后张法预应力箱梁施工

装配式预应力混凝土箱梁作为桥梁的主要外露承重构件，其内在和外观质量在桥梁施工中尤为重要。影响预制箱梁质量的主要因素有：原材料质量，施工工艺，操作人员的责任心等。由于设计箱梁的跨度大、配筋密、混凝土厚度薄，稍有不慎极易出现施工缺陷，因而研究改进预制箱梁的施工工艺很有必要。现将对底胎膜、钢筋工程、模板工程、混凝土工程以及预应力等施工工艺进行介绍。 １ 底胎膜制作 1.1对底胎膜的关键要求

应当坚固、无沉陷变形、耐周转，适当设置箱梁的反拱度值，顶面平整光洁，侧面顺直，止浆效果好。 1.2几种底胎膜的比较

1.2.1钢筋混凝土底模：地坪上做不小于２０ｃｍ厚的钢筋混凝土底胎膜，顶部做３ｃｍ厚的水磨石，墙包底结构。这种底模缺点：施工难度较大，未解决好两侧漏浆问题，而且由于长期周转使用后水磨石顶面会产生裂缝，会映射到箱梁底面，水磨石表面一旦损坏修补困难。优点：造价低廉。适用于地基强度很好，箱梁数量较少的情况。 1.2.2改进的混凝土底模：地坪上做不小于２０ｃｍ厚的混凝土，原浆压抹光滑，铺设0.6～1cm厚的钢板作为面板。沿箱梁长度方向每１ｍ预留一个对拉螺栓孔。浇筑混凝土时在底胎膜两侧各埋设一条５ｃｍ槽钢，两道槽钢之间要每隔1m焊一根钢筋，起连接和固定槽钢用，槽钢内设橡胶条，墙包底结构。这种底模平整度好，侧模与底模之间止浆效果好，易拆装，耐周转，且成本不高。

显然，第二种底模为较佳方案。但要注意以下几点：底胎膜顶必须平整光洁，侧面必须顺直、平整；底胎膜必须利于箱梁吊装，设吊装孔，在底胎模两个端头处要设置钢筋混凝土的扩大基础，以承受箱梁张拉起拱后集中应力。 ２钢筋工程 2.1钢筋加工

钢筋工程的特点是钢筋密、预留多、弯曲多，施工要求高。钢筋加工形状、尺寸应严格按设计图纸执行，标准弯钩应严格执行规范。

2.2钢筋安装工艺流程

绑扎底板和腹板钢筋——布波纹管——安装侧模、芯模——绑扎顶板钢筋

2.3钢筋安装操作要点

2.3.1在底胎膜外侧边口用油漆标出箍筋位置，这样既保证质量，又方便施工。 2.4钢筋保护层

由于使用方型垫块容易在梁外侧垫块四周出现整块的印痕，影响外观质量，应采用圆柱、半圆柱垫块可消除印痕。 ３模板工程

模板要求保证必要的强度、刚度和稳定性，能可靠地承担施工过程中的各项荷载，保证箱梁几何尺寸符合设计要求。模板分块应当结构合理，装拆方便，模板表面应光洁、无变形，接缝严密不漏浆。内模定位应准确、牢固，不得有错位、上浮、胀缩等现象。外模挠度≤１－４００Ｌ，内模挠度≤１／２５０Ｌ，Ｌ＝模板两支点距离；钢模板的面板变形小于1.5ｍｍ。 3.1外侧模

箱梁外侧模采用大型定型钢模板，每３ｍ长一段，模板支架采用型钢焊接。为了保证外侧模的表面光洁度，对外侧模表面进行以下处理：

１使用前铲除芯模板表面的氧化物； ２用砂轮手工磨光；

３用洗衣粉擦洗表面粉尘、污物，待干透后用麻袋片对板面进行抛光处理，使板面全部露出光泽； 3.2芯模

3.2.1芯模材料选择

为了保证箱梁几何尺寸准确，芯模必须有足够的刚度；为了既保证质量，又能周转使用，同时有利于抑制上浮，经综合比较，采用钢结构组合模板作芯模，使用效果较好。 3.2.2分块

由于箱梁顶板混凝土施工以后，仅有梁的两端可以畅通，因此要

求芯模可拆成多个小片从两端取出。 3.2.3防止芯模上浮

芯模上浮是箱梁施工中常遇到的问题，它严重影响构件的截面尺寸，采用在芯模顶部施加一组垂直压力的方法，防止芯模上浮。即：在横向槽钢上栓接钢管，钢管抵在芯模顶板上，槽钢两端用紧固螺栓拉结在两侧外模钢支撑上，两侧外模钢支撑与底模固定。 3.2.4防止芯模的左右位移

为了固定芯模使其不偏移轴线位置，采用高强混凝土块和木方将芯模与外侧模顶牢，在浇筑混凝土时将木撑逐步拿走。或焊接与腹板尺寸相同的定位钢筋来固定芯模。 3.2.5芯模的底板采用活络板

