先张法预应力混凝土 ●空 张普静，宫【摘绿色交通 ＬＯＷ ＣＡＲＢｏＮ ＷＯＲｌ Ｄ ２０１７／３ 板施工方法的探讨 俊（中交二航局第二工程有限公司质量检测所，重庆渝中４０００４２） 要】本文主要以广东江门至肇庆公路ＹＩ＃Ｎ，ｇ２ＫＯ＋Ｏ００～Ｋ７５＋１，－００段桥梁工程中先张法预应力混凝土空心板施工方法为例，介绍了先张 法台座制作和受力计算、施工方法及施工注意事项等的探讨。 【关键词】先张法；空心板；施工方法ｉ探讨 【中圈分类号】Ｕ４４５．５７ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】２０９５一－２０６６（２０１７）０８—０２００－ ４３３ 广东省江门至肇庆高速公路位于广东省珠江三角洲西部 地区，起点位于江门市蓬江区境内。终点位于肇庆四会市内， 路线全长１０８ｋｍ 本项目Ｙ１标段的合同任务为Ｇ１一Ｇｌ】标段 的圆管涵、空心板和４、箱粱的预制和安装，其中６ｍ、１０ｍ、 １３ｍ、１６ｍ、ｌ８ｍ和２０ｍ空心板共计５２００片。为了确保预制梁 板构件质量和降低工程施工成本，我部在江门市杜阮镇和高 明区杨梅镇分别设置集中预制场和存梁场 为了方便介绍先 张法预应力混凝土空心板施工方法的详细过程．本文主要以 ２０ｍ跨径的空心板为例．对先张法预应力混凝土空心板施工 工艺及技术要点进行重点阐述 １施工准备工作 １．１预制场地的布置 施工前进行测量放样，场地整平夯实，先铺填１５ｃｍ厚道 渣，后浇筑１５ｅｒａ厚Ｃ２０混凝土，以方便地材的运输 与制梁 台座相对应的位置设临时存梁场，存梁台座采用Ｃ１５混凝土． 断面为２５ｅｍｘ２５ｅｍ．四周设置排水沟．防梁台座泡水产生不均 匀沉降。 每个台座应先单独制作．然后设置预制场内的排水设施 根据实际情况采用砖砌纵向和横向排水沟槽．排水沟槽要与 周围的环境排水系统相连。最终一起进入污水处理池 先张法施工区布置生产线７条。每条线长１１０ｍ：在台座 的左端安装两台７５０混凝土拌合楼配．用于混凝土搅拌：在台 座的两边安装１台１０Ｔ龙门吊，用于起吊模板、钢筋和混凝土 浇筑施工，在台座和临时存梁场的两边安装２台４０Ｔ龙门吊． 用于梁板转移和装车等工作。 １．２张拉台座的设置 张拉台座设计为长线型槽式台座。采用半埋入式．长度为 １００ｍ 纵梁为Ｃ４０级铜筋混凝土，固定横梁和移动横梁均由 工字铜和加固肋板焊接而成：梁片底模全部采用固定式底模， 台座传力柱横截面为６０ｃｍ￣６Ｏｃｍ．联系梁之间的间距为ｌＯｍ 左右：张拉端横梁采用钢筋混凝土结构．截面尺寸为ｂｘｈ＝ ｌＯＯｃｍｘ１５０ｃｍ，为提高张拉端横梁的稳定性。在张拉端横梁下 面浇筑１５０ｅｍ厚混凝土。 为了控制应力空心板梁的几何尺寸及外观，因此在进行 张拉台座底模的施Ｓ－时，对台座的宽度、平整度和直顺度等主 要指标都进行了严格的控制，且底模采用不锈钢底模、平整度 及直顺度控制在３ｒａｍ以内 ｌ－３先张法预制梁台座计算 在施工过程中．预应力作用在端横粱上通过端横梁重新分 布再传受到传力柱中．整个台座受力是复杂．其简化计算如下： （１）横梁与传力柱截面尺寸的差别较大，在计算传力柱的 受力时．将端横梁作为刚性体考虑．所以传力柱的最大受力应 少于预制梁时的最大张拉吨位．计算中将制梁的最大张拉吨 位作为传力柱的控制压力 （２）端横梁受力时，由于其净跨径与梁高相比接近１．０，所 ２００ 以不做其正截面抗弯复核，其抗弯配筋率采用０．２％，主要验 算端横梁的抗剪能力。 传力柱的验算： 设计中传力柱为Ｃ４０混凝土．截面为ｂｘｈ＝６０ｃｍｘ６０ｃｍ． 