关于预制梁的工艺.docx

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关于预制梁的工艺

南京交通职业技术学院

毕业论文

专业：

道路与桥梁施工技术

班级：

05213学号：

33

姓名：

张正涛

指导老师：

龙兴灿

实习时间：

2008年2月至2008年5月

公路工程系

目录

摘要1

1前言1

2　先张法预应力空心板梁预制施工1

2．1　施工准备1

2．1．1　台座设计——槽式台座1

2．1．2　张拉设备2

2．1．3　模板2

2．2施工要点及工艺流程2

2．2．1　清理台座2

2．2．2　预应力钢筋的制作3

2．2．3　张拉及张拉控制程序3

2．2．4　钢筋制作与安装4

2．2．5　混凝土配合比设计4

2．2．6　预制混凝土及混凝土工作4

2．2．7　拆模5

2．2．8　预应力筋张拉力的放张5

2．2．9　混凝土养生5

2．2．10　移梁5

3质量保证措施6

3．1　施工准备阶段6

3．1．1　模板6

3．1．2　钢筋6

3．1．3　混凝土6

3．2　施工工程阶段6

3．2．1　充气胶囊的安装6

3．2．2　钢筋的搭焊6

3．2．3　混凝土的振捣6

3．3　加强原材料检验7

4结束语7

5致谢7

参考文献7

先张法预应力空心板梁预制

施工工艺及质量控制

摘要：

先张法预应力空心板梁在公路桥梁中被广泛应用，原因在于它自重小，承载能力强，施工方便快捷，便于集中预制。

但由于预应力施工工艺相对较复杂，专业性强，实际施工中，因施工队伍经验不足、素质不高，导致预应力混凝土梁板在施工中出现的梁端顶底板纵向裂缝、锚下混凝土碎裂、梁体侧弯、起拱过大及预应力损失过大等质量缺陷，因此混凝土梁板预制的质量控制也显得尤为重要。

关键词：

先张法、预应力空心板梁、施工工艺、质量控制

1、前言

自然和谐的桥梁结构是高速公路优美景观的画龙点睛之笔,由于预应力混凝土空心板梁具有建筑高度低、结构的安全性和耐久性高,构造简单、构件轻巧,适于工厂化、标准化施工,可缩短工期,节省投资等优点,因而受到参建各方青睐,在高速公路桥梁工程设计施工中得到广泛应用。

桥梁工程是高速公路的重头戏,而空心板梁预制又是桥梁工程中的重点,因而混凝土梁板预制质量的好坏将直接影响到高速公路创精品工程目标的实现。

本人根据实习经历简要说明先张法预应力混凝土空心板梁的预制施工工艺及质量控制。

2、先张法预应力空心板梁预制施工

2．1施工准备

2．1．1台座设计——槽式台座

张拉台座是先张法施以预应力的主要设备，它承受预应力筋在构件制作时的全部张拉力。

张拉台座必须具有足够的强度和刚度，其抗倾覆安全系数应≥1.5，抗移系数应≥1.3。

同时固定横梁与活动横梁必须有足够的刚度，受力后挠度应不大于钢梁的最大挠度。

先张法是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构件的施工方法。

在经济效益上，先张法施工可节约后张法施工所消耗大量预应力锚具、波纹管等材料，经济论证先张法台座适合大型预制场，或大型桥梁板梁用先张法施工，可大大节省工程成本。

先张法台座按构造形式分为框架式、槽式、墩式。

应用槽式台座生产预制空心板梁，槽式台座主要结构部分包括：

台面、传力柱、横系梁、横梁

2．1．1．1台面：

使用整体式现浇混凝土台面，全长90米，它是预制梁板的底模，为保证空心板梁底部光洁平整，在混凝土底模上铺设5mm钢板。

2．1．1．2传力柱：

主要是承受张拉预应力钢绞线过程上全部的张拉力，设计建造时为保证变形小、经济、安全和操作方便，用钢筋混凝土浇筑而成。

2．1．1．3横系梁：

是将预应力筋张拉力传给传力柱的主要构件，用钢筋混凝土浇筑而成，有足够的刚度。

2．1．1．4横梁：

将张拉力传递给传力柱，是承担整个张拉力的构件。

采用钢板焊接而成。

2．1．2张拉设备

千斤顶：

300吨千斤顶两台，用于预应力钢筋的整体张拉，最大行程为600mm，额定压力50Mpa，张拉面积61544m2，外型尺寸ф325*800，初应力阶段用小千斤顶进行，实际张拉最大吨位21吨，均需校验。

