后張法預應力混凝土空心板施工管理研究

潘亮亮，楊濤

（中交二航院工程咨詢監理有限公司，武漢430000）

1 引言

預應力混凝土結構在橋梁工程施工中被廣泛使用，其具有以下優點：（1）抗裂性好，剛度大，提高了結構的耐久性；（2）節省材料，減小自重，在對大跨度和重荷載結構中的應用有明顯的優越性；（3）可以減小混凝土梁的撓度；（4）提高受壓構件的穩定性；（5）提高構件的耐疲勞性能；（6）預應力可以作為結構構件連接的方式，促進大跨結構新體系與施工方法的優化。缺點：（1）工藝較復雜，對施工質量要求高，需要配備一支技術較熟練的專業隊伍；（2）需要專門的設備，如張拉機具、壓漿設備等；（3）預應力混凝土結構的施工成本較高。

本文結合孟加拉國巴瑞薩燃煤電站碼頭后張法預應力混凝土空心板施工，就其控制要點和注意事項進行簡要介紹。

2 工程概述

孟加拉國巴瑞薩燃煤電站項目碼頭工程位于孟加拉國南部，巴里薩爾區西南側，孟加拉灣北側Payra 河入?？谔?。工程地址北距達卡直線距離約210 km，東距吉大港直線距離約190 km。

本工程擬建8 000 t 卸煤泊位1 個，卸煤泊位引橋1 座；3 000 t 重件泊位1 個，重件引橋1 座。其中，卸煤碼頭引橋采用高樁排架結構，排架間距15 m，上部結構為預應力空心板及現澆面層結構，引橋空心板尺寸大部分為14 160（14 000）mm×990 mm×800 mm，采用混凝土。卸煤碼頭引橋現澆面層寬度為12.5 m，現澆層厚150~200 mm，排水溝返水坡度為0.4%，面層標高為+4.50~4.55 m，如圖1 所示。

圖1 引橋典型斷面圖

3 施工管理控制要點

3.1 施工工藝及流程

后張法空心板施工工藝及流程主要有底胎模制作、鋼筋綁扎、預應力張拉、孔道壓漿、封端等施工，如圖2 所示。

圖2 后張法空心板施工工藝流程圖

3.2 施工控制要點

3.2.1 預應力筋制作

預應力筋的制作應注意以下要點：（1）預應力筋的下料長度應根據預應力筋的種類、張拉方式和錨固方式計算確定，還應考慮錨夾具的厚度、千斤頂長度或其他形式錨頭的預留量、張拉伸長值、臺座長度、構件長度等；（2）鋼絞線應用砂輪鋸或切斷機下料，不得采用電弧切割；成束預應力筋應逐根理順，捆扎成束，宜用穿束網套穿束。

3.2.2 預應力張拉設備

對預應力張拉設備的選擇應注意以下方面：（1）預應力張拉設備選擇時，應選擇數控智能張拉設備；預應力張拉機具設備及儀表應定期維護和校驗，并應配套使用，專人保管；（2）預應力筋用錨具、夾具和連接器應具有可靠的錨固性能、足夠的承載能力和良好的適應性、安全性。

3.2.3 施工準備檢查

施工前，應做如下準備：（1）檢查人、材料、機械設備的到位準備情況，特別注意施加預應力的各種機具及儀表，應由于專人妥善使用，定期維護和校驗；（2）檢查工藝設計和計算復核張拉應力，以審查及各種材料檢測報告、混凝土設計等并進行對比試驗；（3）檢查預制底座，底座應堅固、無沉降，場地排水措施良好。

3.2.4 鋼筋制作和安裝

中美兩國幾乎同時宣布中國將放寬進口美國大米的限制，從此，美國大米理論上可以大規模進入中國市場。單就產品競爭力而言，國產大米明顯處于劣勢境地，本土大米的出路在哪里？

鋼筋制作和安裝，按設計和規范要求制作和安裝鋼筋骨架；預留孔道、錨固端預埋件的檢查，應檢查預留管道的位置是否按設計要求，預埋件的檢查特別注意護欄和橋面鋪裝預埋鋼筋以及伸縮縫鋼筋的預埋。

