1、后张法预应力混凝土箱梁预制工法王圣梅1 前言预应力混凝土连续箱梁具有施工简便、工厂化生产、安装迅速的特点，在公路工程桥梁建设中得到了广泛应用。2 适用范围适用于后张法预应力混凝土箱梁施工。3 施工工艺流程及操作要点3.1 施工工艺流程图（见图 3.1-1）台座预制绑扎钢筋骨架支模安装波纹管混凝土浇筑穿钢绞线灌浆机具准备制作混凝土试块养护、拆模压砼试块孔道压浆检验、标定张拉机具张拉预应力钢束制作水泥浆试块起吊装车 压水泥浆试块图 3.1-1 施工工艺流程图3.2 准备工作施工前，按技术规范要求对设计文件、图纸、施工现场进行详细核查，编写作业指导书、进行技术交底，合理安排施工进度计划。根据施工进度
2、，准备充足合格的各种原材料，加强对周转性材料的调配工作，同时根据进度要求合理调配各种机具，在使用前对设备进行调试，确保机械性能良好。3.3 台座（以25米箱梁为例）3.3.1 台座要求置于良好的地基基础上，其下沉量不超过2mm，尤其要控制其不均匀沉降。3.3.2 预制场场地整平碾压后，放样台座位置，台座用C30砼浇注，台座端部由于张拉后梁体上拱而承受压力大，需做成扩大基础，防止台座下沉。台座分三次浇筑成型，第一次浇筑扩大基础部分，预留两排14插筋，长度为0.60m的60根；长度为0.8 m的12根。第二次浇筑0.25m高，四面支模具，宽度为0.92m,长度为25.4m，纵向设置10钢筋6根，长
3、25.35，横向设置12钢筋，长度为0.88m，共44根，顶面预留插筋12长度为0.2m共108根。另外，每隔70cm设置一道预留孔，用0.25pvc管预埋，为了防止模具支撑将预留孔堵死，在旁边15厘米留一备用预留孔。第三次浇筑0.05m水磨石面， 预埋插筋与40角钢焊接，纵向设置10钢筋6根，长25.35，横向设置12钢筋，长度为0.88m，预留吊装孔。台座两侧用橡胶条粘贴，使模板与底座侧面密贴，防止漏浆。 3.3.3 台座表面用磨光机打磨平整光滑。3.4 钢筋加工3.4.1 钢筋采用在加工场地集中加工，现场拼装的原则进行。钢筋使用前应清除其表面油渍、漆皮及鳞锈，钢筋应平直，无局部弯折，成盘
4、的钢筋和弯曲的钢筋应调直。采用冷拉法调直钢筋时，级钢筋冷拉率不宜大于2%，HRB335 钢筋冷拉率不宜大于1%。钢筋在使用前按规定进行原材、焊接性能试验。钢筋下料和弯曲成型，均应符合设计要求，各部分钢筋尺寸须严格控制施工误差，特别是定位钢筋，要反复检查。钢筋的焊接方式 ： 钢筋纵向焊接采用闪光对焊。 3.4.2 钢筋绑扎时钢筋交叉点应用铁丝绑扎结实，必要时可用点焊焊牢。箍筋弯钩的叠合处，在梁中沿梁长方向置于上面并交错布置。保证底部钢筋不触及底板上的脱模油，以避免影响钢筋与混凝土的粘结力。严格控制波纹管定位正确性，严格根据设计图提供的波纹管坐标表进行定位筋的安置，以保证梁板拱度的一致性，同时将非
5、连续梁端预埋支座 。钢筋加工及安装按图纸及有关规范要求进行。根据箱梁钢筋结构的具体情况，工艺流程为：先靠侧模、然后将绑扎成型的钢筋骨架吊进模板内，再布设正弯矩波纹管，入芯模，绑扎顶板钢筋及布设顶板负弯矩孔道波纹管。波纹管的固定可用短钢筋焊成井字架固定的方法，即将短定位钢筋焊接在腹板钢筋网片上，其上支撑波纹管，定位筋在曲线段为每0.5米/道，直线段为每1米/道，其位置（包括纵横两方向坐标）应力求准确。另外，在施工时应注意锚垫板的预埋精度，包括其位置和断面角度的准确，防止张拉时产生偏心力。3.5 模板工程模板分为侧模、芯模和封头模板，均为用定型大面积钢模板结构。每次模板安装前用砂轮磨光机和抹布将表