将芯模的底板做成分块活动板，浇筑底板混凝土前将底板掀起，待浇筑完底板混凝土后，将芯模底板放下，固定后，接着浇筑腹板混凝土。未采用活络板时，如果施工工艺安排不当，底板与侧板之间会产生冷缝，影响箱梁的整体性。采用活络板后，就可以将钢筋、模板全部安装好，一次性浇筑混凝土，这样既可保证混凝土的质量，又大大提高工效。 3.2预留钢筋处的模板

箱梁翼缘板、端头及工作孔有许多外伸钢筋或预埋锚垫板，这些部位的模板定位和止浆处理对箱梁的质量也不可小视。 3.3.1翼缘板侧模

翼缘板外侧钢筋根数多、密度大，可采用定型橡胶带留齿口的方法固定钢筋，橡胶带有很好的止浆效果，还可以周转使用，这种工艺比钉木板条、海绵堵塞的工艺优越得多。在橡胶带外侧再用木板条或钢模支撑，保证侧边位置不变形。 4混凝土工程 4.１混凝土配合比

4.１.１箱梁混凝土坍落度不宜大，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７～９ｃｍ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。

4.１.２搅拌要均匀。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。

4.１.３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。

4.２混凝土浇筑混凝土浇筑采用一次成型工艺，由一端向另一端阶梯形全断面推进。同断面浇筑顺序为底板、腹板、顶板，分段分层循环推进，每段约３ｃｍ长，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。 4.２.１浇筑底板混凝土

底板浇筑从端头及顶板预留工作孔下灰，用30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。 4.２.２腹板混凝土浇筑

腹板混凝土浇筑采用对称分层下灰的方式进行，分层厚度不得大于３０ｃｍ，腹板混凝土的振捣采用复合振捣的方法，先用插钎特别是波纹管底部，再用振捣棒插入振捣，最后采用外侧附着振捣器振捣。腹板混凝土浇筑务必注意：混凝土的下料和振捣，两腹板必须同步对称进行，以避免芯模偏位。 4.２.３顶板混凝土浇筑

浇筑完一段腹板混凝土，拆走芯模压件后，浇筑该段顶板。顶板混凝土采用二次振捣工艺，以防止出现松顶现象。浇筑顶板混凝土时应注意控制好顶板厚度和坡度，做好压槽或毛面。 5 预应力施工 5.1预应力管道成型

预应力管道成型现普遍采用预埋金属双波纹管的办法，为防止波纹管破损漏浆堵塞管道，在混凝土浇筑时应预先在波纹管内穿入塑料管，在混凝土终凝前来回活动塑料管，混凝土终凝后把塑料管彻底拔出。。波纹管布设定位采用短筋固定的方法，严格控制其坐标。具体做法：将每处两根短定位钢筋点焊在腹板钢筋网片上，其间放置波纹管，用粗扎丝将波纹管绑扎在定位钢筋上，既防波纹管下落，也防其上浮。定位钢筋在曲线段每0.5ｍ一道，直线段每１ｍ一道，短定位

筋的水平坐标标示在底胎膜边口上，竖向坐标用定尺短钢筋来定位。 5.2钢绞线下料、编束、穿束

下料：根据张拉方法计算下料长度，下料长度应大于等于管道长度＋千斤顶工作程度＋26cm。在钢绞线下料平台上刻划下料长度标尺，采用砂轮机切割下料。禁止用电弧、气焰切割。

编束：按设计钢绞线根数进行梳整分根后，用铁线捆绑成束，每束的穿入端加工成锥形牵引头。

穿束：预应力钢绞线束应在张拉前进行穿束。 5.3预应力施工前的准备工作

5.3.1千斤顶：首先应确定千斤顶的吨位以及形式以及配套的油泵。千斤顶的吨位应是张拉吨位的1,33倍以上。使用前应对千斤顶进行校验，根据油压与千斤顶张力的回归方程做出两者的对照表。例：

YDC2500张拉力与千斤顶油表读数对照表

顶号：050908123 表号：3982（P=0.21+0.0226f） 油表读数张拉力f（KN） P（MP） 10%δ(9束） 15%δ(9束） 20%δ30%δ100%δ(9束） (9束） (9束） 表号：6151（P=0.18+0.02247f） 油表读数张拉力f（KN） P（MP） 10%δ(9束） 15%δ(10束） 20%δ30%δ100%δ(9束） (9束） (9束） 174.51 261.77 349.03 523.54 1745.15 4.15 6.13 8.10 12.04 39.65 174.51 261.77 349.03 523.54 1745.15 4.10 6.06 8.02 11.94 39.39 5.3.2钢绞线：钢绞线进场后应随机进行抽检，委托检测单位检测钢绞线的松弛率、弹性模量等指标，根据实际的弹性模量分段计算钢绞线的理论伸长量，出具钢绞线理论伸长量计算书。算例：

