装配式建筑工程知识分享：箱梁后张法预应力施工质量控制要点

1 工程概况

我项目部于2010年7月承接了阳泉市泉东路义井河大阳泉桥,为市区南北直通路上的重要桥梁之一,南北长50 m,总宽40 m,为一跨度为19 m的两跨预应力空心板桥,预应力箱梁长20 m,其中边梁单重36 t,中梁单重36 t,共64片。

2 箱梁施工工艺流程

其工艺流程为:施工准备→安装外模→安装钢筋笼→安装金属波纹管→穿钢绞线束→安装端钢模及锚垫板→安装内模→绑扎顶板钢筋→浇筑混凝土并养护→拆模养生→安装工作锚→张拉及锚固→孔道灌浆→切割两端多余钢绞线→安装两端封锚钢模板→浇筑混凝土并养护→吊离台座至现场存放。

3 箱梁模板施工

3.1 底模

1' )对预制场地及底模的要求:箱梁预制场地要平整,有良好的排水系统,底模要坚固,耐周转,几何尺寸符合设计要求,基础顶面光滑平整,两侧顺直,与模板接触效果好。2)底模的制作:为确保底模坚固,在机械碾压后作100 mm厚C15混凝土硬化层,按3 m×22 m做好分格缝,防止变形造成台模的损坏。在预制场内合理安排底模的位置(方便施工、吊运),在箱梁两端部现浇长3 m×0. 5 m的混凝土,防止箱梁张拉时两端受力。用C20混凝土做250 mm厚台模,为防止长裂缝采用通长少量配筋和四周嵌固∠50×5槽钢解决,满铺4 mm钢板,保证表面平整光洁,侧向顺直平整。

3.2 外模

外模板采用5 mm厚的钢板,面板加劲肋及支架均采用55角钢焊接。各块模板之间用螺丝连接。外模与底座之间嵌有橡胶条,以防底部漏浆。底部拉杆每1. 2 m一根,为了保证模板就位后支撑稳固满足受力要求,模板支架每隔5 m设两根可调丝杆作为就位后的支撑。立模时用汽车吊逐块吊到待用处,上紧拉杆及可调螺杆。侧模内侧用砂轮磨光,保证表面光洁度,用棉团对板面进行处理,使板面全部露出光泽,涂油保养。

3.3 内模

内模为胶囊芯模,在施工中应重点控制: 1)胶囊在使用前应充气检验,检查有无漏气、损坏,发现问题应及时修复; 2)胶囊入模时要避免被钢筋、钉子等尖锐物品划伤,特别是检查箍筋的弯钩不能头朝向胶囊; 3)胶囊的充气压力应根据胶囊的出厂说明和承受的混凝土压力来确定,一般约为0. 024 MPa~0. 035 MPa之间,在混凝土浇筑完毕后应随时观察压力表的读数,发现气压下降应及时补压; 4)正确涂刷隔离剂,可以减小胶囊抽出时的阻力,提高胶囊的使用寿命,禁用油性类、有机溶剂等对橡胶具有腐蚀作用的隔离剂,通常采用洗衣粉和滑石粉按一定的体积比加适量水制成; 5)充气胶囊的拆模时间应在初凝后,顶板混凝土保持不塌落即可,一般情况下胶囊拆模时间(小时)=100÷当日平均气温,如果拆模过早会导致顶板塌陷,过晚则胶囊容易和混凝土粘连,导致抽出困难甚至无法抽出; 6)对于达到拆模强度时,胶囊即使不立即完全抽出来,也应拖动出至少30 cm,使胶囊和混凝土完全脱离; 7)使用抽气机可以排净胶囊内空气,有利于胶囊的抽出;8)对于局部粘连无法抽出的胶囊,不要用力硬拉以防拉断胶囊,可采用?6钢筋自一头穿入,再折回使钢筋成U形,找到可能粘连的部位,用钢筋带动胶囊使之脱离混凝土; 9)对于整片板梁顶板超薄小于8 cm的,应予以报废。应沿板梁长方向每500 mm设置一道?8型钢筋,下部固定于主筋上,为保证位置准确,其直径可比板梁空心的直径小5 mm;同时设?8通长纵筋两道与型筋绑扎牢靠; 10)施工中胶囊两侧存在压力差导致胶囊产生偏移。施工时应两侧对称同时振捣,对于板梁高度大于350 mm的,腹板可分两次浇筑,同时放料时应放到芯模中间使其均匀流入两侧腹板,避免产生不对称的侧压,对于局部出现的问题,可进行凿除后,用高一等级标号的混凝土加膨胀剂重新浇筑,并在进行桥面铺装时加密铺装层钢筋。

3.4 封头模板

封头模板采用定型钢模,表面倾角与设计锚垫板倾斜度一致;边跨梁封头模板增加锚具盒模板,锚具盒用螺丝连接在封头模板上,以利于拆除。在端头模板预留波纹管位孔道,施工中应将波纹管伸出端模外,以防混凝土拌合物灌入波纹管内。采用钢模板,形状好、耐周转。