6、面铁锈及油污清理干净，露出金属光泽，然后涂一层色拉油作为脱模剂。芯模在外部拼接后由两台电动门吊运入模。侧模支立分块进行，每块长度为34m，用门吊运每块侧模靠上以后，再连接成整体。模板的拆除应在混凝土达到一定强度并能承受自重及其他可能的叠加荷载后方可进行。模板的拆除也由电动门吊来完成。 3.6 混凝土的浇注3.6.1 混凝土由拌和站集中生产，砼运输车运至现场，倒入砼料斗，由电动葫芦吊运料斗浇注地点下料。混凝土浇注采用分层下料工艺，分层厚度为30cm，以阶梯状由一则向另一侧推进。混凝土的振捣采用附着式振捣、插入振捣和人工振捣相结合的方法进行，在模板外侧安装附着式振捣器，构件端头和底板处混凝土采用5
7、0插入式振捣器振捣，腹板下料时，用人工插捣下料，同时配以附着式振捣器振捣。砼的浇注顺序为先底板，然后腹板，最后浇注顶板，砼浇筑要保持连续性和严密性，防止各层之间出现“冷缝” 。 3.6.2 箱梁顶板采用插入式振捣器与平板振捣器相结合的方法，并采用“二次振捣”的工艺，防止出现混凝土“松顶”的现象，砼振捣密实后，进行压抹整平，最后作拉毛处理。3.6.3 锚垫板处钢筋密集，砼振捣困难，要有专人负责，加强振捣，使用技术熟练的振捣工，确保工程质量。严禁振动棒触动钢束、波纹管、锚垫板、钢筋、模板。砼浇筑过程中检查内模是否上浮、波纹管内是否有进浆，发现问题立即处理。浇筑混凝土期间，设专人检查支架、模板等稳固
8、情况，如发现变形、移位时及时处理。梁板混凝土浇筑完毕后，由专人对梁板顶面混凝土进行修整、抹平，待定浆后再抹第二遍并拉毛。3.6.4 浇筑混凝土时应认真如实填写混凝土浇筑施工记录,每片梁留试块不少于3组。3.7 拆模在混凝土强度达到2.5MPa时可拆除侧模，拆模前一天通知监理工程师，并取得同意，支架、模板拆卸过程中，要保证砼表面及棱角不被损坏，并注意施工安全。 并对箱梁端头进行凿毛，凿毛前先利用墨线，距离混凝土边缘2cm位置处画出需凿毛范围，然后采用合金钢剁斧或凿毛锤等工具进行凿毛处理，以混凝土表面平整、无浮浆、露出密实石子为准。拆模后及时在桥板侧面喷涂板号，浇筑日期，张拉日期，压浆日期。3.8
9、 箱梁的养护当砼浇筑完成后，以覆盖土工布和洒水养护。覆盖时不得损伤或污染砼的表面。砼面有模板覆盖时，应在养护期间经常使模板保持湿润。砼养护用水的条件和拌和用水相同。砼的洒水养护时间一般为7d，每天洒水次数以保持砼表面经常处于湿润状态为度。砼强度达到2.5MPa前，不得使其承受行人、运输工具、模板等荷载。3.9 张拉和注浆: 3.9.1钢绞线1 高强度低松弛预应力钢绞线应符合ASTM416-97的规定，单根钢绞线直径s15.2mm，钢绞线面积Ap=140mm2，标准强度Rby=1860Mpa，弹性模量E=1.95105Mpa。锚下控制应力为0.75fpk=1395Mpa。2 在钢筋加工厂，按设计