2．1．3模板

模板由底模、侧模和胶囊内模三部分组成

2．1．3．1底模：

为保证空心板梁底部光洁平整，在混凝土台面上铺设钢板形成底模；

2．1．3．2侧模：

侧模采用定型钢模，在两端设计位置距模顶垂直距离，设计梁板高度，处理焊接锚栓孔钢块以支于底模上，从而确保梁体高度为设计值，钢模具有足够的强度、刚度和稳定性。

能承受施工过程中的各项荷载，模板表面光洁无变形。

接缝严密，不漏浆，从而确保板梁各部形状，外观平整、光洁、符合规范要求，浇筑混凝土之前，模板涂刷脱模剂采用统一品种，不使用易粘在混凝土或使混凝土变色的油料。

2．1．3．3胶囊内模

根据梁的长度使用胶囊芯模两套，为防止胶囊上浮和偏位，根据图纸要求布置固定钢筋。

胶囊在使用前认真检查，防止漏气绑扎钢筋的铁丝弯向内侧，防止扎破胶囊。

每次浇筑前用滑石粉加水拌和均匀涂抹于胶囊表面，以利于胶囊脱模抽出。

使用后，将其表面的水泥浆清洗干净，防止日晒及油、酸、碱等有害物质损蚀。

从开始浇筑混凝土到胶囊放气时止，充气压力保持稳定。

胶囊放气时间根据混凝土终凝且构件不变形来确定，放气后的胶囊及时从梁洞中抽出清理准备下次使用。

2．2施工要点及工艺流程

工艺流程（见先张法预应力空心板梁施工工艺框图）

清理台座→钢绞线下料、编束、穿钢绞线→预张拉→绑扎钢筋→立模→浇注混凝土→充气橡胶芯模的安放与抽拨→拆模→预应力筋张拉力放松→混凝土养生→移梁

2．2．1清理台座

清理台面和涂刷隔离剂清除台面的混凝土渣和其他钢筋之类的杂物,保证施工场地的整洁。

清理底模上的积水、混凝土渣，然后均匀涂刷隔离剂确保梁板底面不与底模连接，保证梁板底面的光洁度，而不因梁板底面与底模连结摩擦过大引起底模钢板在张拉过程中变形凸起。

2．2.2预应力钢筋的制作

下料：

先张法预应力空心板梁；10M、13M和16M采用фj12.7mm，20M、25M采用фj15.24mm钢绞线，下料前先做原材料的冷拉试验，确定其冷拉伸长率和弹性回缩率等值，钢绞线下料长度根据台座长度和梁长采用下料长度为83.9m。

下料时首先将钢绞线拉直，然后用钢尺量测后进行下料。

下料在平直的场地进行，用砂轮机切割，切割点两侧各5cm处用铁丝绑扎紧，避免钢绞线切割后散头，钢绞线采用人工入模，穿束的顺序由里向外。

每根钢绞线两端要做出记号、编号，穿束后即可穿塑料管。

张拉前准备：

张拉机具与锚具配套使用，在进场时均进行检查和校验，千斤顶与压力表配套校验，并由专人使用和管理。

张拉使用张拉盒固定钢绞线整体张拉，为确保按照设计规定的钢绞线间距，在张拉盒上设置孔位间距为5cm，同时兼顾保证下层和最外侧钢绞线的混凝土保护层尺寸。

在台座张拉盒上安装钢绞线，将钢绞线穿过孔位用夹具固定在张拉盒上。

每隔2m设置一块木条防止钢绞线到底板面上的隔离剂，避免粘污钢绞线从而降低钢绞线与混凝土的握裹力，保证应力不受损失。

钢绞线的控制张拉力由钢绞线张拉控制预应力与面积乘积来确定，即1339Mpa。

对于张拉设备的各个部位在张拉前仔细检查，保证在一切无误的情况下开始张拉。

2．2．3张拉及张拉控制程序

由于所用的钢绞线为低板弛钢绞线，预应力筋的应力松弛损失较小,我们采用张拉程序为:

0→15%бK（初应力）→100%бK→100бK（锚固），初应力阶段的目的是为了使每根预应力钢筋的受力相同，采用小千斤顶从中间向两端依次单根张拉，整个张拉采取预应力双控制的方法，预应力空心板梁张拉控制应力

бK=0.72*Rby

=0.72*1860

=1339Mpa

单根钢绞线伸长量根据公式△L=PL/EgAy其中：

P-预应力钢筋的张拉力，（N）

L-预应力钢筋的长度，（MM）

Eg-预应力钢筋的弹性模量，（Mpa）

Ay-预应力钢筋的截面积，（MM2）

计算出，由于各批钢绞线的弹模各不相同，因此使用不同弹性模量钢绞线时要按各批次钢绞线的弹性模量重新带入计算，张拉分步进行，整个应力控制程序为：

0～15%бK（初应力）～100%бK（持荷2分钟）～100%бK（锚固）。

张拉时，台座两端不得站人，操作人员要站在放在台座侧面的油泵外侧进行工作，以策安全，钢绞线拉到张拉力后，静停5～6分钟，待稳定后量出伸长值参照计算值，再行锚固。

钢铰线先张法实测项目

项目

规定值或允许偏差（mm）

镦头钢丝同束长度相对差

L＞20m

L/5000及5

20≤L≤6m

L/3000

L＜6m

2

张拉应力值

符合设计要求

张拉伸长率

符合设计规定，设计未规定时6％

同一构件内断丝根数不超过钢丝总数的百分数

1％

2．2．4钢筋制作与安装

2．2．4．1钢筋在钢筋制作工棚内下料弯制，现场绑扎。

钢筋绑扎严格按规范进行，在钢绞线穿好后，严禁钢筋在台座上电焊或焊接，以避免损伤钢绞线。

主筋及其他焊接的钢筋采用双面焊，焊接质量严格按照规范要求进行。

2．2．4．2对进场的钢筋，做到按不同品种、等级、规格进行分类堆放，并在其底部用木方下垫，上部加以遮盖，避免钢筋在储存过程中锈蚀、污染。

同时对每批钢材均进行抽样自检，并附以出厂合格证明书，坚决杜绝不合格产品进场。

2．2．4．3钢筋除锈时，做到不使用化学酸洗，并确保除锈后的钢筋表面不带有油渍、漆皮、鳞锈、污泥等杂物，用冷拉方法调直钢筋时，确保Ⅰ级钢的冷拉率不大于2%，Ⅱ级钢的冷拉率不大于1%。

2．2．4．4制作完成之后，按照设计图纸进行钢筋安装；在张拉台座底模脱模剂完成之后先进行底板钢筋安装，然后进行钢绞线的安装；钢绞线安装完成之后，再进行其余钢筋的安装。

为使张拉锚固标准化、规格化。

预应力钢筋间距均为5厘米的倍数。

钢筋的绑扎工作应在张拉结束8小时后进行。

2．2．5混凝土配合比设计

采用P.042.5Mpa优质普通硅酸盐水泥，粗骨料采用质地坚硬，级配良好最大粒径不超过4cm的碎石，优先选用以火成岩为主，并对分批进场者实行分开堆放，坚持每批抽样自检，同时对堆放场地预先硬质化处理。

细骨科采用坚硬、洁净不含有害混凝土的物质,且细度模数符合要求的中砂；水采用洁净的河水,减水剂采用JM-A型减水剂,不含氯盐及加气剂,减水剂用量为水泥用量的0.6%，减水率为20%,再经试验验证确定。

