后张法预应力混凝土箱梁施工工艺.doc

后张法预应力砼箱梁　　
施工工艺
一、工程概况
xx至xx界高速公路AME15标，起讫桩号K268+500——ZK271+614段路基工程为我部所建工程项目，工程全长3.090公里，共设有特大桥1座，有20m、30m、40m预应力混凝土箱梁520片，20m箱梁16片，30m箱梁24片，40m箱梁480片。梁体采用后张法施工工艺。
二、总体施工方案
1、由于本标段桥梁所处地理位置影响，我部决定将K268+500-K268+795段路堑做为桥梁的预制场地。梁体预制采用整体底模，全长整体滑移钢外模，四合式组合钢内模，台座上整体帮扎底板、腹板和顶板钢筋网架，强制式混凝土拌和机搅拌，龙门吊副钩吊装混凝土料斗下料入仓，附着式振动器配合插入式振动器振捣，钢绞线用慢速卷扬机穿束，人工配合。预应力正弯矩张拉在制梁台座上张拉获取最终应力值、孔道进行一次性压浆工艺，边跨梁体采用设计强度混凝土进行封端，梁体混凝土达到设计强度后方可吊装。
2、预制场设置
（1）预制场布置
①、预制场内设现场办公室，库房、加工场、料场、预制台座区、成品半成品存放场、砼搅拌站等设施。
②、预制场内顺桥向布置2台80t龙门吊。
③、预制场内砼采用有轨运输斗车或砼泵输送。
（2）砼搅拌站

砼搅拌站生产能力为50m3/h，设在龙门吊轨道中间，龙门吊内侧铺设小钢轨，砼运料小车沿小钢轨送料到浇注点，由10t电动葫芦起吊入仓。
3、箱梁预制
1）、台座
（1）制梁台座
预制场大梁底座顺路基方向分四列布设，每间隔5m设一个台座（便于周转、装卸模板），每列台座间设置一道5m宽工作带，共3道工作带，预制区长295m，存梁区由预制区向路基前进方向延伸。预制场的梁体预制台座地基承载力按200kpa设计，考虑到台座张拉后两端支撑，于台座跨中部设20cm厚素混凝土结构，梁两端设50cm厚钢筋混凝土结构。梁台座中部横方向每隔80cm设20cm*20cm圆孔以备外侧模板下拉杆。
（2）导轨和门吊的安装
在大梁底座两侧各布设一道工字钢轨，其间距为24m，在钢轨上架设两个门吊，门吊上设主、副吊钩，主钩用于吊移大梁，副钩用于构件的预制和建筑材料、小型构件或小型设备的搬运，设计吊装吨位在100kN以下。具体情况见下图
门架 行走平车

副钩 主钩吊梁
工字钢轨
钢轨砼基础

插座板
台座 台座 台座 台座 便道
钢轨砼基础

预埋养生用胶水管
24m
图（一）

（3）砼养生水管的布置
在工字钢轨砼基础旁埋设胶水管如上图，每间隔20m设置一个分水阀们。
（4）用电线路的布设
在钢轨外侧距钢轨2m处埋设电缆线，每间隔40m设置一个插座板。
2）、箱梁模板
（1）模板构造
模板分外模、内模、堵头模、底模。底模用5mm不锈钢板垫在台座顶面上，以保证箱梁底的光洁度。其余模板均用5mm钢板按梁的尺寸要求定做。
A、 外模
按梁的设计尺寸要求设计，将设计图交给较好的金属结构厂（由我公司机械厂）加工，钢板在加工前先行打磨光滑，涂上防锈油后再进行下一步加工。加工过程中要经常去检查模板的加工情况，控制好模板平面的平整度、表面光洁度、装配精度以及焊接质量。施工时模板间的接缝、模板与台座间缝垫上一层防水橡胶条，以保证模板的密封性。外模的构造示意图如下图所示（具体见模板设计图）。
B、内模
因为在浇注完箱梁底板后内模必须在短时间内安装就位，内模制作纵向尽可能少分节，以减少安装接头。内模制作按下图在四周各面布置一片先拆板，先拆板设计成“外八字”，拆模时将拆模器的挂勾勾在先拆板的孔上旋转丝杆把先拆板调出后即可容易地将模拆出。由于每个箱型梁均有三道横隔板，20米模板内模考虑4节进行组拼，30米模板内模考虑6节进行组拼，40米模板内模考虑6节进行组拼，以便拆模。

