20m預應力空心板預制技術

摘要：著重闡述20m預應力空心板預制施工方案及技術控制措施。

關鍵詞：空心板 預制 措施

1 工程概況

鄭州黃河特大橋南引橋上部結構為27孔20m先簡支后連續的先張法預應力混凝土空心板梁，預制長度19.96m，底面寬99cm，板高80cm，中板頂面預制寬度99cm，邊板頂面預制寬度111.5cm，內部空心結構以減輕自重。預應力采用“3+12”根Φ15.24高強度低松弛鋼絞線。空心板包括企口縫采用C50混凝土，封頭采用C20混凝土。

2 臺位建設

2.1 預制臺位。臺座連同底模在使用前經模擬壓重，強度及剛度符合預制要求，無不均勻沉降。長期使用過程中，由于預應力放張等因素造成水磨石底模局部出現橫向開裂，使脫模劑滲入，導致梁底花面，難于維修，為今后同類施工中避免此類問題提供了借鑒。

2.2 張拉臺位

空心板預應力張拉采用一端張拉，分設張拉端臺座和固定端臺座。

張拉端臺座采用重力式臺座。其中，固定橫梁為兩個焊接I50，在張拉穿索方向鉆“3+12”個螺桿孔，千斤頂著力點焊接承力鋼板，保證足夠的剛度，活動橫梁的長度滿足1條線張拉時張拉面兩側各1臺千斤頂的安放需要，而固定橫梁的長度則是5條線的總張拉面寬度。外側的活動橫梁張拉時沿張拉方向移動，橫向沿其下所架設的走道鋼軌移動。

3 鋼筋綁扎、成型

綁扎鋼筋前檢查底模表面、護邊槽鋼是否有破損、變形，修繕清理后涂刷脫模劑，即而投入使用。

鋼筋采用車間加工制作成半成品，臺座上綁扎成型。縱向通長鋼筋全部采用對焊焊接接長，接頭按不大于50%數量錯開，普通鋼筋采用鐵絲綁扎或點焊連接。鋼筋保護層采用3cm墊塊控制，考慮到經濟與美觀，外模采用購買的塑料齒形墊塊。

鋼筋綁扎按先底板，再腹板，最后頂板的順序進行。先將底層鋼筋擺放到位，初步綁扎，為方便施工以及克服張拉時鋼筋與鋼鉸線之間的不利影響，上下兩層鋼鉸線之間鋼筋待張拉結束后再行安裝，綁扎牢固。

針對預應力放張時張拉端鋼鉸線周邊混凝土開裂，我們在端頭腹板、隔板位置增加Φ12，45°斜置的防裂鋼筋，取得較好的效果。

4 鋼鉸線安裝

鋼絞線穿入時避免交叉錯位，同時每片空心板在端頭鋼絞線失效長度范圍內安裝塑料管并定位。

張拉端鋼絞線的安裝方法：將15根足夠長度的精軋螺紋鋼一端分別穿過固定橫梁后，上好第一排螺帽，繼續穿過活動橫梁，留出一定安全外露長度，上好第二排螺帽即可，螺紋鋼另一端通過連接器與鋼絞線連接。

固定端鋼絞線的安裝方法：將15根足夠長度的精軋

螺紋鋼一端穿過固定橫梁后，留出一定安全外露長度，上好螺帽即可，螺紋鋼另一端通過連接器與鋼絞線連接。

5 預應力施加

5.1 張拉程序0→0.1Nk→1.0Nk（持荷2min錨固）

5.1.1 第一階段：調整初應力（0→0.1Nk）

此階段為消除每根鋼絞線在穿入時的長度間誤差，避免第二階段張拉時受力不均。

此階段張拉在固定端臺座進行。將YDC-600穿心式單作用千斤頂座于型鋼撐角上逐根進行鋼絞線張拉，由中間向兩邊，或由兩邊向中間兩兩對稱進行，每根鋼絞線張拉至設計噸位后，將螺帽擰緊錨固。

5.1.2 第二階段：正式張拉（0.1Nk→1.0Nk）

由于鋼絞線設計伸長量遠大于YDC-2500千斤頂的頂壓行程，此階段采用兩次張拉到位（0.1Nk→0.6Nk→1.0Nk）。

張拉程序：0.1Nk→0.6Nk（記錄伸長量Ⅰ），錨固→千斤頂回油→1.0Nk，（記錄伸長量Ⅱ），持荷2分鐘，錨固→ 千斤頂回油。

5.2 方法

將活動橫梁密貼于千斤頂活塞面，擰緊活動橫梁外側的螺帽→2臺YDC-2500千斤頂同步頂推活動橫梁緩慢移動→張拉應力達到0.6Nk，將固定橫梁外側的螺帽擰緊，完成對螺桿的錨固，同時記錄伸長量Ⅰ→千斤頂回油→ 將活動橫梁收回，密貼于千斤頂活塞面，擰緊活動橫梁外側的螺帽→2臺千斤頂同步頂推活動橫梁緩慢移動→張拉應力達到1.0Nk（持荷2分鐘），將固定橫梁外側的螺帽擰緊，完成對螺桿的錨固，同時記錄伸長量Ⅱ→千斤頂回油。

