先張法小結(jié)構(gòu)空心板梁標(biāo)準(zhǔn)化施工方法

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(中交二公局萌興工程有限公司，陜西西安 710119)

鄭州黃河公鐵兩用橋公路分建段TJNO.1標(biāo)空心板的結(jié)構(gòu)尺寸為20 m×1.4 m×0.9 m(長×寬×高)，采用先張法施工。由于空心板梁內(nèi)腔凈空低，可操作空間較小，而傳統(tǒng)氣囊內(nèi)模的上浮和容易變形是目前還無法克服的難題，況且在施工過程中氣囊容易損壞，特別是在施工和振搗過程中被鋼筋、碎石刮破，給施工帶來不便。本項目采用鋼內(nèi)模，通過對鋼內(nèi)模的合理設(shè)計，以及標(biāo)準(zhǔn)的施工組織和施工操作，解決了鋼內(nèi)模的拆卸問題，保證梁板的結(jié)構(gòu)尺寸和施工質(zhì)量;線桿連接器的使用節(jié)約了成本，并且有效減少錨固時預(yù)應(yīng)力的損失。

1 方法特點

1)鋼內(nèi)模的使用解決了傳統(tǒng)氣囊上浮、頂板露筋、頂板和底板厚度不能保證的問題。2)鋼內(nèi)模的結(jié)構(gòu)設(shè)計和分段拼裝，給施工帶來了方便。3)線桿連接器可以減少端頭鋼絞線的浪費，并且有效減少錨固時預(yù)應(yīng)力的損失。

2 適用范圍

本方法適用于內(nèi)腔高度一般不低于68 cm、寬度不小于100 cm左右的單孔先張空心板梁施工。

3 工藝原理

1)充分利用鋼模的剛度和不易變形的特點，通過對鋼內(nèi)模尺寸和結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計，以及鋼內(nèi)模的自重，克服空心板梁內(nèi)模無法拆卸、內(nèi)腔結(jié)構(gòu)尺寸不易控制的缺陷。

2)通過線桿連接器的使用，整體預(yù)應(yīng)力的張拉技術(shù)，避免單根張拉導(dǎo)致梁體的受力不均引起的偏心現(xiàn)象，以及整體放張使張拉技術(shù)更趨于合理、科學(xué)和安全。

4 標(biāo)準(zhǔn)化施工方法

4.1 先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁施工工藝

先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁施工分以下幾個步驟(見圖1):

1)平整預(yù)制場地，場地硬化，分層碾壓;2)測量放樣，建造臺座;3)綁扎底板鋼筋;4)預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)、張拉;5)安放鋼內(nèi)模;6)綁扎側(cè)板鋼筋、架立外側(cè)模板和端模;7)綁扎頂板鋼筋;8)澆筑底板、肋板和頂板混凝土;9)混凝土至少終凝后拆除內(nèi)模板，時間通過現(xiàn)場試驗確定;10)灑水養(yǎng)生或蒸汽養(yǎng)生;11)當(dāng)混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度時拆除外模板;12)當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度90%時，放張預(yù)應(yīng)力鋼絞線;13)截斷鋼絞線，并用混凝土封閉外露端頭;14)將空心板出槽，移入存梁區(qū)存放。

4.2 制梁臺座

梁場測量放樣，設(shè)置槽式臺座，槽式臺座采用30 cm厚5%的灰土碾壓密實，邊傳立柱截面為60 cm×60 cm(寬×高)，中傳立柱截面為80 cm×60 cm(寬×高)，下端橫系梁截面為60 cm×35 cm(寬×高)，間距為6 m，端部下錨橫梁為80 cm×50 cm(寬×高)。全部用C30混凝土澆筑，底模用C40混凝土澆筑，人工打磨平整、光滑。