纵向配筋为８６２５，箍筋６８＠２０ｃｍ，传力柱的横向受力有自 重、地基支承力、联系梁和地模共同作用．由于传力柱纵向受 力来自端横梁，而传力柱截面尺寸远少于端横粱的尺寸．所以 传力柱纵向受力简化为轴心受压构件 Ｎ ＜ ＲａＡ Ｒ ） ＝０．８×０＿９５×（去 ｌ×０＿６×０・６ｘ１０％击ｘ３４０ｘ０－，３９ｘ１１３＇ ） ＝４５８６１９７Ｎ ＝４５８６ｋＮ＜Ｐ 式中：Ａ￣＝８ｘ２．５￣２．５￣３．１４６４＝３９．２５ｅｒａ ： Ｐ＝２０ｘｌ８６０￣０．７５ｘ１４０＝３９０６×１０ Ｎ＝３９０６ｋＮ 张拉端横梁验算： （１）截面尺寸验算：混凝土为Ｃ４０，梁宽ｂ＝１００ｃｍ，梁高ｈ＝ １５０ｃｍ。 Ｑ ＜０．０５１、／Ｒ ｂｈ０ ＝０．０５ｌｘＸ／￣４－０ ｘ１００ｘ１４５ ＝４６７７ｋＮ＞ 配筋：纵向筋共１６６２８；箍筋为６１２，间距为１５ｃｍ。 （２）抗剪强度验算。 Ｑｈｋ＝０．．０３４９ｂｈ０，Ｖ（２＋ｐ）、ｖ／Ｒ ｋＲ ＝０．０３４９ｘ１００ｘ１４５Ｖ（２＋０．２１）ｘＶ＇４０－ｘＯ．００３ｘ３４０ １９６１ｋＮ：＞Ｐ＝２ 式中：Ｐ＝ ｂｘｈ，．， ｘ１００＝０．２１： 缶＝ ＝ｏ－ｏｏｓ。 图１先张区台座制作 １．４张拉设备的选择 结合工程管理经验．根据设计张拉力来选择千斤顶及与 相相配套的油泵和油表。由于施加在梁体上的预应力值的准 ＬｏＷ ＣＡＲＢｏＮ ＷｏＲＬＤ ２０１７／３ 绿色交通 确性对预应力空心板的整体质量至关重要，对此，我们选用广 正式张拉： 西柳州欧维姆公司生产的ＹＤＣ２４９Ｑ型千斤顶，并在张拉前对 千斤顶和张拉油表进行了调试标定。 张拉分级加载．每级荷载值为２０％控制应力。 持荷和锚固： 根据预应力筋类型．选择持续荷载时间大约２ｒａｉｎ，为了预 应力筋完成部分徐舒．完成量约为全部量的２０～２５％，以减少 钢丝锚固后的应力损失 １．５主要原材料规格型号及质量控制 水泥：广州石井水泥公司生产的“石井牌”Ｐ．０４２．５水泥； 外加剂：广州建盛建材有限公司生产的“ＦＤＮ一５型”高效 减水剂： 补足或放松预应力筋的拉力至控制应力。测量、记录预应 钢绞线：江西新华金属制品有限公司生产的 １５．２钢绞 线（ ＝１８６０ＭＰａ，Ｅｐ＝１．９５￣１０ ＭＰａ）； 力筋的实际延伸量．并与理论计算值进行核对，其误差要求 在±６％范围内，符合规定要求后，立即锚固，随后即可进行混 凝土的浇注。 ２．４．３张拉注意事项 钢筋：广州番禺裕丰钢铁有限公司生产的 ６．５、 ８、 １０、 １２、 １６等规格钢筋； 碎石：珠海洪湾石场生产的５～２５ｍｍ碎石； 砂：江门恒辉砂场生产的中砂。 以上材料经检验合格方可进场使用 （１）张拉时所用千斤顶必须保持同步进行，要使横梁保持 平行推移．预应力筋张拉受力均匀。由于部分千斤顶行程有 限．不能满足预应力筋伸长量时，可利用顶铁和顶块对预应力 ２施工工艺的控制过程 ２．１先张法施工工艺流程图 广 两百 ］ 预应力筋制作卜叫支底模或涂隔离剂、安放钢筋骨架或预应力筋 张拉机具标定卜＿——————叫张拉预应力 ———｝ 调整初应力 筋进行二次加栽．即当预应力筋的伸长量达到千斤顶行程的 ２／３左右时．立即将顶铁放入移动横梁与固定横梁之间，打开 回油阀，使千斤顶回油，然后在千斤顶前端加入一定厚度的铜 板作为顸块．继续分级加载拉至控制应力．顶块的厚度以终张 拉时千斤顸行程达２／３时为最佳。 （２）持荷２ｍｉｎ，使张拉预应力筋完成部分徐舒，用以减少 锚固后应力的损失。 （３）补足预应力筋的拉力至控制力，测量并记录预应力筋 一ｒ ｌ——塑［堂—垦— ］ ｌ —堑—塑—堕 — Ｉ堑 １ Ｈｒ Ｉ————牛 垫—垦 １ｌ ’ 的伸长值。