5.3 技術控制要點

5.3.1 千斤頂、油泵油表等張拉設備在首次使用前進行配套標定，千斤頂的摩阻系數不大于1.05，壓力表精度不低于1.5級。

5.3.2 實施張拉時，穿心式單作用千斤頂的張拉力作用線與鋼絞線軸線重合一致；2臺YDC-2500千斤頂活塞同步頂推，活動橫梁和固定橫梁始終保持平行。

5.3.3 張拉按雙控標準進行，以控制張拉力為主，控制伸長值為輔，實際伸長值以0.1NK為零點計算，實際伸長值與理論伸長值誤差≤6%。

6 模板安裝

組合鋼模板在工廠制造，有足夠的強度、剛度和穩定性，成套使用，修整合格，涂刷脫模劑后投入使用。單側模板之間通過M16螺栓連接。拼裝時上口采用Φ16整體式拉桿螺栓通過模板上口頂面的間距200cm的螺栓拉孔，下口用Φ16拉桿螺栓穿過預埋于底模內的拉桿孔將對面模板拉緊，側模的調整及固定采用Φ16花蘭螺絲，一端鉤掛在模板外側的拉孔內，一端鉤掛于臺面預埋鋼筋環上，擰動螺帽來完成。

預留伸縮縫位置采用加設內模板的方法。在伸縮縫位置根據實際尺寸加工內模板，上緣兩端設掛鉤，鉤掛在兩側外模板上，澆注時用撐桿支撐定位。

外模板支立高度應稍高于空心板頂面高度，用下部塞墊木楔的方法調整。在護邊槽鋼及模板接縫處粘貼雙面膠帶、橡膠皮，減少模板變形引起的漏漿。

7 混凝土澆注

預制采用C50高強、低塑商品混凝土，由混凝土工廠機械拌制。砼的配合比及生產質量滿足以下性能要求：坍落度50mm～90mm，初凝時間≥6h，三天強度達到90%以上，粗骨料最大粒徑滿足最小結構尺寸7cm、最小鋼筋凈距3.4cm的要求。

砼的運輸方式為在攪拌站裝罐后用平板車運至梁場，再用龍門吊機天車起吊灌注。砼灌注順序由兩端向中間水平分層、左右對稱澆注的方法進行，分層厚度不超過30cm，砼的傾落高度不超過2m。采用插入式振搗棒振搗。空心板底層混凝土適當增大坍落度，厚度控制在100mm內，之后人工將放氣氣囊從一端穿入，過程中適時調整姿態，避免鋼筋劃破氣囊。氣囊充氣（當氣溫低于20℃時，氣壓為0.025MPa，當氣溫等于或高于20℃時，氣壓為0.023MPa），并檢查固定，防止氣囊在砼澆注過程中上浮和跑位。完成氣囊充氣后繼續分層澆注腹板混凝土，直至最終完成頂板澆注。

技術控制要點：

7.1 振搗棒插入下層砼5～10cm，并避免碰撞鋼絞線，氣囊和水磨石底模。

7.2 盡量縮短安放氣囊時間，在混凝土失塑前完成充氣。

7.3 在兩氣囊間的腹板部位安設支承定位鋼筋，澆注后解除，以此進行氣囊定位。

7.4 氣囊放氣抽拔及拆模在混凝土初凝或強度達到2.5MPa以上時進行。

8 預應力放張

待砼強度達到90%，進行放張。首先超張拉至1.03Nk～1.05Nk，旋松退出固定橫梁處螺帽，千斤頂回油卸載至活動橫梁處螺帽松動，即完成了鋼絞線的放張，放張完畢后從放張端開始，由近及遠逐根對稱切割空心板間鋼絞線，并測量梁中起拱度。

9 結束語

本結構為先張法預應力雙孔箱型截面梁，具有受力性能好、重量輕等優點，但由于其板厚較小，鋼筋及鋼鉸線排列緊密，給預應力的施加及澆注造成諸多困難，同時，也為今后的同類施工提供了大量可借鑒經驗。