10、孔道长度加上工作端的加长值对钢铰线进行下料，钢铰线用砂轮切割机切断后整理成束，每11.5m绑扎铁丝一道，并对钢铰线进行编号排序，穿入端用胶带纸包裹以便于穿孔。3.9.2 波纹管: 1 波纹管设置前均须按“预应力束立面布置图”中的技术参数绘制成曲线图，经复核无误后将起点、终点、中心点以及其他各特征点的坐标值计算列表，作为钢束设置的依据。波纹管设置时可利用顶底和底板的钢筋骨架进行定位和固定。当钢筋骨架入模成型后，可根据钢束曲线的坐标值直接将其位置点划在骨架上，然后用12钢筋固定，间距不大于0.8米，固定时检查钢束纵向线型准确。为防止波纹管道在浇捣时变形造成闭孔，浇筑前在波纹管内穿上硬塑料管。抽拔管
11、的时间根据试验确定，以砼抗压强度达到0.40.8MPa时为宜,抽拔时不得损伤结构砼。抽拔后用空压机清孔，如发现孔道堵塞或有残留物时应及时处理。管道安装完毕后应将端部盖好，以免进入水或杂物2 现场波纹管必须防雨、防潮，避免生锈。波纹管使用前必须进行检查，是否有孔或者开缝。波纹管应按要求保证位置正确，孔道平顺，同时保证端部锚垫板垂直于孔道中心线。管道需采用定位钢筋进行固定安装，确保混凝土浇注期间不发生位移。管道接头长度为管道内径的5倍。连接时不使接头处产生角度变化及在混凝土浇注期间发生管道的转动或移位，并用胶带缠裹紧密防止水泥浆的渗入。 3.9.3 张拉1 在施工前将张拉千斤顶、压力表送国家计量部
12、门进行校验，合格后方可施工，并已确定千斤顶与压力表的关系。张拉前，混凝土强度应符合设计要求，设计未规定时，不应低于设计强度等级值的75%。2 安装步骤1）安装工作锚：工作锚板应先擦拭干净，不得有砂和污物，锚孔内应涂防锈油，以利夹片跟进，再将锚板套入钢绞线至锚垫板上。2）安装夹片：夹片应擦拭干净，沿钢绞线推入锚孔并拨匀间距，逐孔打紧。3）安装千斤顶：支承口套住顶压器，千斤顶充油，使活塞伸出2-3cm。4）安装工具锚：锚板要对应孔套入钢绞线，切不可交叉错位，将锚板推入千斤顶口套座内，安装完毕后，锚垫板、锚板、千斤顶三中心应在一条直线上。3 钢绞线张拉1）张拉顺序按设计规定进行。2）张拉程序按照设计
13、要求进行，如设计无要求，张拉程序可参照表3.9.3-1进行：预应力筋 张拉程序钢筋、钢筋束 0初应力1.05con（持荷 2 分钟）con对于夹片式等具有自锚性能的锚具普通松弛力筋 0初应力1.03con（锚固）低松弛力筋 0初应力con（持荷 2 分钟锚固）钢绞线束其它锚具 0初应力1.05con（持荷 2 分钟）con对于夹片式等具有自锚性能的锚具普通松弛力筋 0初应力1.03con（锚固）低松弛力筋 0初应力con（持荷 2 分钟锚固）钢丝束其它锚具 0初应力1.05con（持荷 2 分钟）0con（锚固）直线配筋时 0初应力con（持荷 2 分钟锚固）精轧螺纹钢筋 曲线配筋时 0con
14、（持荷 2 分钟锚固）0（上述程序可反复几次） 初应力con（持荷 2 分钟锚固）3）预应力钢绞线的理论伸长量采用实际的弹性模量计算。3.10 压浆预应力筋张拉后，应尽早压浆。表 3.9.3-13.10.1 切割锚外钢丝，露头锚具外部多余的预应力筋需割除，严禁用电焊切割，采用砂轮机切割，预应力筋割切后的余留长度不宜小于30mm。3.10.2 冲洗孔道，孔道在压浆前用压力水冲洗，以排除孔内粉渣等杂物，保证孔道畅通，冲洗后用空压机吹去孔内积水，并保护孔道润湿。3.10.3 采用一次压浆的方法。水泥浆的强度应符合设计规定，设计无要求时，应不低于30Mpa。水灰比一般采用0.40.45，掺入适量减水剂
