后張法預(yù)應(yīng)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(jiān)理有限公司，武漢430000）

1 引言

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在橋梁工程施工中被廣泛使用，其具有以下優(yōu)點：（1）抗裂性好，剛度大，提高了結(jié)構(gòu)的耐久性；（2）節(jié)省材料，減小自重，在對大跨度和重荷載結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用有明顯的優(yōu)越性；（3）可以減小混凝土梁的撓度；（4）提高受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性；（5）提高構(gòu)件的耐疲勞性能；（6）預(yù)應(yīng)力可以作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接的方式，促進(jìn)大跨結(jié)構(gòu)新體系與施工方法的優(yōu)化。缺點：（1）工藝較復(fù)雜，對施工質(zhì)量要求高，需要配備一支技術(shù)較熟練的專業(yè)隊伍；（2）需要專門的設(shè)備，如張拉機(jī)具、壓漿設(shè)備等；（3）預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工成本較高。

本文結(jié)合孟加拉國巴瑞薩燃煤電站碼頭后張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板施工，就其控制要點和注意事項進(jìn)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(qū)西南側(cè)，孟加拉灣北側(cè)Payra 河入海口處。工程地址北距達(dá)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(jié)構(gòu)，排架間距15 m，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力空心板及現(xiàn)澆面層結(jié)構(gòu)，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(xiàn)澆面層寬度為12.5 m，現(xiàn)澆層厚150~200 mm，排水溝返水坡度為0.4%，面層標(biāo)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(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力筋制作

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

3.2.2 預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備

對預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備的選擇應(yīng)注意以下方面：（1）預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備選擇時，應(yīng)選擇數(shù)控智能張拉設(shè)備；預(yù)應(yīng)力張拉機(jī)具設(shè)備及儀表應(yīng)定期維護(hù)和校驗，并應(yīng)配套使用，專人保管；（2）預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)具有可靠的錨固性能、足夠的承載能力和良好的適應(yīng)性、安全性。

3.2.3 施工準(zhǔn)備檢查

施工前，應(yīng)做如下準(zhǔn)備：（1）檢查人、材料、機(jī)械設(shè)備的到位準(zhǔn)備情況，特別注意施加預(yù)應(yīng)力的各種機(jī)具及儀表，應(yīng)由于專人妥善使用，定期維護(hù)和校驗；（2）檢查工藝設(shè)計和計算復(fù)核張拉應(yīng)力，以審查及各種材料檢測報告、混凝土設(shè)計等并進(jìn)行對比試驗；（3）檢查預(yù)制底座，底座應(yīng)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(jìn)口美國大米的限制，從此，美國大米理論上可以大規(guī)模進(jìn)入中國市場。單就產(chǎn)品競爭力而言，國產(chǎn)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(shè)計和規(guī)范要求制作和安裝鋼筋骨架；預(yù)留孔道、錨固端預(yù)埋件的檢查，應(yīng)檢查預(yù)留管道的位置是否按設(shè)計要求，預(yù)埋件的檢查特別注意護(hù)欄和橋面鋪裝預(yù)埋鋼筋以及伸縮縫鋼筋的預(yù)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(yīng)鑲嵌橡條，保證不漏漿。

3.2.6 預(yù)應(yīng)力筋安裝

預(yù)應(yīng)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(yīng)檢查錨墊板和孔道，錨墊板應(yīng)位置準(zhǔn)確，孔道內(nèi)應(yīng)暢通，無水和其他雜物。

預(yù)應(yīng)力筋安裝后，應(yīng)采取一定的保護(hù)措施：（1）對在混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)之前安裝在管道中但在規(guī)定時限內(nèi)沒有壓漿的預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)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(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)件附近進(jìn)行電焊時，對全部預(yù)應(yīng)力筋和金屬件均應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，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(yīng)避免振動器碰撞預(yù)應(yīng)力筋的管道、預(yù)埋件等，并應(yīng)經(jīng)常檢查模板、管道、錨固端墊板及支座預(yù)埋件等，以保證其位置及尺寸符合設(shè)計要求。

混凝土澆筑完成并初凝后，應(yīng)立即開始養(yǎng)護(hù)?；炷恋臑⑺B(yǎng)護(hù)時間一般為10 d，可根據(jù)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(shù)以能保持混凝土表面經(jīng)常處于濕潤狀態(tài)為宜。當(dāng)氣溫低于5 ℃時，應(yīng)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(yīng)注意以下事項：

1）張拉前的準(zhǔn)備。（1）對操作人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)、定崗，并進(jìn)行考核；（2）對錨具及力筋束進(jìn)行嚴(yán)格的檢查；（3）張拉設(shè)備及儀表應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)計量單位的標(biāo)定測試簽證。