3.2.5 模板安裝

模板安裝，要求采用定型鋼模。建議在鋼模上配置高頻振動裝置，保證振搗均勻，模板與模板、模板與底座接縫處應鑲嵌橡條，保證不漏漿。

3.2.6 預應力筋安裝

預應力筋可在澆筑混凝土之后穿入管道，對鋼絞線，可將1 根鋼束中的全部鋼絞線編束后整體裝入管道中，也可逐根將鋼絞線穿入管道。穿束前，應檢查錨墊板和孔道，錨墊板應位置準確，孔道內應暢通，無水和其他雜物。

預應力筋安裝后，應采取一定的保護措施：（1）對在混凝土澆筑及養護之前安裝在管道中但在規定時限內沒有壓漿的預應力筋，應采取防止銹蝕或其他防腐蝕的措施，直至壓漿；（2）在安裝有預應力筋的構件附近進行電焊時，對全部預應力筋和金屬件均應進行保護，防止濺上焊渣或造成其他損壞。

3.2.7 澆筑混凝土

混凝土要求集中拌和，注意場地通道，確保一塊板一次澆筑完畢?；炷琳駬v應避免振動器碰撞預應力筋的管道、預埋件等，并應經常檢查模板、管道、錨固端墊板及支座預埋件等，以保證其位置及尺寸符合設計要求。

混凝土澆筑完成并初凝后，應立即開始養護。混凝土的灑水養護時間一般為10 d，可根據空氣的濕度、溫度和水泥品種及摻用的外加劑等情況，酌情延長或縮短。每天灑水次數以能保持混凝土表面經常處于濕潤狀態為宜。當氣溫低于5 ℃時，應覆蓋保溫，不得向混凝土面上灑水。

3.2.9 張拉壓漿

張拉壓漿過程中，應注意以下事項：

1）張拉前的準備。（1）對操作人員進行崗前培訓、定崗，并進行考核；（2）對錨具及力筋束進行嚴格的檢查；（3）張拉設備及儀表應有標準計量單位的標定測試簽證。

2）縱向預應力張拉工藝要點。（1）構件混凝土強度達到設計值的90%、且養護時間不少于7 d 方可張拉預應力鋼束。（2）張拉順序。應嚴格按設計順序進行張拉。（3）施加預應力必須采用張拉噸位和鋼束引伸量雙控。

3）壓漿工藝要點。（1）預應力鋼束張拉完后，應盡早壓漿，宜在24 h 內完成，并應保證壓漿密實飽滿。采用專業壓漿料，如采用水泥漿，水泥漿的水膠比和稠度應滿足規范要求，其強度滿足設計要求。（2）壓漿前應用壓縮空氣或高壓水清除管道內雜質，然后壓漿。壓漿應緩慢、均勻地進行，不得中斷。應嚴格控制壓漿料稠度，要求注意壓漿順序和灌漿壓力，保證壓漿的飽和度。

4 施工注意事項

預應力空心板施工應嚴格按設計和規范要求施工，施工過程中應重點控制混凝土配合比、模板制作和安裝、鋼筋綁扎、波紋管安裝、鋼絞線張拉、孔道壓漿等施工環節。

4.1 混凝土設計配合比管控

根據設計要求的混凝土強度配置最優的混凝土配合比[1]，施工過程中應嚴格按設計配合施工。本項目工程混凝土為外購混凝土，購買電站其他總承包商混凝土站拌和的混凝土?？招陌逵? 月份開始預制，孟加拉國5 月份平均氣溫約33 ℃，空心板混凝土5~7 d 可達到設計強度的90%。但6 月份預制的空心板約20 d 才能達到設計強度的90%，嚴重影響空心板的張拉施工進度，碼頭總承包商對混凝土原材料全部進行抽檢并對拌和站設備標定檢測均無問題，按設計配合比人工小批量拌和的試塊檢測7 d 可達設計強度的90%。經過追查，6月份孟加拉國進入雨季，碎石、黃沙含水量增加，加之拌和站拌和操作人員輪崗，在拌和混凝土時減少了高效減水劑的用量，導致混凝土強度上升緩慢。