4.3 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的擺放和張拉

1)放置固定橫梁和移動橫梁的地基要夯實硬化，防止下沉。保證鋼絞線定位的準(zhǔn)確，以及保護(hù)層厚度符合設(shè)計要求。預(yù)應(yīng)力鋼絞線在梁端用硬質(zhì)方木刻槽定位，避免鋼絞線的移位。固定橫梁、移動橫梁保證水平，連接器連接由廠家現(xiàn)場指導(dǎo)保證連接牢固和安全。

2)預(yù)應(yīng)力鋼絞線有效長度范圍以外部分采用硬塑料管將失效范圍的預(yù)應(yīng)力鋼絞線套住，以使預(yù)應(yīng)力鋼絞線與混凝土不產(chǎn)生握裹作用，失效套管采用內(nèi)徑20 mm的PVC硬管，擺放張拉連接前安放。張拉后鋼筋綁扎前定位并用膠布將兩端密封。預(yù)應(yīng)力鋼絞線有效長度以板跨中心線(斜板為斜向中心線)對稱設(shè)置，確保板兩端的失效長度一致。

3)張拉采用固定端夾片錨固，張拉端采用線桿連接器，預(yù)應(yīng)力筋張拉時，從固定端先調(diào)整到初應(yīng)力σ0，該初應(yīng)力為張拉控制應(yīng)力σcon的10%，伸長值從初應(yīng)力時開始量測。將預(yù)應(yīng)力鋼絞線拉直，錨固端和連接器處拉緊，在預(yù)應(yīng)力鋼絞線上選定適當(dāng)?shù)奈恢每坍嫎?biāo)記，作為測量延伸量的基點，再從張拉端張拉控制應(yīng)力到σcon的20%并量測伸長值ΔL1，最后張拉到σcon，量測伸長值ΔL2，預(yù)應(yīng)力筋張拉的實際伸長值(mm)按下式計算:

其中，ΔL1為初應(yīng)力的推算伸長值，mm，采用相鄰級的伸長值，即10%σcon～20%σcon的實測伸長值，mm;ΔL2為從初應(yīng)力至最大張拉應(yīng)力間的實測伸長值，mm。

預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值(mm)按下式計算:

其中，PP為預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力，N，直線筋取張拉端的拉力;L為預(yù)應(yīng)力筋的計算長度，mm;AP為預(yù)應(yīng)力筋的截面面積，mm2;EP為預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量，N/mm2。

4)一端固定，一端多根張拉。千斤頂必須同步頂進(jìn)，保持橫梁平行移動，預(yù)應(yīng)力鋼束均勻受力，分級加載拉至設(shè)計張拉應(yīng)力。

5)持荷，按預(yù)應(yīng)力鋼絞線的類型選定持荷時間2 min～5 min，使預(yù)應(yīng)力鋼絞線完成部分徐舒，以減少鋼絲錨固后的應(yīng)力損失。

6)錨固前，補(bǔ)足或放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線的拉力至控制應(yīng)力。測量、記錄預(yù)應(yīng)力鋼絞線的延伸量，并核對實測值與理論計算值，其誤差應(yīng)在±6%范圍內(nèi)，若不符合規(guī)定，則應(yīng)找出原因及時處理。所以鋼絞線的實測值必須在462 mm和522 mm之間。第一槽的鋼絞線實測值為(46+452+43+455)/2=498 mm，滿足要求。