侧模

附着式振动器

撑杆

防水橡胶条

对称拉杆

硬化地面

台座

外模构造示意图

对拉螺杆孔
1

包边三铁
吊梁索槽

台座间硬化地面

1－1断面

先拆板
对称杆

后拆板
拆模器

内模构造示意图

（2）模板安装施工
A、立模前在台座两侧把横隔板位置、侧模的底线用红油漆标出。
B、立模：拼装侧模时用龙门吊把侧模分块模板吊到所要制梁的制作台位上，
顺序不能颠倒。先拼侧模，然后拼堵头模板部分。拼两侧模时，从中间往两边进行，先用对螺杆将模板基本固定好，再拼两端吊装孔及三角垫铁，拼三角垫铁必须采用1m水平尺或水准仪抄平，控制其高度误差不大于±2mm，而后拼装堵头模。拼完后对边模的水平、接缝进一步调整，位置准确后固定对拉螺杆。内模预先分几节拉好，待底板混凝土浇注到位后，用龙门吊吊进箱内进行拼装，拼出的内模应平整、无坑洼、无翘曲现象、接缝严密。内模拼装好后装上限位槽钢，以免上浮，待腹板砼浇完后才能拆除限位槽钢。
C、校模：模板安装完毕后，把两端堵头模板精确分中，用长线把两端堵头模板分中点连通，用垂球和角尺检查腹板的宽度，直至符合规范要求。
D、拆模：拆外模时，首先拆出堵头模板及隔板模板、中隔板堵头模，内模拆除先将先拆板用拆模器拆除，解除了内模的环状构造后依次将内模拆完后，再后松对拉螺杆和两边支撑，拆除两边侧模，因为模板属大面、小厚度钢结构，侧向刚度不大，所以在拆除、起吊等作业时应防止模板发生塑性变形。
（3）、起重设备布置概况
预制场配备龙门吊两台（起重能力单个大于80吨），在龙门吊上各挂一台10吨重的电动葫芦，以便安装模板、吊装钢筋或灌注混凝土用，龙门吊、行走部分和天车部分由厂家定做。龙门吊轨道纵坡不能大于3%,龙门吊两端底为同一水平面。龙门吊的拼装采用搭设满堂支架进行龙门吊拼装。
3）、非预应力筋施工
钢筋的下料及加工在预制场钢筋棚进行，钢筋的加工严格按照技术规范、施工设计图纸进行。在绑扎钢筋前，在台座两侧和底模上用红油漆标出每根钢筋平面位置，准确安放钢筋。绑扎水平筋时，用粉笔或红油漆每隔1米划出每层水平筋的位置，按照所划位置进行绑扎，保证水平筋顺直。