4.2 模板選擇與管控

選擇空心板模板時，應選擇鋼質芯模和定型鋼側模，以施工過程中模板產生變形而影響工程質量。但在使用鋼芯模時，往往掌握不好內模脫模時間，若脫模過早，混凝土未達到一定強度，會導致構件變形影響質量；脫模過晚則易造成鋼芯模無法抽出。為了解決鋼芯模脫模問題，要求承包商在鋼芯模上纏繞包裹一層塑料薄膜，避免砂漿滲漏到鋼芯?？p隙中，從而可以有效解決鋼芯模脫模問題。

4.3 鋼筋制作和安裝管控

空心板鋼筋制安應嚴格按設計要求進行施工，鋼筋放置位置、間距、排距等應滿足設計和規范要求。本項目首批預制的7 塊空心板，在混凝土同條件試塊強度達到設計要求的95%時開始張拉，7 塊張拉破損了2 塊，均為端部錨定板破損致錨定嵌入空心板端部混凝土使其崩碎，分析原因，初步認為混凝土振搗不密實導致的，但將一破損較小部位的混凝土鑿開，發現混凝土振搗密實，排除了混凝土振搗問題。后在空心板鋼筋綁扎驗收時，發現作業人員對錨定板后面設置的螺旋筋放置較隨意，有部分未緊貼錨定板，要求總承包商及時整改，后張拉200 余塊空心板未發生破損現象。

4.4 設計優化和混凝土施工管控

設計空心板時，內腔截面倒角應盡量設計為大倒角，以便于混凝土施工。本工程大部分空心板（15 塊為雙孔空心板）內腔尺寸為490 mm×530 mm，倒角設計為100 mm×100 mm（見圖3），倒角相對較大?；炷潦┕み^程中可有一側下料，采用φ30 mm 振搗棒振搗，確保底板混凝土振搗密實，底板澆筑完成后立即澆筑腹板和頂板，以減少混凝土施工間歇時間，避免底板與腹板之間出現冷縫。如倒角設計較小，不利于底板混凝土振搗密實，為確保底板混凝土振搗密實，如采用先澆筑底板，后放芯模和綁架頂板鋼筋，最后澆筑腹板和頂板，底板和腹板之間混凝土間隙時間較長，易產生冷縫，影響工程質量。

圖3 空心板典型斷面

4.5 預應力張拉管控

波紋管安裝位置應嚴格按設計要求確定并加固，避免施工過程中波紋管移位。張拉設備應選擇智能數控張拉設備，在確保質量的同時，有效提高作業效率，減小安全風險。本項目波紋管安裝按設計要求將U 管卡焊接加固在鋼筋上，避免混凝土施工時波紋管位移；張拉采用智能數控設備[2]，電腦操作，自動記錄保存張拉記錄（見圖4），本項目空心板鋼絞線張拉，鋼絞線理論伸長量和實際伸長量誤差均在2%以內，張拉應力控制較好，有效地保證了工程質量。

圖4 空心板采用數控智能張拉設備張拉

4.6 壓漿管控

空心板張拉完成后，應盡早壓漿，宜在24 h 內進行，不應超過48 h。壓漿設備應選擇數控壓漿設備，壓漿料應選擇專用壓漿料，不得采用水泥凈漿。本項目壓漿設備采用數控壓漿機、專用壓漿料，有效保證了壓漿質量。張拉完成后，均在24 h內進行壓漿封堵。壓漿時，孔道兩端均設置閥門，由一端向另一端壓漿，壓漿壓強選擇0.5~0.7 MPa，穩壓時間選擇3~5 min。

5 結語

后張法預應力空心板在碼頭引橋和橋梁設計中得到了廣泛應用，技術也較成熟，但在工程實施過程仍是重點管控項目。首先，應從設計環節對空心板鋼筋、內腔尺寸等方面進行優化，以便于施工；其次，應嚴格按設計要求進行施工，重點管控混凝土配合比、模板制作與安裝、鋼筋綁扎、預應力張拉、孔道壓漿等。本工程預應力空心板嚴格按設計和規范進行組織施工，在模板選擇上選擇鋼芯模和定型鋼側模、采用智能數控張拉和壓漿設備，取得了很好的效果，確保了工程質量和進度。