板梁施工工艺流程图
4.2操作要点
4.2.1预制场场地建设及预制梁板底座施工
1场地处理
在预制梁板底座施工前，为保证梁底座能承受梁体的重量和施工时预加应力对底座的附加压力,使用压路机对制梁场场地反复压实，使其平整度达到10mm，压实度≥97%。
在平整压实好的场地上建设台座。
2梁底座施工
采用人工配合小型挖掘机进行台座基坑开挖施工，换填砂砾用水撼法达到密实度。
其上浇筑30cm厚C25混凝土，台座两端端头0m-2.0m位置处进行加深处理，浇筑50cm厚25混凝土。
在台座混凝土顶面预埋ф16支撑钢筋和3×3cm角钢，要求混凝土顶面与角钢顶面高度一致，然后铺设8mm的优质钢板。
铺设钢板时，将钢板点焊在3cm×3cm角钢上，以保证钢板的平整度及稳定性。
在梁底座钢板和角钢形成的槽孔内埋设外径3.5cm的软橡胶管（在梁板外模板安装完成后可以保证模板与底座之间没有空隙，杜绝了混凝土浇筑过程中发生漏浆现象）。
4.2.2钢筋加工、绑扎及安装
1钢筋加工
钢筋进场前对加工场地地面进行混凝土硬化，钢筋底部垫高0.5m并保持通风，对长期存放的钢筋进行覆盖。
各种型号钢筋设标志牌，标明型号、产地、名称等数据。
钢筋加工时采用人工配合小型机具进行加工，主要使用的小型机具有切断机、弯曲机、调直机、电焊机等等（该项目桥梁钢筋加工时购买了相对新型的全自动数控钢筋切断机，角度可设定的半自动钢筋弯曲机，等离子切割机等机具）。
对加工完成的半成品钢筋提前建设半成品存储库房，并按型号摆放整齐有序。
图4.2.2-1钢筋半成品库房图4.2.2-2半成品钢筋存储
2钢筋绑扎、安装
钢筋骨架在钢筋场地提前加工设立的模具上进行绑扎、焊接成型，这样有利于保证钢筋笼中的箍筋、水平筋等钢筋的间距完全符合图纸及设计规范的要求。
钢筋笼绑扎成型后由龙门吊利用提前加工好的吊装模具进行吊放就位。
钢筋骨架就位后安放各种预埋件，采用绑扎与焊接结合的方
法固定预埋件。
预应力空心板梁施工时，伸缩缝预埋筋、支座锚固预埋筋、泄水管（孔）、护栏底座或防撞墙预埋钢筋、铰缝预埋筋、梁板顶板剪力预埋钢筋、铰缝连接预埋钢板等预埋件不得遗漏，并严格控制预埋件位置的准确性。
图4.2.2-3钢筋笼骨架绑扎模具
为保证空心板梁底板厚度符合设计要求，在梁底板钢筋网上布设梁板芯模支撑架。
支撑架宜采用直径不小于16mm的螺纹钢筋进行加工，根据梁板底板厚度决定支撑钢筋高度，支撑架布设横向间距视梁板内箱宽度决定，纵向间距宜为1.5m-2.0m一道。
腹板钢筋内外侧与模板间布置梅花型间距的同梁板混凝土强度相同标号的砂浆垫块。
4.2.3波纹管定位与安装
在梁板钢筋笼安装就位后，便可进行波纹管安装。
首先按图纸给出的孔道坐标精确测量出预应力孔道位置，在钢筋骨架上按每点孔道坐标焊接（点焊即可）预应力孔道定位固定环筋，固定环筋间距视孔道曲率变化决定，保证孔道位置在混凝土浇筑振捣过程中不发生位移现象。
为防止混凝土浇筑振捣时振捣棒损坏波纹管，导致水泥浆漏入波纹管内，混凝土浇筑前在波纹管内穿设直径小于波纹管直径3mm左右的硬塑料管，浇筑混凝土时徐徐转动塑料管，在混凝土初凝后，抽出塑料管。
4.2.4模板制作与拼装
1模板加工制作
预应力空心板梁模板分为：
外立模板、内芯模板、端头模板。
因梁板的内箱室尺寸较小，内芯模板拆卸较困难，作业人员不易进入内箱操作。
本工法内芯模板设计为“调心可拆卸拼装式”，其原理是经调整偏心，利于杠杆作用，使连接处铰链转动，来达到内模自动脱模的。
内芯模板为项目施工技术人员自制加工（模板厂家也可定做定型内芯模板）。
内模采用厚壁方钢焊接后拼装连接，分左右、上下四页，中间连接处用折叠合页进行连接。
连接处用密封胶条密实，以防止混凝土漏浆。
