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先张法、后张法预应力空心板梁


先张法预应力空心板梁
制作工艺
主讲人:武乐晓

? 先张法是指先在台座上张拉预应力 钢材,然后浇筑水泥 混凝土,以形成预应力混凝土构件的施工方法。 ? 后张法指的是先浇筑水泥混凝土,待达到设计强度的75% 以上后再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件的施工 方法。

先张法预应力空心板梁的优点
? 先张

法预应力空心板梁以其造价低,建筑高度低,安全性 和耐久性高,可以工厂化生产,构造简单轻巧,施工方便 等优点在高速公路等桥梁建设中得到广泛应用。 先张法预应力空心板梁属于轻型梁板。 ? 先张法预应力空心板梁板主要用于桥梁的上部结构,能有 效减轻大跨度梁板的重量,降低建设成本。

先张法空心板梁的预制工艺原理
通过对模板的加工、拼接、立模进行严格的控制,在台 座增加对拉螺栓,对混凝土的制备和振捣进行控制,保证 模板的刚度、强度、加工精度,保证模板表面平整、光滑 、方正,接缝严密无漏浆,保证浇筑完成的混凝土空心板 梁底面和边梁外侧面达到清水混凝土的标准。 ? 采用非抽芯式聚苯乙烯泡沫板内模,解决内膜上浮的通病 ,保证了空心板的顶板厚度。 ?

先张法空心板梁的预制工艺流程
? 预制之前,先在台座上准确地进行定位放线,确保钢筋的 位置间距尺寸正确。在台座顶标出主筋、箍筋、模板位置 。安放芯模后,直接绑扎成型。在钢筋外侧绑扎水泥砂浆 垫块,确保混凝土保护层的厚度。 ? 钢筋绑扎时自下而上依次进行,并采取可靠的临时加固措 施,保证钢筋骨架的刚度和稳定性。钢筋严格设计的规格 、型号、几何尺寸施作,绑扎好的钢筋骨架经质检人员检 查合格后,即可入模。

模板安装
? 立模顺序:安装底模 涂脱模剂 贴接缝止浆海绵条 安 装侧模 上拉杆 安装端模 安装充气橡胶芯模 ? 模板采用整体拼装式钢模、模板包括底模、侧模、端模、 事先编号,对号入座。模板先拼装,后吊装,立模从一端 开始进行。模板安置位置、尺寸准确,牢固可靠。确保在 浇筑混凝土和振捣过程中不变形,不移位。 ? 单元模板每扇长度按空心板长度分节,同时侧模与底模每 2m设一道拉杆,侧模与侧模间用螺杆连接,缝间压垫海 绵条。待板底混凝土浇筑后,安装充气橡胶芯模,绑扎上 部未绑扎钢筋,进行完混凝土作业。浇筑混凝土时采取严 格措施,防止芯模的上浮或下沉,保证各部分结构尺寸的 准确性。

混凝土浇筑
? 混凝土拌合采用自动计量拌合站拌合,拌合站设在梁场一 端,拌合时水泥、砂子、碎石、水、外加剂严格按配合比 进行配料,其误差控制在规范要求的范围内。 ? 混凝土用插入式振捣棒振捣。振捣范围和时间要适度。保 证芯模下混凝土密实,振捣标准为混凝土不再下沉,无气 泡上升,表面平坦并有薄层水泥浆出现。混凝土灌注采用 先灌注底板,等芯模安放完毕后,再浇筑腹板和顶板混凝 土,浇筑时要防止芯模漏气。 ? 每片空心板混凝土的浇筑时间不超过2h,混凝土从拌合站 到浇筑完成时间限制在6—8h之内。 ? 预制空心板顶面必须拉毛划槽,采用垂直于路线定向划槽 ,槽深5—10mm,为保证空心板与桥面铺装混凝土良好 地结合,划槽横贯空心面,每延长米不少于10—15道。