15、，水灰比可减少到0.35。水泥浆稠度宜控制在14-18s之间。水泥浆自调制到压入孔道的时间不超过30-45min。压浆最大压力宜为0.5-0.7Mpa，压浆保证孔道的另一端压浆饱满和出浆，并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道中充满灰浆,关闭出浆口后,应保持不小于0.5 Mpa的一个稳压期,稳压期不小于2min。然后马上把出浆孔封住。压浆过程及压浆后48小时内结构混凝土的温度不得低于5，否则应采取保温措施。3.10.4 在压浆同时，每一工作班应制做不少于3组的70.7mm70.7mm70.7mm立方体试块，并填写施工记录。标准养护28天，做为评定水泥浆质量的依据。3.11封锚
16、3.11.1 孔道压浆后应立即将梁端水泥浆冲洗干净，同时清除支承垫板、锚具及端面混凝土的污垢后，并将端面混凝土凿毛，以备浇筑封锚混凝土。3.11.2 封锚混凝土的浇筑程序：1 设置端部钢筋网，为固定钢筋网的位置，可将部分箍筋点焊在支承垫板上。2 妥善固定封端模板，以免在浇筑混凝土时模板走动而影响梁长，立模后校核梁体全长，其长度应符合允许偏差的规定。3 浇筑封端砼时，要仔细操作并认真插捣，使锚具处的砼密实；封端混凝土强度，应符合设计规定。设计无要求时，一般不低于构件混凝土强度等级值的80%。4 封端砼浇筑后，初凝后带模浇水养护。5 水泥浆强度达到要求后方可移动和吊装。板的存梁期不超过60天。6
17、堆放构件的场地应整平夯实，吊装应按吊运及安装次序堆放。构件堆垛时应放置在枕木上，吊环向上，标志向外；堆垛不应超过3层，层与层之间应以垫木隔开，并设置在吊点处，上下垫木必须在一条竖直线上。3.12吊梁、移梁架设压浆后待水泥浆强度达到50Mpa后，箱梁方可吊装。利用龙门吊进行直接移至存梁区存放。主梁存放不宜超过两层，层与层之间需设垫木。存梁场地应平整夯实，并确保不得积水以防止造成地基下沉。4 材料设备4.1 材料：混凝土、钢筋、钢材、钢模板、钢绞线及其配套材料。4.2 设备：钢筋截断机、钢筋弯曲机、钢筋调直机、电焊机、对焊机；张拉设备、搅拌机、龙门行吊。5 质量控制5.1质量控制标准质量控制标准严
18、格执行公路桥涵施工技术规范 （JTG/T F50-2011）及公路工程质量检验评定标准对箱梁进行验收。5.2 质量控制措施5.2.1 质量检测及控制建立班组自检、项目部专职质检员自检和质量管理部抽检三级检验制度，坚持自检、互检和联检相结合的三检制，并接受监理工程师的质量检查和社会质量监督。5.2.2 加强施工技术管理，熟悉设计文件和施工规范、验标，施工人员严格掌握施工标准、质量检查及验收标准和工艺要求。5.2.3 箱梁统筹考虑钢模板的加工配置。专业化工厂加工制作，现场拼装加固成型，保证模板的刚度、光洁度、平整度。砼采用自动计量拌合站拌合，试验人员跟班作业，保证砼结构内实外美。5.2.4 严把材