2）縱向預(yù)應(yīng)力張拉工藝要點。（1）構(gòu)件混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值的90%、且養(yǎng)護(hù)時間不少于7 d 方可張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。（2）張拉順序。應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計順序進(jìn)行張拉。（3）施加預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力鋼束張拉完后，應(yīng)盡早壓漿，宜在24 h 內(nèi)完成，并應(yīng)保證壓漿密實飽滿。采用專業(yè)壓漿料，如采用水泥漿，水泥漿的水膠比和稠度應(yīng)滿足規(guī)范要求，其強(qiáng)度滿足設(shè)計要求。（2）壓漿前應(yīng)用壓縮空氣或高壓水清除管道內(nèi)雜質(zhì)，然后壓漿。壓漿應(yīng)緩慢、均勻地進(jìn)行，不得中斷。應(yīng)嚴(yán)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(yù)應(yīng)力空心板施工應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計和規(guī)范要求施工，施工過程中應(yīng)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(huán)節(jié)。

4.1 混凝土設(shè)計配合比管控

根據(jù)設(shè)計要求的混凝土強(qiáng)度配置最優(yōu)的混凝土配合比[1]，施工過程中應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)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。空心板于5 月份開始預(yù)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(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的90%。但6 月份預(yù)制的空心板約20 d 才能達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的90%，嚴(yán)重影響空心板的張拉施工進(jìn)度，碼頭總承包商對混凝土原材料全部進(jìn)行抽檢并對拌和站設(shè)備標(biāo)定檢測均無問題，按設(shè)計配合比人工小批量拌和的試塊檢測7 d 可達(dá)設(shè)計強(qiáng)度的90%。經(jīng)過追查，6月份孟加拉國進(jìn)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?xí)r減少了高效減水劑的用量，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度上升緩慢。

4.2 模板選擇與管控

選擇空心板模板時，應(yīng)選擇鋼質(zhì)芯模和定型鋼側(cè)模，以施工過程中模板產(chǎn)生變形而影響工程質(zhì)量。但在使用鋼芯模時，往往掌握不好內(nèi)模脫模時間，若脫模過早，混凝土未達(dá)到一定強(qiáng)度，會導(dǎo)致構(gòu)件變形影響質(zhì)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(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行施工，鋼筋放置位置、間距、排距等應(yīng)滿足設(shè)計和規(guī)范要求。本項目首批預(yù)制的7 塊空心板，在混凝土同條件試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)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(rèn)為混凝土振搗不密實導(dǎo)致的，但將一破損較小部位的混凝土鑿開，發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)作業(yè)人員對錨定板后面設(shè)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(fā)生破損現(xiàn)象。

4.4 設(shè)計優(yōu)化和混凝土施工管控

設(shè)計空心板時，內(nèi)腔截面倒角應(yīng)盡量設(shè)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(nèi)腔尺寸為490 mm×530 mm，倒角設(shè)計為100 mm×100 mm（見圖3），倒角相對較大?；炷潦┕み^程中可有一側(cè)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(xiàn)冷縫。如倒角設(shè)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(chǎn)生冷縫，影響工程質(zhì)量。

圖3 空心板典型斷面

4.5 預(yù)應(yīng)力張拉管控

波紋管安裝位置應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求確定并加固，避免施工過程中波紋管移位。張拉設(shè)備應(yīng)選擇智能數(shù)控張拉設(shè)備，在確保質(zhì)量的同時，有效提高作業(yè)效率，減小安全風(fēng)險。本項目波紋管安裝按設(shè)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(shù)控設(shè)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(nèi)，張拉應(yīng)力控制較好，有效地保證了工程質(zhì)量。

圖4 空心板采用數(shù)控智能張拉設(shè)備張拉

4.6 壓漿管控

空心板張拉完成后，應(yīng)盡早壓漿，宜在24 h 內(nèi)進(jìn)行，不應(yīng)超過48 h。壓漿設(shè)備應(yīng)選擇數(shù)控壓漿設(shè)備，壓漿料應(yīng)選擇專用壓漿料，不得采用水泥凈漿。本項目壓漿設(shè)備采用數(shù)控壓漿機(jī)、專用壓漿料，有效保證了壓漿質(zhì)量。張拉完成后，均在24 h內(nèi)進(jìn)行壓漿封堵。壓漿時，孔道兩端均設(shè)置閥門，由一端向另一端壓漿，壓漿壓強(qiáng)選擇0.5~0.7 MPa，穩(wěn)壓時間選擇3~5 min。

5 結(jié)語

后張法預(yù)應(yīng)力空心板在碼頭引橋和橋梁設(shè)計中得到了廣泛應(yīng)用，技術(shù)也較成熟，但在工程實施過程仍是重點管控項目。首先，應(yīng)從設(shè)計環(huán)節(jié)對空心板鋼筋、內(nèi)腔尺寸等方面進(jìn)行優(yōu)化，以便于施工；其次，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)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(yù)應(yīng)力張拉、孔道壓漿等。本工程預(yù)應(yīng)力空心板嚴(yán)格按設(shè)計和規(guī)范進(jìn)行組織施工，在模板選擇上選擇鋼芯模和定型鋼側(cè)模、采用智能數(shù)控張拉和壓漿設(shè)備，取得了很好的效果，確保了工程質(zhì)量和進(jìn)度。