内设支撑杆，以保证内模的刚性。
外立模板为购买模板加工厂家生产的组合式定型钢模板，钢板厚6mm，外侧用槽钢做横、直加固。
端模模板采用钢板现场加工制作，钢板厚度为6mm。
安放模板时，先用电钻根据图纸设计要求在模板上钻孔。
用M16螺栓把锚垫板和端模紧密的连接在一起，锚垫板与端模之间用双面胶条粘接密实。
2模板拼装
内芯模板利用龙门吊安放就位后，根据图纸设计要求，在内芯模板两侧和顶面做支撑，以保证其位置准确性，同时起到防止在浇筑混凝土时，发生内芯模板上浮和位移现象。
外立模板利用龙门吊安放就位后，在侧模两端挂设线绳，以保证侧模顺直。
侧模顶端用压杠（工字钢槽钢自制加工）做对拉，梁底座内穿入直径22mm的对拉钢筋较紧加固，采用紧线器或倒链进行校正。
在浇筑混凝土时，设专人看管检查模板，防止模板出现位移、变形而使板梁出现波浪形。
4.2.5梁板混凝土生产、浇筑、养护
1混凝土生产
采用本工法实施的施工项目，图纸设计梁板混凝土标号为C50。
粗细集料均为地产材料，经检验各项主要技术指标均符合规范及设计图纸要求，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，外加剂采用高效减水剂。
拌合设备为JS1000型强制式混凝土拌合站（配备各种材料计量电子称重设备）。
需要注意的是：
配合比里的原材料（厂家）有任何一项进行调整更换，必须重新验证。
否则可能发生较大的质量责任事故。
2混凝土浇筑
浇筑前严格检查各种预埋件的位置是否正确或遗漏。
混凝土采用龙门吊吊运入模，插入式振捣器振捣。
混凝土自高处落下的高度不超过2m，以防止混凝土离析。
模板内混凝土用人工扒平，厚度控制为30cm一层，并把散落到模板边的粗颗粒扒到中间，严禁用振动棒振动拖平，振捣时间不过长，以防离析。
对每一振动部位，振到该部位混凝土密实为止。
密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒出气泡、表面平坦、呈现薄层水泥浆时为止。
浇筑时严格控制混凝土的坍落度，坍落度不在规定范围内的混凝土不得使用。
梁体混凝土浇筑采用纵向分段、斜向分层，由一端循序渐进。
预应力孔道位置小心振捣，以避免破坏波纹管。
预应力梁板锚固处钢筋密集，局部力较大，可用小骨料混凝土浇筑。
施工时保证混凝土振捣密实，可用附着振动器和插钎插捣配合插入式振捣器。
施工时应避免底板和侧板混凝土出现施工缝，以保证混凝土的内在质量和外观质量。
混凝土浇筑完成后抹平、收浆、抹面，并进行拉毛处理。
3混凝土养护
混凝土施工完成后，为了防止混凝土早期收缩出现裂缝，在初凝后可用润湿的麻袋或土工布进行覆盖。
待混凝土终凝脱模后对梁体整体进行覆盖洒水养生
本项目所采用的方法是在预制场内提前设计铺设管线，对完成的梁体进行喷淋养生，实际效果明显，混凝土强度控制状态非常好。
图4.2.5空心板梁喷淋法养生
4.2.6预应力施工
1预应力材料及设备的要求
钢绞线采用秦皇岛金建预应力有限公司生产的高强度低松弛7丝捻制的预应力钢绞线，公称直径15.24mm、标准强度为1860Mpa、张拉控制应力为标准值的75%（1395MPa）、弹性模量EP=1.95×105MPa，1000h后应力松弛率不大于2.5%，技术指标符合GB/T5224-2003的规定。
张拉设备采用YCW150型油压张拉千斤顶，配备ZB4-500油泵进行使用。
油压表采用精度不低于1.0级标准油压表（表盘刻度0-60MPa），高压油压管采用钢丝耐油橡胶管，张拉用油考虑到施工季节采用20号纯净液压油。
需要注意的是：
施工前油表和配套使用的千斤顶提前进行校验标定，由专业计量部门出具CMA检验报告单。
