先張法預應力構件在公路橋梁中的應用

聶軍旗

摘 要：所謂先張法施工是相對后張法施工而言，就是在構件混凝土澆筑之前，先對鋼絞線進行張拉的一種方法。施工時根據設計規定的張拉力，在臺座上先進行鋼絞線的張拉施工，然后再進行鋼筋綁扎、模板支設，混凝土澆筑等一系列施工程序，在混凝土強度達到設計要求的強度值時（一般為設計強度的80%～100%）再進行放張，此時鋼絞線和混凝土通過握裹力，共同作用，使構件下部獲得預壓應力的混凝土加強了抗拉能力。文章闡述了橋梁工程中先張法構件在公路橋梁中的應用，總結了較為規范的施工過程，為類似工程的施工起到一定的指導意義。

關鍵詞：先張法；預應力；混凝土構件；施工

前言

先張法一般適用于長度相對偏小的混凝土構件，如13米、20米的先張法預應力混凝土空心板構件，其應用存在很大局限性；另外由于先張法是在構件混凝土澆筑前進行張拉，因此張拉完成后，后續施工相對危險，故在施工中應用相對較少，但隨著市政公路工程的不斷發展，先張法預應力構件近年也應用較為廣泛，因此其施工質量以及施工過程的規范性、安全性更加不容忽視。文章總結整個先張法施工的所有施工過程，分析在各個施工過程中需要注意的問題，現論述如下：

1 預制板梁臺座制作及模板安裝

根據當地的特點，制作預制空心板臺座，臺座除應在尺寸上應該滿足預制空心板的設計要求外，還應滿足在張拉過程中的自身強度、穩定性等要求。

先張法空心板梁用底座一般采用3毫米厚的鋼板做底模，下面澆筑15厘米厚C20混凝土，采用鋼模板做側模，方鋼做肋，芯模采用充氣膠囊或定型鋼模板，充氣膠囊進場后要進行氣密性試驗，合格后方可使用，在施工過程中一般采用定位鋼筋固定充氣膠囊，以防止上浮。

2 鋼筋進場及綁扎

所用鋼筋的種類型號嚴格按設計要求選用，進場后的鋼筋應及時檢測各項性能指標，經試驗合格并得到監理工程師認可后方可使用。鋼筋在堆放時，需離開地面50厘米，避免鋼筋受到機械損傷或腐蝕生銹。進場后的鋼筋按不同鋼號、等級、規格及生產廠家分批驗收，按不同檢驗狀態分類堆放，設置明顯標識牌，以便檢查和使用。

鋼筋在鋼筋加工料場集中下料、加工彎曲，空心板底板鋼筋一般在臺座上綁扎，頂板鋼筋一般在臺座下綁扎成型后，吊裝到底座上，并在適當位置放置同標號水泥砂漿墊塊，以確保保護層的厚度及防止漏筋現象的發生。

在實施過程中，要特別注意做好支座鋼板與伸縮縫錨固筋的預埋，并保證位置準確，鋼板坡度應滿足設計要求。

3 鋼鉸線下料及張拉施工工藝

先張法鋼鉸線一般采用的是公稱直徑15.24mm、公稱面積140mm2、標準強度1860Mpa級270型鋼鉸線，彈性模量1.9×105Mpa，松馳率為2.5%。

在鋼筋吊裝于底模后，應立即進行鋼絞線的穿束，鋼鉸線下料長度為臺座總長度與張拉所需的工作長度之和，鋼鉸線按設計加工編號安裝；張拉設備預先進行校核，標定后進行張拉作業。

（1）張拉方法：采取整體張拉、整體放張、單根切割的施工工藝，即預應力鋼絞線張拉采用多根同時張拉的張拉工藝。當天氣溫度太高時，應安排在早晚張拉；在溫度偏低時，選擇在中午進行張拉，氣溫低于5℃時，應停止張拉作業。張拉時，兩端均設置防護板，張拉端人員位于梁一側作業，張拉應緩慢、勻速進行。（2）張拉采用應力控制法，并以伸長量進行校核，張拉時要求實際伸長值與理論伸長值之差控制在6%范圍內。（3）因采用鋼絞線的強度較高，預應力筋有效長度外的失效部分采用硬塑料管將失效范圍的預應力筋套住，以防止預應力筋與混凝土不產生握裹作用。