底板、腹板及隔板钢筋的绑扎直接在模内进行，顶板钢筋骨架先分成几节做好，待腹板浇注完毕后用专用吊架起吊拼接，以便在腹板混凝土初凝前继续浇注顶板。
4）、预应力筋施工
（1）波纹管施工
A、波纹管安装：波纹管的连接采用大一号型的波纹管。接头管的长度为200～300mm，其两端用密封胶带或塑料热缩管封裹，安装时，应事先按设计图中预应力筋的曲线坐标在侧模或箍筋上定出曲线位置，采用钢筋支托固定，间距为600mm，钢筋支托焊在箍筋上，箍筋底部应垫实。波纹管固定后用铁丝扎牢，以防浇筑混凝土时螺旋上浮而引起严重的质量事故。
波纹管安装过程中，应尽量避免反复弯曲，以防管壁开裂。同时，还应防止电焊火花烧伤管壁。
波纹管安装后，检查其位置、曲线形状是否符合设计要求，波纹管的固定是否牢靠，接头是否完好，管壁有无破损等。如有破损，应及时用粘胶带修补。(在灌注混凝土前应插入直径比波纹管小10mm左右的橡胶管)
B、波纹管搬运与堆放
金属波纹管搬运时应轻拿轻放，不得抛甩或在地上拖拉，吊装时不得以一根绳索在当中拦腰捆扎起吊。
金属波纹管在室外保存时间不宜过长，不得直接堆放在地面上，应采取有效措施防止雨露和各种腐蚀性气体的影响。
波纹管在仓库内长期保管时，仓库应干燥、防潮、通风、无腐蚀气体和介质。
C、金属波纹管合格性检验

金属波纹管外观应清洁，内外表面无油污、无引起锈蚀的附着物，无孔洞和不规则的折皱，咬口无开裂、无脱扣。
波纹管作为预应力的套管有两项基本要求：一是在外荷载的作用下，有抵抗变形的能力；二是在浇筑混凝土过程中，水泥浆不能渗入管内。
（2）预应力筋下料、编束
A、高强钢丝下料
钢绞线采用Φj15.2mm高强低松驰预应力钢绞线。钢绞线的下料用砂轮切割机切割，不得采用电弧切割。钢绞线切割时，在每端离切口50mm处用铁丝绑扎。
钢绞线的盘重大、盘卷小、弹力大，为了防止在下料过程中钢绞线紊乱并弹出伤人，事先制作一个简易的铁笼，下料时，将钢绞线盘卷在铁笼内，从盘卷中央逐步抽出，以策安全。
钢绞线编束用20号铁丝绑扎，铁丝扣向里，间距1～1.5m，编束时应先将钢绞线理顺（采用梳丝板进行），并尽量使各根钢绞线松紧一致，绑好后的钢绞线编号挂牌堆放。
（3）预应力筋穿入孔道
A、穿束时机
采用后穿束法穿束。后穿束法即在浇筑混凝土之后穿束。
B、穿束方法
钢绞线采用整束穿，穿束工作可由人工进行。
穿束时束的前端扎紧并裹胶布，以便顺利通过孔道，对多坡曲线束，加工一个特制的牵引头，工人在前头索引，后头推送，用对讲机保持前后两端同时平衡出力。
（4）、钢绞线的张拉与锚固

①、准备工作
A、混凝土强度的检验
钢绞线张拉前，应提供构件混凝土的强度试压报告。当箱型梁混凝土的强度达到设计强度的85%且龄期不小于4天后，方可施加预应力。
B、构件端头清理
构件端部预埋钢板与锚具接触处的焊渣、毛刺、混凝土残渣等应清除干净。
C、安装锚具与张拉设备
安装锚垫板时应注意锚固面与钢束垂直；千斤机上的工具锚孔位与构件端部工作锚的孔位排列要一致，以防钢绞线在千斤顶穿心孔内打叉。
②、预应力筋张拉方式
当混凝土强度达到设计强度的85%且龄期不小于4天后按照钢绞线束张拉顺序进行钢绞线张拉，张拉后封锚、压浆。
③、预应力筋张拉顺序
用两台千斤顶两端同时对称张拉。
20m箱梁张拉顺序：N1束→N3束→N2束
30m箱梁张拉顺序：N2束→N3束→N1束→N4束
40m箱梁张拉顺序：N2束→N3束→N1束→N4束
根据构件类型、张拉锚固体系，孔道偏差、摩阻对预应力损失取值等因素，预应力筋的张拉程序如下 ：
钢绞线张拉程序：
0 → 初应力（ 10%бk）→ 100%бk（持荷2min）→ 锚固，每次张拉均应量测伸长值。
④、张拉设备的校正