抽取芯模
? 为防止芯模在浇筑混凝土时发生偏移和上浮,在原设计的 基础上,增加芯模限位钢筋。 ? 芯模抽取的早晚,影响着空心板的形成;抽取过早,混凝 土下沉坍落,使空心板形成裂缝,甚至空洞。过晚,混凝 土凝固,造成芯模与混凝土粘结,很难拔出,抽取时间随 天气气温而变化,一般在混凝土浇筑3—12h ,强度达到 4—8MPa时,可拔出胶囊。

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养护、拆模

? 混凝土养护采用常规洒水养护。混凝土浇筑完毕终凝后, 采用塑料管直接往混凝土表面洒。拆模后用无纺土工布梁 体,压好四周,往土工布上洒水进行养护,养护时间一般 不少于7天。

? 放张、移梁
? 梁体混凝土浇筑后,对混凝土试件检查,强度大于设计强 度的100%,龄期达到10天后方可分批放松钢绞线,放松 时间对称、均匀、分次放张。放张将千斤顶缓慢分次回油 到零。再用砂轮切割机对称切割钢绞线。

台座制作 底板钢筋制做绑扎 吊装底板钢筋骨架 穿预应力筋 施加预应力 安装侧模板 浇注底板混凝土 安装内模 模板制作

绑扎顶板钢筋
制作试件 浇注顶板混凝土 拆模养生 强度测定 预应力筋放张 梁板出坑

凝运 土送 混

拌混 和凝 土

后张法预应力T梁
? 制作工艺

? 后张法预应力T梁工艺流程如下

场地平整夯实 浇筑制梁底座 制作钢筋骨架 模板内侧涂脱模剂 搅拌混凝土 安装钢筋、铺设波纹管 钢筋骨架吊装 安装模板 浇筑混凝土 养护混凝土 达到2.5Mpa后 拆除模板 清理孔道 波纹管及铁件加 工 制作及修整模板 制作试块

钢绞线制作

张拉机具检验

穿入钢绞线 达到100%设计 强度以上后 施加预应力 孔道压浆及养护
起吊、运输、架设

压试块

搅拌灰浆

制作试块
压试块

1)准备工作
? ? 台座施工前先对路基面进行精平,并进行再次夯实 。梁底座位置用30cm厚,其它位置用10cm厚C15的混凝 土进行硬化,(底座中预埋槽钢用于加固模板),保证地 基具有足够的强度、刚度及稳定性,要求底座混凝土的表 面平整。存梁场地采用砂石硬化。 ? 侧模采用10m一节的钢模组成,采用8mm钢板,水 平方向设三道加强肋,加强肋为60mm的槽钢,纵向每2m 设加强肋一道。模板顶部设拉杆一道,侧向设可调节连接 杆,并与预埋在地基中的槽钢连接。连接杆为φ40mm带 螺扣的圆钢。底模也采用8mm钢板制成。

2)梁体预制
? ? ? (1)绑扎钢筋 首先按设计要求进行钢筋的制作和加工,误差应保证在规范和有关技 术文件的要求之内。钢筋的绑扎在钢筋制作平台进行,完成后由龙门吊利用 桁梁整体安装。 焊接过程中,骨架无漏焊、开焊。钢筋网片漏焊、开焊不超过焊点数 量的2%,且不集中。 绑扎中缺扣、松扣的数量不超过应绑扎数量的10%,且也不应集中。 电焊点焊要求焊点处熔化金属均匀,无裂纹、多孔性缺陷及烧伤。焊 点压入深度符合钢筋内焊接及验收的专门规定。 通长钢筋采用对焊,要求接头处弯折不大于40;钢筋轴线位移不大于 0.1d,且不大于2mm。无横向裂纹和烧伤,焊包均匀。采用电弧焊时绑条沿 接头中心线的纵向位移不大于0.5d;接头处弯折不大于40;钢筋轴线位移比 大于0.1d,且不大于3mm;焊缝厚度不小于0.05d,宽度不小于0.1d,长度不 小于0.5d。焊缝表面平整,无凹陷,焊瘤。接头处无裂纹、气孔、夹渣及咬 边。

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(2)布置预应力孔道
? ? 按设计图纸要求布设预应力孔道和锚下垫板,成孔 采用波纹管,波纹管采用井字架来固定,固定点间的距离 为1.0m。