核对实测伸长值与理论计算伸长值，其误差控制 在±６％范围内．若不符合规定，应分析查找原因，并及时处理。 （４）及时填写预应力张拉原始记录。 钢筋制作加工集中在钢筋加工棚内进行，加工好的钢筋 应编号分类堆放。钢筋安装绑扎是在钢绞线张拉完成后进行， ２．５钢筋加工、安装 ２．２清理台座 其顺序是先横后纵。在纵向钢筋焊接和绑扎应交错搭配，其比 例不超过５０％。为了保护钢筋保护层厚度，故在模板底板上和 模版内侧交错安放垫块 ２．６模板制安与拆除 梁板外模和芯模均采用定型组合钢模板，尺寸准确，固定 牢固，表面光滑，使用前涂刷脱模剂。根据温度情况，拆除芯模 ２－３钢绞线制作 的一般控制在混凝土浇筑后６～１０ｈ内。 ２．７混凝土浇筑 Ｃ４０粱板混凝土集中拌合．坍落度控制在５０～７０ｍｍ，用 ｌｍ３的料斗盛料由专用轨道滑至龙门吊处，再用１０Ｔ小龙门 吊至相应位置下料浇筑。２０ｍｍ空心板先浇筑底板，然后浇筑 ２．４预应力筋的张拉程序与操作 腹板。最后浇筑顶板．每层浇筑厚度不得超过３０ｃｍ，每一层混 凝土都要将振动棒振捣至表面翻浆停止下沉、不冒气泡为止。 ２．８混凝土养护 为了保证混凝土的水分和混凝土强度。养护采用毡布覆 盖并洒水养护，箱内关水养护。养护时间不得少于７ｄ。 ２．９钢绞线放张 当同条件养护混凝土试块强度达到设计强度的８０％时， 方可进行放张 预应力铜绞线放张采用千斤顶缓慢回油放张， 待钢绞线全部放松以后。使用砂轮切割机从放张端逐次向张 拉端切除多余部分铜绞线 ２．１０移梁、存放 用４０Ｔ龙门吊起吊梁板至临时存梁场。梁片按规格型号、 起吊及安装次序合理堆放 梁板起吊钢丝绳的保险系数应达 到１０倍．在吊起２０～３０ｅｍ后。要检查钢丝绳和障碍物等后继 续提升，前后高差不得超过２％。 ３结束语 在先张法预应力空心板混凝土施工中，张拉台座设计、预 ２０１ 绿色交通 ＬＯＷ ＣＡＲＢ０Ｎ ＷＯＲＬＤ ２０１７／３ 化学灌浆处理公路桥梁桥台不均匀沉降实例分析 吴和才，周 亮（广西交通投资集团柳州高速公路运营有限公司，广西省ｋｇＰ＇）＇Ｉ＇Ｉ市） 【摘要】某公路桥为一长１６ｍ的双曲偏心单孔坡条石拱桥，横跨于－－／ｉ ｘ型冲沟上。东侧桥基为强一中风化钙质泥岩，西侧桥基置于一多期泥石 流堆积体斜坡上（未做特殊处理）。１９９６年建成通车后，１９９７年桥身开始出现裂缝，到ｌ９９９年已发展成为一座危桥，且变形破裂迹象呈进一步 发展的趋势。在这个过程中，为了缓解这一趋势并彻底查清变形破裂成因，以便为危桥的全面整治提供科学依据。先后进行了桥体及周边边坡 变形破裂迹象的调查、桥体三维位移长期监测、桥基灌浆加固及效果检测、周围地质环境勘察以及地质灾害危险性评价等工作。本文在大量勘 察、试验以及监测数据的基础上，运用工程地质的基本分析方法，并引入结构力学理论及断裂动力学理论，对该公路拱桥的变形破裂成因进行 了深入地分析。研究表明，双曲偏心拱的桥身结构不能与周边复杂的地质环境相适应是桥体变形破裂的根本原因。西侧斜坡体侧向主动土压力 和两桥台间的不均匀沉降是拱桥变形破裂的起因和触发因素。而桥面间歇性动荷载作用则是促使桥体已有裂纹进一步扩展的主要原因。针对 桥体的病害原因，为危桥整治提出了将原拱桥桥身结构改为对桥基变形适应性强的桥梁结构，将西侧较软弱的桥基进行灌浆加固。将两桥台用 地梁连接增加桥体整体刚度并在西桥台设置与竖向还原。 【关键词】公路拱桥；变形破裂；双曲偏心拱结构；处理措施 【中图分类号】ｕ４４５．７ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】２０９５—２０６６（２Ｏｌ７】０８—０２０２—０２ 刖矗 公路桥梁在施工过程中或完工后出现桥台不均匀沉降的 充填磨圆较差的粒径为０．２—０．５的角砾，含少量细沙，级配好。 层厚２＿３～３．７ｍ．地基承载力２００ｋＰａ。 病害，造成工程质量缺陷。这种情况主要是地基承载力不足造 成。施工中地质钻探资料不准确，或对地基的处理达不到要 求，均可造成地基承载力不足。施工过程中出现不均匀沉降的 问题．可导致后续工作无法继续进行．严重影响工程进度。而 且，对已经建成部分构筑物拆除，处理好地基后再进行建筑施 （２）粉质粘土：褐黄，不均匀，湿，可塑；土质均匀，含铁锰 质及石英．含２５～３５％强风化砂岩角砾。层厚１０～１２ｍ．地基承 载力７０～１８０ｋＰａ （３）中风化砂岩：岩面新鲜，岩质坚硬。 从上述地质情况可知，桥台地基承载力较弱．承载力最高 ２００ｋＰａ，远远达不到３５０ｋＰａ的要求，这也是是造成桥台沉陷 位移的主要原因 工，不仅影响工程进度，也造成重大经济损失；若不拆除，采用 常规的方法处理地基，费用高，无法将沉陷的建构筑物复位， 仍留下质量缺陷．影响建构筑物的使用功能和工程的竣工验 收 化学灌浆技术中的化学灌浆是一种原位处理基地的施工 方法．采用该技术不仅可以原位处理好地基问题。还可将建构 ３方案设计 采用“化学灌浆”加固龙头岭桥台的软弱地基。在桥台基 础周围钻斜孔．然后采用速凝浆液对桥台基底软弱土体进行灌 筑物抬升复位．恢复其正常使用功能 本文将对化学灌浆处理 浆加固．提高桥台地基承栽力．防止桥台沉陷。具体设计如下： 钟马高速公路龙头岭分离式立交桥桥台沉降的工程实例进行 （１）布孔设计：沿基础周围距离基础边缘０．５ｍ的位置布 分析。 置一排灌浆孔。１号台背部位孔距离为３．Ｏｍ，其余孔距为 １实例概况 钟马高速公路龙头岭分离式立交桥０号台雨季过后遭水 浸泡后出现沉陷位移．且沉陷量不断增大．问题出现４个月 ２．０ｍ，０号台布置５３个孔，１号台布置５０个灌浆孔，布孔图见 图１～２ 后，０号桥台最大沉降量约４５ｍｍ，位移约２２ｍｍ，到问题出现 ８个月后，０号桥台最大沉降量达到８２ｍｍ，位移约６１ｍｍ。该 桥ｌ号台也有类似的情况，病害较轻微，最大沉降量达到 ３８ｍｍ。位移约２９ｒａｍ。上述病害的出现．导致该桥梁后续工作 无法进行，严重影响了工程进度，影响桥梁的长期安全稳定。 ２病害成因分析 钟马高速公路龙头岭分离式立交桥０号台的地质情况依 次为： 图１ ０号台布孔平面图 （２）孔深：奇数序号的孔深穿透硬质物含量为４０％Ｎ杂填 土、卵石及软弱层，到达基岩面；偶数序号的孔增加斜度，使孔 （１）圆砾层：棕色，带角，不均匀，稍密，饱和，包含卵石，圆 砾成份主要为砂岩，亚圆形，含３５％的粒径为４～８ｃｍ的卵石， 底标高比相邻奇数孔高于基础底到基岩面距离的一半。平均 应力筋张拉及放张是至关重要的环节。当然混凝土原材料，钢 ［２］《公路桥涵施工技术规范》（ＪＴＧ／Ｔ Ｆ５０—２０１１）．北京：人民交通出版 社．２０１１．０７． 筋加工和安装、混凝土振捣及养生等各项工艺也要严格控制。 施工中只有掌握规范和熟练的生产工艺，在实际操作中按部 就班，在工艺上循序渐进，才能确保梁板施工过程的安全和粱 板预制质量。 收稿日期：２０１７—３—２ 作者简介：张普静（１９７７一），男，助理工程师，本科，主要从事公 路、桥梁、隧道施工工作。 参考文献 【１］《建筑施工手册》（第四版）缩印本．北京：中国建筑工业出版社，２００３ ２