所采用的外加剂，必须是经过有关部门检验并附有检验合格证明的产品,其性能符合外加剂标准的规定,使用前复验其效果,使用时应符合产品说明及规范关于混凝土配合比的拌制、浇筑等各项规定以及外加剂标准中的有关规定。

配合比经计算和试配选定，符合混凝土的各项技术指标，拌制时根据天气情况及冲洗与否经常测量原材料含水量调整实际施工配合比，以达到拌和物的和易性和坍落度的要求，保证混凝土的质量。

2．2．6预制混凝土及混凝土工作

预应力梁的混凝土工作，因标号较高而在配料、制备、浇筑、振捣和养护方面严格要求，配料前先检测原材料的含水量，调整实际施工配合比严格控制外掺剂的用量确保混凝土的和易性和坍落度。

此外，台座内每条生产线上的构件，其混凝土一次连接浇筑完毕，振捣时，两侧同时振捣，防止充气橡胶芯模左右移动，避免碰击预应力筋和芯模，采用插入式振捣器时，移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模保持5-10距离，插入下层混凝土5-10cm对每一振动部位，必须振动到该部位混凝土停止下沉不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆为止。

为使桥面铺装与预应力空心板紧密地结合为整体，预制板顶面进行拉毛，垂直于跨径方向划槽，槽深5-10mm每延米桥长不少于10-15道。

调整好绞结和毛勒筋或桥面连接段的位置尺寸。

为准确实际反映梁体混凝土强度，我们按规定每工作台班随机抽取混凝土制作三组混凝土试块，另制作一组同期养护用于放张。

2．2．7拆模

当混凝土终凝成型后，方可拆除侧模，拆除后的模板及时清理表面混凝土，在模板表面均匀涂抹脱模剂，便于下次使用，拆模后及时对梁体尺寸进行检测，长度、高度、宽度以及梁体表面水泡情况，有无破损、裂缝。

橡胶内模放气时间与气温有关，通过时间确定，一般以混凝土抗压强度达到0.4~0.8Mpa时为宜。

抽拔时不得损坏混凝土。

抽拨时间可参照抽芯时间参考表

抽芯时间参考表

抽芯时间的参考计算表达式

抽拨时间参考公式

抽拨胶囊参考时间

H=100/T,式中H—混凝土浇筑完成至抽拨胶囊的时间

T—构造物所处环境的温度

环境温度T℃

抽拨胶囊时间H（h）

>30

3~4

20~30

3~5

10~20

5~8

<10

8~12

2．2．8预应力筋张拉力的放张

预应力筋的放张是先张法生产中的一个重要工序，放松方法选择得好坏和操作是否正确,对构件的质量都有直接的影响。

预应力筋的放松待养护达到标准标号的90%以上方可进行,放松过早会使较多的预应力损失（主要是收缩，徐变损失）,或因混凝土与钢筋的粘结力不足而造成预应力筋弹性收缩游动和在构件端部出现水平裂缝的质量事故；放松过迟，影响台座和模板的周转，为此放松操作不得过快尽量使构件受力对称均匀，待预应力筋被放松后，切割每个构件端部的预应力钢筋，对于预应力筋放松我们采用千斤顶重新伸到能扭松固定螺帽时止，随着固定螺帽的扭松逐渐放松千斤顶，让钢筋慢慢回缩。

