先張法預應力混凝土空心板施工工藝

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某高速公路北段第五合同段共有20m先張法預應力空心板439片，均在預制場預制。預制梁長19.96m，梁高90cm，板寬143cm，砼設計標號為40MPa，預應力鋼筋采用270級φj15.24鋼絞線，標準強度Ryb=1860Mpa，彈性模量Ey=1.95×105Mpa，單束張拉控制應力為195.3KN，每片梁有16根鋼絞線。
    1  預制場布置
    預制場布置在國道206東側，鮑集互通立交區(qū)內，長220m，寬35m，設4個梁板預制臺座，5個存梁場，1個鋼筋骨架綁扎場及木工房、鋼筋加工房、水泥庫、發(fā)電機房等。場內設有1臺貝雷桁架拼成的50t自行式龍門吊，為梁板的預制及吊運、裝車服務。1臺拌和能力為25m3/h的混凝土拌和站。混凝土采用翻斗車運輸，具體見表1。
    1.1張拉臺座
    (1)張拉臺座設計為長線型槽式臺座，長度為85m。傳力柱和抗力墩整體參加受力而臺座不受力，所以它必須有足夠的強度和剛度。臺座剛度對預應力影響較大，若剛度不夠，臺座變形較大，預應力損失就會較大。因此要求在梁板預制前在臺座放入鋼絞線，對張拉臺座及橫梁進行荷載試驗，滿足要求才能使用。經驗算采用尺寸為傳力柱邊柱寬35cm、高55cm，中柱寬60cm，抗力墩埋深150cm，抗力墩張拉端及錨固端都布設鋼筋，其余為C30素砼。傳力柱軸線與鋼絞線在同一平面內，使傳力柱為軸心受壓構件。張拉端及錨固端部預埋δ=16mm的鋼板，以使應力分散。張拉臺座橫斷面圖如圖1。
   (2)臺座底模的優(yōu)劣直接影響著預應力空心板的幾何尺寸及外觀，所以在進行張拉臺座底模施工時，必須嚴格控制其寬度、平整度和直順度。寬度控制在1430mm，平整度及直順度控制在3mm以內，采用水磨石底模。
    1.2張拉機具的選擇和使用
    根據(jù)設計張拉力的大小選擇千斤頂?shù)膰嵨?、行程以及與之相配套的高壓油泵和油表。由于施加梁體上的預應力值的準確性對預應力空心板質量的影響至關重要，所以張拉機具進場之前，必須由有資格的檢測單位進行千斤頂和油表的校驗。張拉機具必須要由專人操作使用。
     2 原材料質量控制及混凝土配合比要求
2.1砂、石料、水泥的質量控制
(1) 砂
采用河南淮濱砂，檢測結果見表2。
(2)石料
采用符離集石料，檢測結果見表3。
(3)水泥
采用巢湖水泥廠“巢湖”牌42.5級普通硅酸鹽水泥，檢測結果見表4。
經檢驗合格后才能進場的砂、石料，必須分存堆放在已經硬化的硬地上，并且掛牌注明產地、規(guī)格，不得直接置于土地上，以防污染。水泥必須用倉庫存放，且有防潮防水措施。
2．2鋼筋及預應力鋼材的質量控制
熱軋鋼筋采用首鋼和馬鋼生產的，預應力鋼絞線采用江陰法爾勝鋼鐵制品有限公司的。所有鋼筋及預應力鋼絞線進場時必須有出廠合格證、產品質量證明書，并進行外觀檢查。鋼絞線要逐盤檢查，進行外觀檢查，表面不得有裂紋、毛刺、油污、銹蝕、機械損傷等缺陷。鋼筋進場時，每20t為一批；預應力鋼絞線每60t為一批，進行取樣驗收試驗，經檢驗合格后，方可使用。其機械性能分別按GB  1499-98和GB  5224-95執(zhí)行，鋼筋及預應力鋼絞線必須入棚，貯存于地面以上0.5m的平臺、墊木或其他支承上。
2．3外加劑
外加劑使用必須經過省指中心試驗檢驗。性能符合要求，才能使用，且外加劑摻量必須嚴格控制。施工選用的是山西黃河化工有限公司UNF-2C緩凝高效減水劑，每盤混凝土所用外加劑應事稱量備好，專人負責添加。要求外加劑專庫存放。
2．4混凝土配合比的要求
水灰比為0.41，水泥用量為440kg/m3，5~10mm碎石摻量按35%，10~30mm碎石摻量按65%，外加劑按水泥用量的3%，坍落度按3.0~5.0cm控制。
  3 鋼絞線伸長值計算
