先张法预应力混凝土空心板施工工艺

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某高速公路北段第五合同段共有20m先张法预应力空心板439片，均在预制场预制。预制梁长19.96m，梁高90cm，板宽143cm，砼设计标号为40MPa，预应力钢筋采用270级φj15.24钢绞线，标准强度Ryb=1860Mpa，弹性模量Ey=1.95×105Mpa，单束张拉控制应力为195.3KN，每片梁有16根钢绞线。
    1  预制场布置
    预制场布置在国道206东侧，鲍集互通立交区内，长220m，宽35m，设4个梁板预制台座，5个存梁场，1个钢筋骨架绑扎场及木工房、钢筋加工房、水泥库、发电机房等。场内设有1台贝雷桁架拼成的50t自行式龙门吊，为梁板的预制及吊运、装车服务。1台拌和能力为25m3/h的混凝土拌和站。混凝土采用翻斗车运输，具体见表1。
    1.1张拉台座
    (1)张拉台座设计为长线型槽式台座，长度为85m。传力柱和抗力墩整体参加受力而台座不受力，所以它必须有足够的强度和刚度。台座刚度对预应力影响较大，若刚度不够，台座变形较大，预应力损失就会较大。因此要求在梁板预制前在台座放入钢绞线，对张拉台座及横梁进行荷载试验，满足要求才能使用。经验算采用尺寸为传力柱边柱宽35cm、高55cm，中柱宽60cm，抗力墩埋深150cm，抗力墩张拉端及锚固端都布设钢筋，其余为C30素砼。传力柱轴线与钢绞线在同一平面内，使传力柱为轴心受压构件。张拉端及锚固端部预埋δ=16mm的钢板，以使应力分散。张拉台座横断面图如图1。
   (2)台座底模的优劣直接影响着预应力空心板的几何尺寸及外观，所以在进行张拉台座底模施工时，必须严格控制其宽度、平整度和直顺度。宽度控制在1430mm，平整度及直顺度控制在3mm以内，采用水磨石底模。
    1.2张拉机具的选择和使用
    根据设计张拉力的大小选择千斤顶的吨位、行程以及与之相配套的高压油泵和油表。由于施加梁体上的预应力值的准确性对预应力空心板质量的影响至关重要，所以张拉机具进场之前，必须由有资格的检测单位进行千斤顶和油表的校验。张拉机具必须要由专人操作使用。
     2 原材料质量控制及混凝土配合比要求
2.1砂、石料、水泥的质量控制
(1) 砂
采用河南淮滨砂，检测结果见表2。
(2)石料
采用符离集石料，检测结果见表3。
(3)水泥
采用巢湖水泥厂“巢湖”牌42.5级普通硅酸盐水泥，检测结果见表4。
经检验合格后才能进场的砂、石料，必须分存堆放在已经硬化的硬地上，并且挂牌注明产地、规格，不得直接置于土地上，以防污染。水泥必须用仓库存放，且有防潮防水措施。
2．2钢筋及预应力钢材的质量控制
热轧钢筋采用首钢和马钢生产的，预应力钢绞线采用江阴法尔胜钢铁制品有限公司的。所有钢筋及预应力钢绞线进场时必须有出厂合格证、产品质量证明书，并进行外观检查。钢绞线要逐盘检查，进行外观检查，表面不得有裂纹、毛刺、油污、锈蚀、机械损伤等缺陷。钢筋进场时，每20t为一批；预应力钢绞线每60t为一批，进行取样验收试验，经检验合格后，方可使用。其机械性能分别按GB  1499-98和GB  5224-95执行，钢筋及预应力钢绞线必须入棚，贮存于地面以上0.5m的平台、垫木或其他支承上。
2．3外加剂
外加剂使用必须经过省指中心试验检验。性能符合要求，才能使用，且外加剂掺量必须严格控制。施工选用的是山西黄河化工有限公司UNF-2C缓凝高效减水剂，每盘混凝土所用外加剂应事称量备好，专人负责添加。要求外加剂专库存放。
2．4混凝土配合比的要求
水灰比为0.41，水泥用量为440kg/m3，5~10mm碎石掺量按35%，10~30mm碎石掺量按65%，外加剂按水泥用量的3%，坍落度按3.0~5.0cm控制。