预应力筋放松后及时检测梁跨中的反拱值。

2．2．9混凝土养护

梁体混凝土从拆模后就进入养生阶段，用麻袋覆盖其表面，不间断的洒水。

保证梁体表面湿润，梁洞内采取封头蓄水法，在两端用混凝土围住蓄积一定量水，保证梁体每个部位都不会因缺水而影响梁混凝土强度增长。

2．2．10移梁

2．2．10．1由于空心板梁自重大，采用龙门吊进行大梁出坑，配以轨道平行纵向运输，再由龙门吊堆放到位。

吊装过程遵循“慢、稳、轻”的操作原则，“慢”即大梁起身慢，平车。

“稳”即大梁空心横移稳，龙门纵向移动稳。

“轻”即大梁就位轻。

2．2．10．2大梁出坑后，将其横向移至轨道平车上固定好，运输到堆放现场后，用龙门集中存放梁。

在大梁支点处设备混凝土底座，并保证底座有足够强度，支点处地基有足够的承载力，堆积高度不超过三层，以防支点下沉。

2．2．10．3大梁运输时，先在龙门拎起梁装上平板运输车，以防梁体发生倾斜、滑动或跳动现象，大梁在出坑和吊装过程控制中，遵循“慢、稳、轻”的操作原则，以保证运输到施工场地的安全（用吊车安装到位）。

3、质量保证措施

随着先张法预应力空心板梁在公路桥梁工程中的广泛应用，其预制施工质量控制也显得尤为重要。

本人觉得应从施工准备阶段、施工过程阶段及原材料试验等三方面着手，强化质量意识，坚持按图施工，按规范要求施工。

3．1施工准备阶段

3．1．1模板

3．1．1．1模板必须打磨干净，控制表面平整度，板面和板侧挠度。

3．1．1．2模板表面绝对不允许刷废机油，脏脱模剂。

3．1．1．3充气胶囊在使用前仔细检查，不得漏气。

3．1．2钢筋

3．1．2．1钢筋表面应清洁，使用前将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。

3．1．2．2钢筋应平直，无局部弯折。

3．1．2．3钢筋焊接前，必须进行试焊，合格后方可进行正式施工，焊工必须具有上岗证。

3．1．2．4所使用的钢筋焊必须是试验室经过试验后合格的钢筋。

3．1．2．5现场堆放的钢材必须覆盖好，且应挂好标识牌

3．1．3混凝土

3．1．3．1择优定点采购,采用优质普通硅酸盐水泥，粗骨料采用质地坚硬,级配良好最大粒径不超过4cm的碎石，优先选用以火成岩为主,细骨科采用坚硬、洁净不含有害混凝土的物质

3．1．3．2水泥堆放必须防止受潮,所有骨料干净无杂物。

3．2施工工程阶段

3．2．1充气胶囊安装时检查钢筋头。

从开始浇筑到胶囊放气时，充气压力必须始终保持稳定。

3．2．2钢筋搭焊必须满足规范及设计要求。

绑扎钢筋时控制好尺寸位置，严重控制在允许偏差范围内。

3．2．3混凝土振捣时不得碰到钢筋，每一部位振捣密实。

3．3加强原材料检验

水泥、钢材等原材料采用合格厂家产品，取样检验合格后方可进场使用，锚具必须是合格制品，不得有伤痕、锈蚀、尺寸不得超过容许偏差，进场是分批检验，钢筋表面洁净，使用前应将表面油渍漆皮，鳞锈等清除干净。

4、结束语

先张法预应力空心板梁预制施工有很多优点，但由于施工工艺复杂，专业性强，质量缺陷也将伴随着出现。

因此我们一定要在把握好施工工艺的同时，严格控制质量，发现问题及时采取措施处理。

参考文献：

（1）全国监理工程师培训教材编写委员会编。

工程建设质量控制[M]。

中国建筑工业出版社，2000.

（2）JTJ041-2000.公路桥涵施工技术规范[M]。

人民交通出版社，2000.

（3）王江龙浅谈先张法预应力空心板梁预制厂通用设计施工

（4）筑龙网

（5）金堰交通《231省道20m空心板梁开工报告》2006

先张法预应力空心板梁施工工艺框图

底板清洗刷油

穿预应力钢绞线

张拉并锚固

砂石原材料检验

钢筋原材料检验

钢筋骨架制作

砼配合比试验

安设模板

砼拌和及运输

浇筑底层砼

穿芯模充气

制作砼试块

浇筑侧顶砼

养生

钢绞线放松切割

测定砼试块强度

运输安装

养生