3.5 试拼装

每套模板加工完毕后,在空地进行整根梁试拼装,对不符合规范之处及时修理,校正并编号,以免支设时混淆。

4 钢筋制作安装

1)在工地工棚内将底板、腹板部位的钢筋绑扎,加工成半成品,质量经抽验满足规范要求后,运输至台面安装。钢筋绑扎的原则是:非预应力筋应避开预应力钢筋的位置,细钢筋应避开粗钢筋的位置。2)钢绞线穿束:钢绞线开盘时应顺其自然伸展。在绑扎腹板钢筋的同时应将预应力波纹管固定。3)固定锚垫板。位置应符合设计要求,并连同锚固钢筋、加强钢筋、螺旋钢筋可靠固定在箱梁两端的模板和钢筋网上。

5 箱梁混凝土灌注

箱梁混凝土强度等级为C50,采用商品混凝土泵车入模,坍落度不宜太大,但由于钢筋密,并有波纹管等,也不宜过小,太大则很难消除外表面的气泡、水斑、砂线等缺陷,太小则混凝土密实度很难保证,一般为(100±20)mm为宜;石子粒径大或针片状含量超标,易产生云斑,应严格控制,拌和要均匀。可适当加长搅拌时间,这样可以消除由于外加剂拌和不均匀等原因引起的色斑。混凝土弹性模量一定要满足设计要求,如果偏小,容易使张拉后的拱度超过设计要求,混凝土浇筑采用一次成型工艺,由一端向另一端全断面推进,或者由中间同时向两端推进。同断面浇筑顺序为底板、腹板、顶板分段分层循环推进,在前一段混凝土初凝前浇筑下一段混凝土,段与段之间不产生冷缝。底板浇筑从端头及顶板预留工作孔,用50插入式振捣棒振捣,插点均匀、严密、不得漏振。底板浇筑完成一段后,将芯模部分的活动模板压紧、固定,立即浇筑腹板混凝土。

6 预应力施工重点控制

6.1 钢绞线张拉

1)预应力施工是整个箱梁施工的最后一道工序,钢绞线张拉时混凝土强度必须达到设计强度的90%以上,可通过回弹仪或同条件养护试块推定板梁的实际强度达到要求后方可张拉。2)正确的张拉程序: 0→0.1σK(持荷)→0.2σK→0.4σK→0.8σK→σK→1.05σK(持荷)→σK→锚固。实测伸长值与理论伸长值的差值应控制在±5%以内,千斤顶后严禁站人,以防锚具夹片伤人。张拉操作人员必须经过专业培训,持证上岗,张拉过程中板梁的两端要随时保持联系。发生异常现象时应立即停止张拉,找出原因,处理后方可继续工作。3)锚垫板必须垂直于钢绞线的方向,特别对于斜交板梁,同时钢绞线为曲线设计时要注意:锚垫板的轴线和板梁的长方向轴线要重合,同时其端面要垂直于钢绞线的方向。否则即造成端部混凝土局部受压,很容易压碎而导致板梁报废。4)板梁端部钢筋配置较密,石子不容易漏下去,导致混凝土不密实,为解决这一问题,可在混凝土加密区采用小一个规格的石子配置混凝土,为提高端部混凝土强度应提高一个标号。5)板梁的两端通常要箍紧加密,如果端部钢筋配置不正确,应及时和设计部门沟通,在施工中要保证端部钢筋的混凝土保护层厚度,锚垫板外套螺旋筋位置应准确。

6.2 管道压浆及封端

张拉完毕应及时进行管道压浆,避免预应力钢绞线锈蚀或松弛,以不超过24 h为宜。水泥浆强度与主梁相同。压浆前,用压缩空气清除管道内杂质,排出积水。然后用1∶1的水泥砂浆将出浆端(乙端)锚圈与锚塞之间缝隙堵死,出浆端不安装封闭扣碗。压注水泥浆采用活塞式压浆泵,开车前检查球阀是否损坏,管道是否畅通,并用水在最大工作压力下,检查安装质量。压浆顺序先下后上,从最低压浆孔压入,确保灌浆饱满。自甲端压入水泥浆至乙端,当横梁上设置的检查胶管(补压胶管)溢出浓浆后,依次将检查胶管封死,待乙端溢出浓浆后,将乙端封闭,继续压浆,使油表升至0. 6MPa~0. 8MPa,再封闭压浆端即甲端。水泥浆从拌和至压入管道时间不得大于40 min,压入管道的水泥浆应饱满密实。压浆完毕应彻底冲洗设备和工具。张拉完毕灌浆后,即可用砂轮机切割多余钢绞线,外露长度须大于30 mm。对张拉端及其周围清理干净,对梁端混凝土凿毛,用C50膨胀细石混凝土捣实封堵。

装配式建筑作为一种新兴的建筑施工方法，其很多优点都是传统建筑无法比拟的。因此，在现代建筑业快速发展的时代，我们应该转变观念和思路，投入更多的人力、物力来研究和发展装配式建筑，使其成为现代建筑业发展的主流方向，为现代人们提供更多更好的舒适安全、绿色环保的居住空间，促进现代建筑业的发展。以上内容就是“装配式建筑工程知识分享：箱梁后张法预应力施工质量控制要点”，更多精彩内容可继续关注环球网校!点击下方免费下载，可领取装配式精华考点/课程讲义。