钢绞线在张拉前，应把千斤顶和油压表进行标定，使用时千斤顶和油压表应按标定结果对号入座。
⑤、张拉伸长值校核
钢绞线张拉时，通过伸长值的校核，可以综合反映张拉力是否足够，孔道摩擦损失是否偏大，以及钢绞线是否有异常现象等。因此，对张拉伸长值的校核，要引起重视。
钢绞线张拉伸长值的量测，应在建立初应力之后进行。其实际伸长值：
ΔL=ΔL1+ΔL2
式中ΔL1-从初应力至最大张拉力之间的实测伸长值；
ΔL2-从初应力以下的推算伸长值（可采用相邻级的伸长度）
钢绞线张拉后，应测定的钢绞线回缩量与锚具的变形量，其值不得大于6mm，如大于此值，应重新张拉，或更换锚具后重新张拉。
⑥、张拉注意事项
A、钢绞线的断丝、滑丝，每束不得超过1根，每个断面断丝总和不正如过总数的1%。如超过规定数，应进行更换。
B、张拉完成后，测得的实际伸长量与计算理论伸长量之差在±6%以内否则应采取以下的若干步骤或全部步骤：
a、重新校准张拉设备；
b、对钢绞线作弹性模量检查；
c、放松钢绞线重新张拉；
d、钢绞线用润滑剂以减少摩擦损失，仅水溶性剂可用于管道系统，且在灌浆前洗掉；
e、监理工程师对预应力张拉认可后，钢绞线应予锚固。放松千斤顶时应避
免振动锚具和钢绞线；
f、钢绞线在监理工程师认可后才可切割露头，梁端锚口应按图纸用水泥砂浆封闭。
g、预应力作业中，必须特别注意安全。因为预应力有很大的能量，万一钢绞线被拉断或锚具与张拉千斤顶失效，巨大能量急剧释放，有可能造成很大危害。因此，在张拉情况下作业人员不得站在预应力筋的两端，同时在张拉千斤顶的后面应设立防护装置。
h、操作千斤顶和测量伸长值的人员，应站在千斤顶侧面操作，严格遵守操作规程。油泵开动过程中，不得擅自离开岗位。如需离开，必须把油阀门全部松开或切断电路。
i、张拉时应认真做到孔道、锚环与千斤顶三对中，以便张拉工作顺利进行，并不致增加孔道摩擦损失。
j、工具锚的夹片，应注意保持清洁和良好的润滑状态。新的工具锚夹片第一次使用前，应在夹片背面涂上润滑脂，以后每使用5-10次，应将工具锚上的挡板连同夹片一同卸下，向锚板的鸱形孔中重新涂上一层润滑剂，以防夹片在退契时卡住。润滑剂可采用石墨、二硫化钼、石蜡或专用退锚灵等。
k、多根钢绞线束夹片锚固体系如遇到个别钢绞线滑移，可更换夹片，用小型千斤顶单根张拉（YCL-22型单作用千斤顶）。
l、每次张拉完毕后，应检查端部和其他部位是否有裂缝，并实事求是填写张拉原始记录表。
5）、砼浇筑及养生
（1）浇筑顺序：底板混凝土浇筑 内模安装 腹板混凝土浇注 顶板钢筋骨架安装 顶板混凝土浇注、横向拉毛。（所有模板及钢筋提前组装绑扎，用
龙门吊吊装，缩短混凝土浇注时间）