7)張拉滿足要求后，錨固預(yù)應(yīng)力鋼絞線、千斤頂回油至零。8)預(yù)應(yīng)力筋張拉及放松時，均填寫施工記錄。

9)各階段張拉時，各千斤頂對應(yīng)油表讀數(shù)見表1。

4.4 模板

1)內(nèi)模?？拷瞬績?nèi)模采用2 m一段，中間部分的內(nèi)模采用1.5 m一段。每段模板分為頂板一塊、角板四塊，鋼板厚3mm，每塊內(nèi)模頂板預(yù)留300 mm×300 mm的混凝土澆筑孔，頂板采用倒梯形設(shè)置，便于內(nèi)模的拆卸。待底板混凝土澆筑完畢后，用320 mm×320 mm的鋼板覆蓋住。每塊模板之間均采用高強(qiáng)螺栓相互連接。內(nèi)模先在拼裝場地整體拼裝完成，用角磨機(jī)打磨去銹，并使接縫平整緊密，涂刷隔離劑，隔離劑涂刷均勻，不能太厚，一般涂刷兩遍，并用塑料薄膜覆蓋，以防粘上灰塵。待底板鋼筋綁扎完成后，用龍門吊將內(nèi)模整體吊入安裝。為保證空心板梁內(nèi)模的位置準(zhǔn)確，以及確保空心板頂、腹、底板的鋼筋保護(hù)層厚度，在內(nèi)模與鋼筋間每50 cm×100 cm間距設(shè)置高強(qiáng)度設(shè)計厚度的塑料墊塊，內(nèi)模底部每2 m設(shè)置兩個馬凳形支撐將內(nèi)模撐起固定，馬凳形支撐用φ10 mm的圓鋼制作，距邊部20 cm，確保板底部的厚度，并保證不易變形。測量內(nèi)模頂面距底板的高度符合設(shè)計要求。2)外模。外模4 m一截，工廠按照設(shè)計制作完畢之后運(yùn)至工地，用砂輪磨平焊縫，去銹。鋼板厚5 mm，各塊模板之間用螺栓聯(lián)結(jié)，中間加壓橡膠條。外模與底座之間嵌有橡膠條，以防底部漏漿。底部每隔0.5 m一道支撐，上口模板每隔1.0 m設(shè)置一根拉桿。為了保證模板就位后穩(wěn)固，滿足受力要求，模板支架每隔5 m設(shè)兩根拉桿作為就位后的固定。立模時用龍門吊逐塊吊到待用處，上緊拉桿及可調(diào)螺栓。拆除外模時，拆除拉桿和接縫螺栓，松掉可調(diào)螺栓支撐，逐步拆除。3)端模。端模采用高強(qiáng)度木板，具體尺寸根據(jù)空心板夾角進(jìn)行調(diào)整?；炷翝仓r，模板與鋼絞線之間加壓麻絮或海綿條，防止端模漏漿，影響其整體外觀質(zhì)量。4)拆模。a.混凝土澆筑完成后，待混凝土至少終凝后才可開始拆除內(nèi)模，時間通過現(xiàn)場試驗確定，拆模時保證梁體表面及棱角不受損壞。本次的拆模時間在12 h。b.安排兩位身材瘦小的工人逐次拆除支架和組合模板，同時用兩個大功率的鼓風(fēng)機(jī)對內(nèi)部進(jìn)行鼓風(fēng)換氣，增加空氣流動，提高含氧量。然后拆除外模。c.拆模時，防止模板碰撞梁板，人工卸掉螺栓，取掉木楔，用龍門吊將模板調(diào)離。5)放張。a.當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的90%，且混凝土齡期夏季不少于144 h，春秋季不少于168 h，冬季不少于192 h，可以放張。b.多根整批預(yù)應(yīng)力筋的放張，采用千斤頂法。放張分三次完成，間歇不少于10 min。兩頂?shù)幕仨敱仨毻?，回? mm左右，不可太大，以免拉傷梁體。c.長線臺座上預(yù)應(yīng)力筋的切斷順序，由放張端開始，逐次切向另一端，用砂輪鋸截斷，放張后起拱在15 mm～17 mm之間，設(shè)計15 mm。

表1 各階段張拉時，各千斤頂對應(yīng)油表讀數(shù)

5 應(yīng)用實例

本施工方法在西漢路一標(biāo)和鄭州黃河公鐵兩用橋的空心板施工中，外觀質(zhì)量和結(jié)構(gòu)尺寸以及混凝土的內(nèi)在質(zhì)量都得到監(jiān)理和業(yè)主的認(rèn)可。