钢绞线和锚夹具按照试验规程和检验频率进行试验检测。
提前计算张拉油表读数和钢绞线伸长量（图纸上给定的是按设计理论计算出的数据，应结合现场实际操作进行计算）。
2预应力张拉施工
混凝土龄期和强度达到图纸设计要求时，开始进行预应力张拉施工。
预应力钢绞线采用人工穿束，钢绞线应在张拉前穿入预应力孔道，不许浇筑混凝土时即穿入预应力孔道致使钢绞线生锈。
钢绞线的切割用高速研磨切割轮、磨擦锯，不得用火焰、电弧焊切割。
锚固后截留长度不得小于3cm。
采用双控法张拉施工，即控制力进行张拉以伸长值校核。
张拉程序为0→初始力（10%σcon）→（20%σcon）→σcon（持荷2分钟锚固）。
控制力加上锚口预应力损失（锚圈口预应力损失在施工时测定或由厂家提供，约为3%σcon）。
预应力筋两边同时对称、均匀进行张拉。
及时做好各阶段的检查、量测与记录。
为控制每一孔预应力板梁上拱度基本一致，要求每一孔板梁张拉的时间基本一致。
为有效控制梁板的上拱度差异，减小梁板安装后的相邻板间高差，在施工时加强对板梁施工工艺的控制。
包括严格控制好混凝土的配合比，减少混凝土的离散性；严格控制预应力张拉时间，由强度和龄期双控；严格控制预应力孔道坐标及张拉工艺。
3压浆施工
首先做好清孔道程序，用高压水、高压风清除孔道杂物。
水泥浆配制采用普通硅酸盐P.O42.5标号水泥，水灰比为0.3～0.4，掺入一定比例的孔道压浆剂（含膨胀剂成份），泥浆搅拌采用机械式，保证搅拌均匀。
水泥浆从拌合调制至压入孔道的延续时间不大于30min，并保证使用中经常搅动。
压浆机采用活塞式压浆机，高压管、压浆嘴组成系统，从一端压向另一端，压力控制在0.5～0.7MPa。
当另一端浓浆射出后，关上压浆嘴，保持2min，关上近端压浆嘴，如有必要再进行从另一端向此端压浆。
是否进行二次压浆，要视水泥浆的泌水率而定。
泌水率较小，而孔道内充分证明已饱满可一次封浆。
做好压浆记录：
包括：
日期、作业时间、温度、水泥浆比例、外加剂掺入量、泌水率试验、压力、压浆量等。
压浆时，每个作业班做3组试块，养护28h，做为压浆强度依据。
水泥浆在孔道内的强度达到梁体设计强度的0.70或不低35MPa时，方可进行移梁作业。
5人员、材料与设备
5.1人员
表5.1人员配备表
工作项目
工种
数量
备注
当班负责人
工长
2
指挥、调度
定位测量
测量员
1
现场测量检验
钢筋工
普通工
16
钢筋加工、安装
木工
普通工
18
拼装模板
混凝土工
普通工
8
浇筑、养生
张拉工
技工
4
张拉、压浆
龙门吊司机
机械工
4
设备操作手
总计
53
5.2材料
表5.2材料配备表
材料设备名称
型号
数量
备注
模板
定型钢模板
3.5套
中板、边板
绑扎模具
1
钢筋加工
吊装模具
1
钢筋笼吊装
水泥
P.O42.5
1600吨
北方福庆
碎石
10mm-20mm
2700立方米
抚远东发
碎石
5mm-10mm
300立方米
抚远东发
砂
Ⅱ区、2.4
1500立方米
浮桥
外加剂
KMNOF-1
20吨
高效减水剂
外加剂
KMNOF-6
5吨
注浆剂
5.3设备
表5.3设备配备表
龙门起重机
20t
2
吊装、浇筑
拌合站
JS1000
1
混凝土拌合
搅拌运输车
10m3
2
混凝土运输
装载机
ZL50
1
原材料上料
千斤顶
YCW-150
4
预应力张拉
油泵
ZB4-500
4
预应力张拉
压浆设备
HB-3
1
管道压浆
6质量控制
6.1引用标准
施工内容必须符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50—2011）