(3)模板安装
? 模板安装由人工配合龙门吊进行。安装前,先清除 模板上的杂物,模板内面应涂刷脱模剂。模板接头利用棉 条填塞,保证不漏浆。浇筑混凝土前,应对模板、钢筋、 预埋件或预留孔道进行检查,模板内的积水和钢筋上的污 垢应清理干净。

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(4)混凝土浇筑 浇筑混凝土前首先按设计要求进行混凝土的 配合比设计,在经过监理工程师的书面同意后,掺 入适量的减水早强剂或泵送剂,来保证混凝土具有 良好的工作性能。施工现场应按砂石料的实际含水 率进行配合比调整,并做好上料计量和试件的取样 工作。混凝土采用汽车泵浇筑。

为保证梁体的整体性,混凝土泵送到位,一次性连续浇筑完成 。鉴于梁体截面的限制及长度太长,可采用纵向分段、水平分层浇筑. 为保证梁体的质量,下次浇筑混凝土必须在上次所浇筑混凝土初凝前 完成。其浇筑方法如下: ? ①浇筑方向是从梁的一端循环进展到另一端。在将近另一端时 ,为避免梁端混凝土产生蜂窝等不密实现象,应改从另一端向相反方 向投料,而在距该端4m-5m处合龙。 ? ②分层下料、振捣,每层厚度不宜超过30cm,上下层浇筑时 间相隔不宜超过1h(当气温在30℃以上时)或1.5h(当气温在30℃以 下时)。上层混凝土必须在下层混凝土捣密实后方能浇筑,以保证混 凝土有良好的密实度。 ? ③为避免腹、顶翼板交界处因腹板混凝土沉落而造成纵向裂纹 ,可在腹板混凝土浇完后略停一段时间,使腹板混凝土能充分沉落, 然后再浇筑翼缘板。但必须保证在腹板混凝土初凝前将翼板混凝土浇 筑完毕。并及时整平。为保证与现浇桥面板的结合紧密,对顶部进行 拉毛处理。 ?
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注意事项
? 梁体浇筑主要采用附着式振捣器并配以插入式振捣棒进行 振捣,在整个浇筑过程中应仔细振捣,尤其是锚垫板后的 混凝土。浇筑中禁止振动器接触波纹管,以免损伤波纹管 ,造成漏浆,影响穿束和张拉。浇筑过程中还应随时检查 波纹管、锚垫板等的位置是否正确。浇筑完毕后,及时检 查孔道是否畅通,发现问题及时进行疏通。

(5)混凝土的养护
混凝土浇筑完毕后,应在收浆后尽快予以覆盖和洒水 养护,覆盖时不得损伤或污染混凝土表面。 ? 当气温低于5℃时,应覆盖保温,不得向混凝土洒 水。养护用水应与拌合水相同。 ? 混凝土洒水养护时间一般为7天,可根据湿度、温 度和水泥品种及掺用的外加剂等情况,酌情延长或缩短。 每天洒水数次,以能保持混凝土表面经常处于湿润状态为 度。 ? 混凝土达到2.5Mpa前,不得使其承受行人、运输工 具、模板、支架等荷载。

预应力施工
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混凝土强度按设计图纸规定达到100%时,即可进行梁体的预 应力施工。 (1)钢绞线的下料和编束 ①下料 根据锚具类型和张拉设备条件来确定下料长度。计算公式如下 : L=L0+n(L1+0.15m) 其中:L—下料长度; L0—梁的管道加两端锚具长度; L1—千斤顶支承端到夹具外缘距离(包括缺口垫圈厚0.053m ); n—张拉端数目(1或2)。

②编束
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钢绞线逐根理顺并编成束,然后每隔1-1.5m用细铁 丝绑扎,铁丝扣应扣向里。钢绞线束的端头用胶布或布包 裹,防止在穿钢绞线的过程中钢绞线刮波纹管,导致穿束 困难。编束后的钢绞线应编号堆放,防止用混。 (2)穿束、张拉 按设计图纸的规定,对编束后的钢绞线安放在波纹 管内,穿束完毕,即可进行张拉。 ①、张拉程序 采用OVM锚具的钢绞线张拉控制程序为: 0→初应力→1.05σcon(持荷2min)→σcon(锚固 ) ②、张拉控制应力允许值为0.75fpuk。