4 混凝土的澆筑

（1）預應力空心板梁的澆筑過程應連續完成。（2）混凝土采用插入式振搗棒振搗，在振搗底板混凝土時，注意不能過度往下插入，避免對底板造成損壞，在澆筑腹板及頂板混凝土時，須從兩側同時振搗，以防止充氣膠囊出現左右移動或上浮現象。振搗時還要特別注意，振搗器振動時要快插慢拔，相鄰振搗器間距要在振搗器的影響半徑內，不要漏振，漏振會造成蜂窩麻面；也不要超振，超振會造成混凝土離析和模板變形，要振搗至混凝土密實、表面泛漿適度為止。在混凝土澆筑過程中要隨時檢查模板的支撐情況，發現異常及時糾正；在安裝側模前，要仔細檢查模板是否與板邊緣銜接緊密，在板邊緣粘貼薄橡膠條，確保混凝土下部不出現漏漿現象，影響構件美觀。（3）混凝土從一端向另一端連續澆筑，在底部混凝土澆注完成后立即進行橡膠芯模充氣并吊裝入模，接著繼續澆筑腹部和頂部混凝土。安裝橡膠芯模應使其縱向穿入鋼筋籠內，芯模的氣壓要隨氣溫的不同而適當調整，一般為0.3～0.4個大氣壓，避免氣壓過大或過小，在使用前做氣密性試驗，保證在施工中不漏氣。振搗混凝土時，內模會上浮或偏向一側，因此必須對腹板實施對稱澆筑且將內模加以固定，綁扎定位筋，并在側模上設置U形環，以防止氣囊上浮，芯模安好后，兩側下料，振搗應對稱，以杜絕芯模發生橫向位移。要掌握好松動芯模的抽撥時間，一般用手按壓混凝土，出現“輕壓不粘，重壓不陷，不留物印”的情況可以先將芯模放氣，再抽撥芯模，抽撥可以用人工或附以卷揚機抽撥。芯模抽出后，應及時清洗干凈，保證芯模的周轉使用及內芯成型后表面平整。（4）混凝土養護采用覆蓋麻袋灑水養生，確保連續養護時間不少于7天。并留有現場同條件養生的試件，作為放張的依據，達到規定的強度后即可放張。（5）側模板的拆除以混凝土不粘模為原則，最好形成一定的強度后，不能拆除過早，造成構件掉角損壞。

5 預應力鋼絞線的放張

（1）放張前應先檢查錨固板上各鋼絞線是否已錨固好，預應力鋼絞線放張采用千斤頂法，即與張拉端采用千斤頂，依次逐漸地將鋼絞線微微拉伸到螺桿錨具可以旋松即可，每次先將鋼絞線放松1.5cm，直到鋼絞線完全放松為止，然后按先兩邊后中間的順序，從一端向另一端逐根割斷放松預應力鋼鉸線。割斷方式嚴禁采用電氣焊切割，應采用切割機進行逐根切斷。

（2）注意放張前必須對混凝土同條件試件進行檢測，混凝土強度達到規定的強度才能進行放張操作，否則可能引起事故或造成構件損壞，后果不堪設想。

6 預制場內構件的轉移與存放

首先應該考慮在存梁區設置專門的枕梁底座，也是采用混凝土澆筑而成，在存放過程中要盡量保證板梁的受力與實際一致，避免梁體產生負彎矩，影響板梁的使用性能，一般堆碼高度不得超過3片。

預制場移梁與存放用采用龍門吊或其他起重設備進行吊裝，存放時間不宜過長，以免產生過大的撓度。存放前應及時進行端頭的封堵。

7 結束語

先張法工序比較簡單，鋼絞線靠粘結自錨，節約了大量錨具，臨時固定的錨具還可以重復使用，比較經濟，特別適合數量多、批量大的中小型構件，但是在使用過程中還是要注意，例如如何保證充氣內模的壓力，避免氣囊承受過大荷載，導致變形，影響構件腹板厚度，內部粗糙凹凸、不僅影響美觀、還會影響到構件的整體受力。如何更好地保證施工過程中的安全，這都是我們需要進一步解決的問題。

參考文獻

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