，《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1—2004），《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076—95）的要求，所有控制指标必须符合施工图设计、招标文件的要求及业主下发“施工标准化作业指导书”的要求。
6.2控制措施
6.2.1混凝土标准配合比提前进行试配及验证，保证施工过程中所用到的混凝土原材料与标准配合比中的原材料一致，不允许随意更滑原材料。
需调整料源时必须提前进行新配合比的验证工作。
6.2.2日常施工中对粗细集料按照相关的试验规程进行常规检测。
严格控制粗细集料的筛分级配、针片状、含泥量、压碎值、细度模数等重要指标。
水泥、钢材进场必须留存出厂合格证，同时进行相关的物理、化学及力学指标检验。
钢绞线、锚夹具要求材料公司提供的质量检验合格证书，同时送至相应的专业检测机构进行试验检测，并送至监理单位及业主单位进行审查和备案。
6.2.3钢筋、波纹管（特别是金属波纹管）、锚具、夹片如放到室外进行存储必须进行垫高和覆盖，防止生锈腐蚀。
6.2.4混凝土浇筑前检验混凝土坍落度，保证混凝土的和易性、保水性及流动性。
夏季施工时气温较高时，适当调整混凝土的施工配合比，避免因气温过高混凝土坍落度损失过快，导致混凝土工作性变差，影响混凝土质量及外观。
混凝土浇筑的同时制作试件（包含同体养生试件）。
6.2.5由于梁端钢筋网较密，施工时容易造成混凝土振捣不密实，影响梁端混凝土强度，从而导致预应力施工时梁头混凝土出现裂缝甚至开裂（工作锚具回缩）的施工质量事故。
所以在梁头混凝土振捣时可以提前配置小石子同标号混凝土进行灌注，同时可以利用附着式振捣器进行辅助振捣。
6.2.6预应力施工时，严格按照提前计算好的张拉计算书的数据进行控制，报请监理工程师进行监督及检验。
由于场地内的工人较多，张拉前在两端安放好挡板，做好相应的防护准备工作。
7安全措施
7.1执行标准
施工现场严格按照国家标准强制性条文进行执行，同时遵从提前制定、上报并得到审批的项目“施工作业安全专项方案”进行操作。
7.2控制措施
7.2.1施工现场设置专职安全员岗位，对日常的施工现场进行巡查，发现问题及时提出、及时上报、及时处理。
7.2.2强化临时用电管理，规范配电箱的制作与使用，强制推行漏电保护器的安装与使用。
金属外壳配电箱作接地或接零保护，开关与电闸实行一机一闸保险措施。
7.2.3施工现场的主要机械设备有混凝土拌合站、混凝土运输车、装载机、龙门吊、张拉压浆设备、钢筋加工设备、电焊机等等。
施工现场要强化这些设备的管理，做到设备状态完好，部带病运转，制定详细的操作守则，禁止违章进行操作。
7.2.4预应力施工前检查张拉设备、工具（高压油泵与千斤顶之间的连接点，操作人员时候佩戴护目镜）。
张拉时确定联络信号，锚具正前方严禁站人，防止钢绞线射出伤人。
张拉施工时如出现异常情况（如电机声音异常，发生断丝，油表剧烈震动等），立即停机进行检查。
8环保措施
随着人们物质文化生活水平的不断提高，人们对环境的要求也越来越高，环保意识也在不断的增强。
从长远考虑，本着保护环境、美化环境的原则，在施工中做到合理安排施工生产，把施工对环境的影响降低到最低限度，防止污染和其他公害，保障人体健康。
针对后张法预应力钢筋混凝土空心板梁的施工来说，控制好拌合站在混凝土搅拌时水泥等材料的扬尘，现场混凝土用量的控制（避免浪费，随意丢弃），张拉压浆时水泥浆的排放是关键所在。
拌合站建设是做到标准化施工，建设泥浆沉淀池和养生用水回收利用池等环保设施。
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