③ 张拉原则
? ? A、在构件的两端同时张拉,如设备不足,可先张 拉一端完毕后,再在另一端补足预应力值。 ? B、无论在一端或两端同时张拉,均应避免张拉时 构件截面呈过大的偏心受压状态。应对称于构件截面进行 张拉,或先张拉靠近截面重心处的钢绞线,后张拉距截面 重心较远的钢绞线。

④、张拉施工
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A、混凝土到达设计要求的强度后,穿束、安装锚环、夹片以及千斤顶等, 为正式张拉做准备。 B、初始张拉:多根钢绞线的张拉,先利用单顶逐根调整钢绞线到设计 张拉吨位的5%,避免在张拉过程中钢绞线受力不均。之后安装千斤顶,两端 同时张拉钢绞线到初应力(设计张拉吨位的10%)。 C、正式张拉 a.钢绞线分级张拉时的初始应力一般为设计应力的10%,第二级应力 为设计应力的20%这样在实测第二级和第一级之间的伸长量后,以便计算出 初始应力的伸长量。 b.第三级到拉至105%设计吨位间的分级次数,可根据设计张拉吨位的 大小、千斤顶的理论伸长量来确定,一般为50%、80%、100%、105%。每 级张拉时应把实际张拉吨位和实际伸长量做好记录,并与理论延伸量做比较 。拉至100%设计吨位后,锚定钢绞线前,应由应力应变进行双控,即实测钢 绞线的伸长量和理论伸长量做对比,若在+6%误差范围内,锚定钢绞线、张 拉结束。否则应检查复核张拉和测量伸长量的过程,找出问题,查找原因。 c.每级张拉时,油泵操作应使应力均匀缓慢上升,油压表不得有大范 围的波动。一般使用不底于1.5 级精度的压力表。千斤顶经标定,理论应力和 实际应力误差不得超过5%。且油压表读数和千斤顶受力应力基本为一条比例 直线。钢绞线张拉到位后,千斤顶回油锁定时也应缓慢均匀下降,不得直接 回零。

(3)孔道压浆
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①、钢绞线张拉完毕后,应立即进行孔道内清洗。 清洗可用高压水或高压风。压浆前用清水冲洗孔道,使之 湿润。检查灌浆孔、排气孔后进行孔道内压浆,为了使孔 道内压浆饱满,水泥浆应按设计要求制备,可掺入不超过 万分之一的膨胀铝粉。水灰比应近可能小,控制在0.40.45之间。若为满足一定的工作性能,可掺入一定量的减 水剂,水灰比可减小到0.35。 ? ②、孔道压浆不能用空气压缩式设备,要用柱塞式 压浆机,应可以连续操作,并能以0.7Mpa的恒压作业, 以防止浆内有气孔或压浆不密实。为使压浆饱满,不掺入 外加剂时,一般采用二次压浆的方法施工。遵循由低往高 压,两头往中间压的原则。

③、压浆后先将两端的锚垫板周围冲洗干净并凿毛, 然后设置钢筋网和浇筑封锚混凝土。封锚混凝土的标号应 符合设计要求。封端混凝土必须严格控制梁体长度。 ? ④、当压入的水泥浆达到设计强度(不应低于30Mpa )后,混凝土构件即可进行起吊运输或安装。 ? ⑤、孔道压浆应填写施工记录。 ?

4)梁体的存放
? 梁体施工完成后由龙门吊移到存梁场地。存梁场地 为经过硬化处理路基,处理方法为将原路基进行再次夯实 、整平,表面用砂石材料进行硬化。存梁时在梁的两端用 方木垫起。利用定型三角架将梁固定。三脚架为Φ50钢管 焊接而成。 梁体堆放时应注意以下几点: ①存放场地应平整压实,不得有积水。 ②梁体应按吊运及安装的次序堆放,并有适当通道 ,禁止越堆吊运。 ③梁体要求必须单层存放。 ④雨季应防止地面软化下沉而造成构件倾覆、折裂 、破坏。

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移 梁


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