  3 钢绞线伸长值计算
(1) 依据台座具体形式及钢绞线锚固形式，计算下料长度为：
下料长度L=传力柱长+钢横梁宽-1.20
=85+0.60-1.20
=84.4m
设计图纸规定单束张拉控制力为195.3KN,则各阶段的张拉力为:
初始应力  0.1δcon：0.1×195.3=19.53KN
δcon  ：  195.3KN
1.05δcon  ：205.065KN
(2)根据公式ΔL=ΡL/AypEyp，(式中:L=84.4m，Ayp=140mm2，Eyp=1.95×105N/mm2)
计算各阶段张拉中钢绞线的伸长值：
结果为：0.1δcon时:ΔL1=60mm
δcon时:  ΔL2=604mm
1.05δcon时:  ΔL3=635mm 
则钢绞线在控制应力时的量测伸长值:
ΔL=ΔL2-ΔL1=544mm
钢绞线在1.05δk时的量测伸长值: 
ΔL=ΔL3-ΔL1=575mm
  4预应力空心板施工工艺
4．1施工步骤
(1) 准备好经校验的张拉机具
施工现场应具备经监理工程师批准的张拉程序、步骤、现场施工说明书及能够正确操作的施工人员。施工现场具备确保全体操作人员和设备安全的必要的预防措施，实施张拉时，应使千斤顶的张拉力作用线与钢绞线的轴线重合一致。
(2) 清理台座 
本先张法底座为水磨石，张拉钢绞线前应先将台座上的尘土和磨制过程中的砼粉冲洗干净，以免影响涂刷隔离剂。
(3) 涂刷隔离剂
在清理好的台座上用毛刷涂刷隔离剂，一般要2~3遍，且要涂刷均匀，防止底座与梁体粘连，造成底座损坏。
(4) 钢绞线的制作与安装
○1钢绞线放置在锚固端，底部放在钢架上，置于砼平台上。
○2用切割机下料，依据现场条件，钢绞线下料长度为84.4m，误差控制在L/5000以内。
○3钢绞线下料完毕，放置在槽内台座上，并用钢筋架起，防止钢绞线下垂。
○4放置预应力失效隔离套管，等张拉完毕后，定位套管，并把套管口封死，防止水泥浆进入套管内。
○5装设张拉设备，准备预张。
(5)预张拉调整初应力
现场施工采取预应力钢绞线整体同时张拉，因此张拉前必须调整初应力。其值取控制应力的10%即19.53KN；调整初应力时用25T千斤顶一根一根的张拉，使钢绞线应力都为19.53KN。初张拉结束后，应仔细检查每根预应力筋的位置，是否与设计位置相符，否则应重新调整。
(6)钢绞线的张拉
○1预张拉结束后，对千斤顶锚固端、前后钢横梁作一次详细检查。若一切正常，则开始预备张拉，张拉时用2台300T千斤顶，2台油泵供油，使2台千斤顶同时启动，千斤顶顶推前横梁，千斤顶通过丝杠带动后横梁，使钢绞线被张拉。张拉前在钢绞线上作一记号，作为测量伸长量的参考点。
○2张拉程序
0→初应力0.1δcon→1.05δcon(持荷2min)  →0→δcon(锚固)。
○3初张拉结束后，安置好千斤顶进行张拉。张拉过程应匀速，两油泵压力表同时起动，且每隔5Mpa油泵暂停供油，测量钢绞线伸长量是否一致，前后横梁是否保持平行，否则进行调整。在张拉过程中，抽查预应力钢绞线的预应力值，其偏差的绝对值不得超过按一个构件全部预应力总值的5%，这项工作应重复进行。当应力达到1.0δcon时，测其伸长值，如果差值超过±5%时应停止张拉，查明原因后，再进行张拉，当达到1.05δcon时，测其伸长值，并持荷2min。
○4当超张拉结束后，放松至零，再张拉到δcon，测其伸长量。若合格，用扳手带好螺母进行锚固在前横梁上。再回油，使千斤顶复位。
○5张拉时，注意检查钢绞线是否产生滑丝、断丝现象，如有则停止施工，进行更换。
○6张拉完毕后，检查钢绞线的位置是否与设计位置一致，最大偏差不大于5mm。
○7以上各工序都在监理工程师的监督下进行，只有在监理工程师检查确认许可后，方可进行下一步工序的施工