（2）混凝土浇筑施工：施工时道路必须平整通畅，保证砼自搅拌完成后10min内入模浇注。浇注底板时，应从跨中向两端浇注，采用插入式振动器捣实整平。在卸料时料越靠近底板越好，自由倾落度不大于30cm，以免砼碰击钢筋使砂浆与石子分离，端部钢筋较密，应特别注意捣固密实。底板混凝土面应控制在设计面高度以下0～5mm，以保证内模能准确就位。当内模吊装完成经检查合格后立即进行腹板砼浇注，上料方式用料斗将料倒在一块大钢板上，用铁铲铲入腹板中，根据梁高，腹板砼分成2～4层进行浇注，采用小直径插入式振动器捣固和装在侧模上的附着式振动器振捣，振动器应插入上一层顶面5～10cm以保证层间良好的连接，插入式与附着式振动器应同步进行，即振动棒在哪里振捣就开哪里的附着式振动器。腹板浇注时应两侧同步进行，严禁用振动棒使混凝土在腹板内做长距离流动。当顶板钢筋吊装完成经检查合格后立即进行顶板混凝土浇注，上料方式是直接将料倒在顶板上，自由倾落距离不大于30cm，顶板由平板式和插入式联合捣固。先用插入式振动器捣实，然后用平板振动器拖平，最后用抹子抹平，使梁顶面平整。
（3）混凝土养生：当梁顶部混凝土终凝后即开始洒水养护，浇注后前7天必须随时保持混凝土表面潮湿，之后到张拉前止每天均保持养生1～3次，气温较高时梁顶面覆盖透水土工布，当气温低于10oC时，为加快混凝土强度增长速度，可采用蒸汽养护，以加速台座的周转，采用蒸汽养护时必须严格按蒸汽养护规格执行。
（4）浇注混凝土时应注意的问题：浇注混凝土除应遵循普通混凝土浇注的规定外，尚应注意以下几点：
①砼浇注前，必须对模板内的杂物、积水进行全面清理，对模板、钢筋、预
埋件（梁底预埋钢板）的位置、预留孔的位置进行认真检查，确保位置准确。
②在混凝土浇注和预应力张拉前，锚具的所有支承表面（例如垫板）应加以清洗
③拌和后超过45min以后的混凝土不得使用。
④箱梁混凝土应水平分层、一次浇注完成。
⑤为避免孔道变形，不允许振动器触及套管。
⑥梁端部锚固区，为了保证混凝土密实，宜使用外部振动器加强振捣，集料尺寸不超过两根钢筋或预埋件间净距离的一半。
⑦混凝土立方体强度未达到15～20Mpa时，不得拆除模板。
⑧混凝土养生时，对为预应力钢束所留的孔道应加以保护，严禁将水和其他物质灌入了孔道，应防止金属管生锈。
6）、孔道压浆
预应力钢丝张拉完成后，利用灌浆泵将水泥浆压灌到预应力筋孔道中去，其作用有二：一是保护预应力筋，以免生锈；二是使预应力筋与箱梁混凝土有效的粘结，以控制超载时裂纹间距与宽度并减轻梁端锚具的负荷状况。因此应特别重视孔道压浆。
（1）压浆材料
①使用不低于425＃普通硅酸盐水泥配制的40号以上的水泥浆，水灰比一般在0.4～0.45之间，所用水泥龄期不超过一个月。
②水泥浆中可掺入监理工程师同意的减水剂及膨胀剂，掺量由试验确定。但是不应掺入具有锈蚀预应力钢材的外加剂。
（2）灌浆设备：采用活塞式注浆泵压浆。
（3）施工注意事项