序号 L（m） 夹角 θ（rad） kx+μθ e-(kx+μθ) Ay Eg P △L 0.6 0 0 0 0 139 199000 193905 0.0042 1.8014 0 0 0.002702 0.997302 139 199000 193382 0.0126 1.5715 9 0.1571 0.041627 0.959227 139 199000 185497 0.0103 N41.5715 9 0.1571 0.041627 0.959227 139 199000 177934 0.0099 束 1.2049 0 0 0.001807 0.998194 139 199000 177613 0.0077 2.8716 9.46 0.165 0.045567 0.955456 139 199000 169701 0.0172 0 1.7 0 0.00255 0.997453 139 199000 169269 0.0104 计算得伸长量= 0.1447 说明：K=0.0015;μ=0.25;Eg=199000Mpa;p=0.75δK=193905(每根） PL（1-e-(kx+μθ)）

计算公式： △L= (kx+μθ)×Ay×Eg 每个张拉端加入0.60m工作长度。在实际张拉过程中应考虑锚具回缩3mm的损失。

5.3.3张拉步骤：依照设计要求，两端张拉的采用两套张拉设备，两头同步张拉；张拉顺序为先由小序号到大序号、同排要先中间后两边（除设计有另行规定）;张拉步骤：0→初应力（0.1δK）→次一级应力（0.2δK）→1.00δK持荷2分钟→锚固;张拉实际伸长量应于理论伸长量偏差+6%以内，如超标则应暂停张拉，分析原因。 5.3.4管道压浆（真空法压浆（：

a浆体特性要求及对应配比试验

①流动度要求：搅和后的流动度为30～50s。采用流锥仪测定流 动度，试验结果表明，配比和水灰比不同，流动度也不同。水灰比越 大，则流动度越大（秒数越小）。

②水灰比：水泥浆水灰比应在0.3～0.4之间。 ③泌水性：a．小于水泥浆初始体积的2％；b.四次连续测试结 果的差值小于1％；c．拌和后24h水泥浆的泌水应能被吸收。

④初凝时间：3h。 三、真空吸浆施工工艺 1．各项装置的布置如图1所示

⑥ ⑦ ⑧ ① ② ③ ③ ④ ⑤

①—拌浆机， ②—活塞式压浆机 ，③—真空罩， ④—气物分离器， ⑤—真空泵， ⑥—高强橡胶管， ⑦—预应力管道， ⑧—抽气管。

2．主要施工设备

①排量为2立方米／min的SZ-2水环式真空吸浆泵1台； ②真空压力表1个，15kg左右秤1台； ③灌浆泵1台，配套高压橡胶管1根； ④灰浆搅拌机1台； 3．施工步骤 （l）准备工作

a．检查确认材料数量，种类是否齐备，品质是否保证； b．检查机具是否齐备、完好； C．检查供水、供电是否齐全、方便；

d．按配方秤量浆体材料，减水剂首先溶于一部分水，待用。 e．按图1所示连接装好各部件。 （2）试抽真空

将灌浆阀、排气阀全都关闭，抽真空阀打开；启动真空泵抽真空，观察真空压力表读数，即管内的真空度，当管内的真空度（负压）应维持在时－0.06～－0.1Mpa（压力尽量低为好），停泵约lmin时间，若压力能保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。 （3）搅拌水泥浆 A．搅拌要求

搅拌水泥浆之前，加水空转数分钟，将积水倒净，使搅拌机内壁充分湿润。搅拌好的灰浆要做到基本卸尽。在全部灰浆卸出之前不得再投入未拌合的材料，更不能采取边出料边进料的方法。 B．装料顺序

a．首先将称量好的水（扣除用于溶化减水剂的那部分水）、水泥、膨胀剂倒入搅拌机，搅拌2min；

b．将溶于水的减水剂倒入搅拌机中，搅拌3min出料；

C．水泥浆出料后应尽量马上进行泵送，否则要不停地搅拌。 d．必须严格控制用水量，否则多加的水全部泌出，易造成管道顶端有空隙。

e．对未及时使用而降低了流动性的水泥浆，严禁采用增加水的办法来增加灰浆的流动性。 （4）灌浆

a．将灰浆加到灌浆泵中，在灌浆泵的高压橡胶管出口打出浆体，待这些浆体浓度与灌浆泵中的浓度一样时，关掉灌浆泵，将高压橡胶管此端接到孔道的灌浆管上，扎牢。

b．关掉灌浆阀，启动真空泵，当真空度达到并维持在-0.06～-0.1MPa值时，启动灌浆泵，打开灌浆阀，开始灌浆，当浆体由出浆口管道流出时，关掉真空泵及抽气阀，打开排浆阀。

C．观察排气管的出浆情况，当浆体稠度和灌入之前稠度一样时，关掉排浆阀，仍继续用压浆泵加压2～3min，使管道内有一定的压力，最后关掉灌浆阀。