(1) 依據(jù)臺座具體形式及鋼絞線錨固形式，計算下料長度為：
下料長度L=傳力柱長+鋼橫梁寬-1.20
=85+0.60-1.20
=84.4m
設計圖紙規(guī)定單束張拉控制力為195.3KN,則各階段的張拉力為:
初始應力  0.1δcon：0.1×195.3=19.53KN
δcon  ：  195.3KN
1.05δcon  ：205.065KN
(2)根據(jù)公式ΔL=ΡL/AypEyp，(式中:L=84.4m，Ayp=140mm2，Eyp=1.95×105N/mm2)
計算各階段張拉中鋼絞線的伸長值：
結果為：0.1δcon時:ΔL1=60mm
δcon時:  ΔL2=604mm
1.05δcon時:  ΔL3=635mm 
則鋼絞線在控制應力時的量測伸長值:
ΔL=ΔL2-ΔL1=544mm
鋼絞線在1.05δk時的量測伸長值: 
ΔL=ΔL3-ΔL1=575mm
  4預應力空心板施工工藝
4．1施工步驟
(1) 準備好經校驗的張拉機具
施工現(xiàn)場應具備經監(jiān)理工程師批準的張拉程序、步驟、現(xiàn)場施工說明書及能夠正確操作的施工人員。施工現(xiàn)場具備確保全體操作人員和設備安全的必要的預防措施，實施張拉時，應使千斤頂?shù)膹埨ψ饔镁€與鋼絞線的軸線重合一致。
(2) 清理臺座 
本先張法底座為水磨石，張拉鋼絞線前應先將臺座上的塵土和磨制過程中的砼粉沖洗干凈，以免影響涂刷隔離劑。
(3) 涂刷隔離劑
在清理好的臺座上用毛刷涂刷隔離劑，一般要2~3遍，且要涂刷均勻，防止底座與梁體粘連，造成底座損壞。
(4) 鋼絞線的制作與安裝
○1鋼絞線放置在錨固端，底部放在鋼架上，置于砼平臺上。
○2用切割機下料，依據(jù)現(xiàn)場條件，鋼絞線下料長度為84.4m，誤差控制在L/5000以內。
○3鋼絞線下料完畢，放置在槽內臺座上，并用鋼筋架起，防止鋼絞線下垂。
○4放置預應力失效隔離套管，等張拉完畢后，定位套管，并把套管口封死，防止水泥漿進入套管內。
○5裝設張拉設備，準備預張。
(5)預張拉調整初應力
現(xiàn)場施工采取預應力鋼絞線整體同時張拉，因此張拉前必須調整初應力。其值取控制應力的10%即19.53KN；調整初應力時用25T千斤頂一根一根的張拉，使鋼絞線應力都為19.53KN。初張拉結束后，應仔細檢查每根預應力筋的位置，是否與設計位置相符，否則應重新調整。
(6)鋼絞線的張拉
○1預張拉結束后，對千斤頂錨固端、前后鋼橫梁作一次詳細檢查。若一切正常，則開始預備張拉，張拉時用2臺300T千斤頂，2臺油泵供油，使2臺千斤頂同時啟動，千斤頂頂推前橫梁，千斤頂通過絲杠帶動后橫梁，使鋼絞線被張拉。張拉前在鋼絞線上作一記號，作為測量伸長量的參考點。
○2張拉程序
0→初應力0.1δcon→1.05δcon(持荷2min)  →0→δcon(錨固)。
○3初張拉結束后，安置好千斤頂進行張拉。張拉過程應勻速，兩油泵壓力表同時起動，且每隔5Mpa油泵暫停供油，測量鋼絞線伸長量是否一致，前后橫梁是否保持平行，否則進行調整。在張拉過程中，抽查預應力鋼絞線的預應力值，其偏差的絕對值不得超過按一個構件全部預應力總值的5%，這項工作應重復進行。當應力達到1.0δcon時，測其伸長值，如果差值超過±5%時應停止張拉，查明原因后，再進行張拉，當達到1.05δcon時，測其伸長值，并持荷2min。
○4當超張拉結束后，放松至零，再張拉到δcon，測其伸長量。若合格，用扳手帶好螺母進行錨固在前橫梁上。再回油，使千斤頂復位。
○5張拉時，注意檢查鋼絞線是否產生滑絲、斷絲現(xiàn)象，如有則停止施工，進行更換。
○6張拉完畢后，檢查鋼絞線的位置是否與設計位置一致，最大偏差不大于5mm。
○7以上各工序都在監(jiān)理工程師的監(jiān)督下進行，只有在監(jiān)理工程師檢查確認許可后，方可進行下一步工序的施工