①在压浆前，用吹入无油分的压缩空气吹干管道。接着用含有0.01kg／L生石灰或氢氧化钙的清水冲洗管道，直到将松散颗粒除去及清水排出为止。再以无油的压缩空气吹干管道。
②水泥浆的泌水率最大不应超过4％，拌和后3h泌水率宜控制在2％，24h后泌水应全部被浆吸收。水泥浆自调制至压入孔道的延续时间，一般不宜超过30～40min，水泥浆在使用前和压注过程中应经常搅动。
③压浆时，每一工作班应留取不少于3组试样，标准养生28d，检查其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。
④管道压浆应尽可能在预应力钢材张拉完成和监理工程师同意后立即进行，一般不得超过14d 。压浆时自梁一端压入，而在另一端流出，流出的稠度须达到规定的稠度。采用一次性压浆，压力控制在0.5～0.7Mpa之内。
⑤当气温或构件温度低于5oC时，不得进行压浆。水泥浆温度不得超过32oC。管道内水泥浆在注入后48h内，结构混凝土温度不得低于5oC，否则应采取保温措施。当白天气温高于35oC时，压浆宜在晚上进行。在压浆后两天，应检查注入端及出气孔的水泥浆密实情况，需要进行处理。
7）、移梁和存梁
张拉压浆结束后用龙门吊运到存梁场存梁。
①起吊：在制梁台上进行起吊，穿钢丝绳时注意钢丝绳要顺直，排列整齐，不得出现挤压、弯死现象，以免钢丝绳受力不均而挤绳，预制梁时在梁底预留吊装孔，在梁底与起吊绳的接触处设置专用的铁鞋将梁底混凝土与钢丝绳隔离，以免挤碎混凝土或割断钢丝绳，其他接触处也应有防止割断钢丝绳的措施，如垫木板、橡胶皮、麻袋条等，起吊钢丝绳的保险系数应达到10倍并经常检查，起吊时，吊起20～30cm后，要检查各部位有无不正常变化，确认情况良好且无障碍
物、挂拌物后，方可继续提升，一般起吊高度不超过50cm，前后高差不得超过2％。
②行走：龙门吊行走轨道应结实、平顺，没有三角坑，龙门吊应慢速行走。作业人员应统一口令，司机仅按照指挥人员的信号进行操作，司机必须头脑清醒，熟悉操作规程，龙门吊四个角设专人看护，两侧至少备有两个铁鞋和三角木。
③存梁：按编号有规划地存放，以方便架梁时取梁。梁的两头设置牢固的存放支座，使梁处在简支状态下保存，不得将梁直接放在地上，以防地面不平引起梁片上部受拉而使梁上部产生裂缝甚至断裂。做好存梁区的排水工作，防止地表水冲刷存梁地面引起下沉。
8）、其它方面应注意的问题
a、预制主梁顶面应横向拉毛，以保证新、旧混凝土的结合。主梁就位后必须及时进行横隔板混凝土的浇筑，当湿接缝混凝土强度达到设计强度的70%并采取压力扩散措施后方可在其上走梁。
b、预制箱梁吊运采取钢丝绳兜底起吊法，不设吊环。预制箱梁时注意在翼缘预留孔洞，孔洞位置为离梁端75cm。
c、预制箱梁边梁时应注意预埋防撞护栏预埋钢筋、泄水管、伸缩缝预埋钢筋。
d、预制箱梁时应安排好预制顺序。
e、为防止梁体顶板顶面砼干缩及污染，顶板顶面砼应及时收浆拉毛。
f、梁体砼浇注过程中，为防波纹管进水泥浆而粘结钢绞线，在梁体两端专人推拉钢绞线，在波纹管内用清水冲洗水泥浆，波纹管接头应封闭严密。
g、所制的梁的编号，按制梁的时间顺序编，如第一次制梁其编号为1号，第N次制梁其编号为n号。并注明梁体的桥梁桩号、跨数、号数、日期。

h、每片梁在混凝土浇注完毕并脱模之后，在进行预应力张拉之前，用红油漆标注编号及浇注时间（如2007.09.08），其位置在梁的两端横隔板反对称侧，处在梁端2米处。号码用阿拉伯字，字高10厘米，字宽6厘米，笔划线宽1.5厘米，用厚纸（或薄铁皮）刻出之后，涂刷在梁上。
i、每片梁在封端前后，复测其梁长，并复测梁的顶面宽度（以支座纵向中心线为基准）。
j、每片梁在张拉完成之后须测梁底板的起拱度，如反常，需查原因，以控制末施工的梁的拱度。