19、料质量关，按规定频率对水泥、砂、石子、钢材、钢绞线、锚具及张拉压浆设备进行试验和检校。5.2.5 由于箱梁跨度较大，预应力钢绞束张拉时张拉力应准确到位，同时以伸长量校核，发现偏差及时分析原因，采取必要的纠正措施。预应力张拉采用双控：以张拉力控制为主，用伸长量控制校核。梁断面断丝、滑丝总数不得超过该断面钢丝总数的 1%，且一束内不得超过 1 根。预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。预应力筋外露长度不宜小于 30mm，锚具应用封端混凝土保护，需要长期外露时，应采取防锈措施。5.2.6 为了防止芯模上浮，在芯模顶部施加一组垂直向下的压力。这个压力系统用一个24槽钢，槽钢上焊 48 钢管 3 根
20、，钢管抵在芯模顶板上，槽钢两端用紧固螺栓联结在两侧外模钢支撑上。外模钢支撑与底模固定，沿梁长每 2.5m 设一根反压槽钢，这样便能有效防止芯模上浮。5.2.7 控制和防止质量通病的措施采用定型钢模板，减少接缝，结构尺寸符合设计要求；同时封堵好模板缝，防止漏浆。同一构件混凝土采用同一批水泥，使混凝土颜色保持一致。且采用优质脱模剂，不得使用废弃机油或其它质量较差的脱模剂。混凝土浇注过程中，加强振捣，确保混凝土密实，同时技术员旁站监督砼施工，防止漏振、过振。6 安全措施6.1 杜绝人员伤亡事故、杜绝多人重伤事故、杜绝重大机械设备事故、杜绝责任交通行车重大事故。施工前，要对所有工作人员进行必要的安全培
21、训和技术培训，使其掌握必要的技术要点和安全操作所需的知识和技能。6.2 设立专职安全员，特殊工种必须持证上岗，进入工地必须戴安全帽，上龙门吊必须佩戴安全带。6.3 各种施工机具必须定期维修保养，保证设备性能良好，安全运转正常。6.4 设置安全宣传牌，安全警示牌。6.5 施工现场用电必须严格遵守建设部 GJ46-88 标准有关规定，采用三相五线制配电，严禁三相三线制。施工用电管理，由取得上岗证书的电工操作。必须严格按操作规程操作，无特殊情况不准带电作业。6.6 钢绞线张拉安全措施6.6.1 张拉作业区，无关人员不得进入施工现场。检查张拉设备、工具（千斤顶、油泵、油管、液控顶压阀等）是否符合施工及
22、安全的要求，压力表按照规定周期进行检定。高压油泵与千斤顶之间的连接点、各接口必须完好无损，油泵操作人员须戴防护眼镜，防止漏油喷射伤人。6.6.2 施工时两端设有防护措施，张拉时沿梁方向设立钢板防护架，两端严禁站人。6.6.3 每次张拉对锚垫板、千斤顶和锚具等进行检查，有无异常情况。6.6.4 张拉钢绞线时，有专人负责指挥，禁止任何人站到千斤顶的后方，或踏踩、碰撞钢绞线。量测钢绞线的伸长值时，停止开动千斤顶。6.6.5 顶紧锚塞时用力不要过猛、以防钢丝折断。在张拉过程中发生断丝或滑丝时，予以更换。6.6.6 操作千斤顶和测量伸长值人员站在千斤顶侧面操作，严格遵守操作规程。油泵开动过程中不得擅离岗位。6.6.7 张拉操作中若出现异常现象（油表振动剧烈、漏油、电机声音异常、断丝、滑丝等）立即停机检查。6.6.8 在施加预应力期间，张拉油泵的油管接头正前方严禁站人，也不得重力敲打钢绞线和锚具，以防飞锚或油管爆裂伤人。7 应用实例省道南郝线北杨家楼至山口段改建工程旧城大桥后张法预应力箱梁预制工程采用本工法施工。
