20M没先张法预制空心板施工方案

驿阳高速公路No.10合同段预应力先张梁施工方案

驿阳高速公路第10合同段 先张法预应力空心板梁施工方案

编 制： 审 核：

编制单位：中铁十三局驿阳高速公路10标技术科 编制时间：2005年10月23日

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驿阳高速公路No.10合同段预应力先张梁施工方案

一、概述

本标段为河南省驻马店至泌阳高速公路土建工程No.10合同段，起点桩号K153+400、终点桩号K163+200，全长9.8公里。包括大桥3座，中桥3座，互通立交1处，分离式立交1处，天桥5座，通道12道，涵洞7道以及路基、共有10m空心板梁192片、13m空心板梁192片、20m空心板梁144片。本方案根据20m先张法空心板梁相关参数进行设计、计算。

二、张拉台座和底模的制作

1、台座所处位置地质条件良好，台座基础深2.6米，能提供较好的支持力和摩擦力，采用墩式台座和长线张拉。张拉横梁（锚箱）20mmA3钢板加工而成，在控制张拉力下，其刚度和挠度均满足施工要求（挠度小于2mm）。 2、底盘的制作

目前，共设置底盘三槽，每槽长度均为87米，宽度为1.40米,底盘外侧敷设50×50×5mm角钢，内部用C25混凝土浇筑而成，上表面铺一层5cm厚水磨石,底模表面平整光滑,全长范围内平整度控制在±2mm之内,角钢顺直度控制在3mm内。生产空心板之前,底模用机油浸泡涂擦三遍,保证梁板脱离底模时有较小的粘着力,不至于将底盘损坏。

3、混凝土可以从拌和机内直接进入运输混凝土罐车，由罐车运至浇筑现场，用吊车吊起灌入模内。

4、空心板模板采用定型钢模板。支立时，用螺杆将模板顶压在底模侧面角钢上，角钢上粘贴5mm橡塑板，模板上部用花纹螺丝外拉和拉杆内拉固定成型。

三、长线台座的主要部分设计说明

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预应力空心板张拉台座设计书

（一）、预应力空心板张拉台座的设计

张拉台座由压杆、横向连续梁、端部重力墩、底板及端部横梁构成。 1、初定张拉台座尺寸及砼标号

张拉台座主要受力构件为压杆，由C30砼浇筑，取其截面尺寸：边杆为45cm×50cm，中杆为50cm×50cm，压杆之间净距取：(梁宽)1.0m+(工作空位)0.2m×2=1.40m；为保证台座刚度和稳定性设置了横向连续梁，由C30砼浇筑，其间距为5.0m（或5.5m），其截面尺寸为40cm×20cm；出于安全保守设计，台座端部设置了重力墩，由C15片石砼浇筑；底板为厚15cmC20砼，5cm厚C20砼细石砼台座面层；

张拉台座长宽尺寸（如图 2所示 ）

87.0m横梁横梁重力墩横梁88.4m重力墩6.1m横梁压柱压柱压柱压柱台面台面台面图2

台座长：(梁)4×20.0m+(梁间距)3×1.0m+(台座端部)2×2.7m=88.4m；

台座宽：槽宽[(1.0m+0.2m×2)×3]+压杆宽[0.45m×2+0.5m×2]=6.1m； （二）、张拉台座的受力计算： ①计算数据：

图纸要求：预应力钢绞线采用符合ASTM A-416-87a ，标准的270级φ12.7的钢绞线，空心板中板为17根、边板18根钢绞线，其物理力学指标如下：

标准强度：Kby=1860Mpa 公称截面积：Ai=98.71mm2

张拉控制应力：σk=0.75Kby=1395Mpa

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6.1m驿阳高速公路No.10合同段预应力先张梁施工方案

张拉控制力：Pk=1395×98.71/1000=137.7KN 超张拉103%应力： 1.03σk=1436.85Mpa

每根钢绞线最大张拉力：P1=1.03σk×Ai=141.8KN

每片中梁17根钢绞线张拉总计为：P=17×141.8=2410.6KN 每片中梁18根钢绞线张拉总计为：P=18×141.8=2552.4KN ②受力计算：

Ⅰ、压杆受力验算：当多条生产线同时生产时，中压杆为受力最大的构件，采用有效承压面50cm×50cm，中柱受力计算取边梁最大张拉力2552.4KN，

正应力：σk=2552.4×1000/(500×500)=10.21Mpa<30Mpa 因此，压杆采用C30砼浇筑强度符合设计要求。

Ⅱ、端部横梁受力计算：由张拉台构造图可知，端部横梁其跨径为1.0m，按受均布荷载的简支梁考虑（见张拉台设计图），其分布荷载q=2552.4KN/m，

弯矩：M=1/8ql2=1/8×2552.4×12=319.05KN·m<2×326.0KN·m 剪力：V=ql/2=2552.4/2=1276.2KN<2×874.8KN 查表：《钢结构—设计手册》，[40C槽钢(锰钢)强度设计值为：弯矩：326.0KN·m，剪力：874.8KN；

张拉台端部横梁取2[40C槽钢(锰钢)，

弯矩：M=2×326.0KN·m>319.05KN·m； 剪力：V=2×874.8KN>1276.2KN；

因此，横梁取2[40C槽钢(锰钢)，满足受力要求。 3、张拉台座设计图（见附图）

①压杆内设4φ20+4φ16钢筋，设φ8@150mm的钢筋网； ②横向连续梁内设6φ16钢筋；设φ8@150mm的钢筋网； ③端部横梁为2条[40C的槽钢(锰钢)。 （三）、空心板张拉台座的制作

1、预制场位于线路两侧，根据现场的实际情况，台座设计时应综合考虑预制场内的临时排水，防止施工期间遇洪水造成不必要的人力、物力的损失和浪费。

2、张拉台座采取分段浇筑施工，预计整个张拉台座分7次浇筑，由台座中部向两端进行施工。先进行压柱和横系梁的施工，再进行两端重力墩的施工和端部横梁安装，最后进行台座底板施工。

3、、在端部横梁与压杆端部接触面处设置厚2cm钢板（钢板规格：

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中柱90cm×50cm，边柱65cm×50cm），以防受力不均压坏压杆端部砼。

4、在端部横梁上安装预应力钢绞线定位钢板，钢绞线定位钢板由厚2cm钢板制成，定位钢板孔眼按设计图纸钢绞线的数量、间距进行加工，定位钢板按钢绞线的位置及保护层厚度进行安装，以确保钢绞线位置准确。

附图： 张拉台座设计图

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四、钢筋的下料加工和底层钢筋的布设、安装

台座、底盘和拌和站等准备工作就绪后，开始钢筋的下料加工和安装。

1、Ⅰ级钢筋冷拉调直，延伸率控制在2%以内，Ⅱ级钢筋要顺直，无局部弯折。

2、主筋采用双面搭接焊，搭接长度不小于5d，使用结502或506焊条焊接，电焊工持证上岗。

3、将底模清扫干净后，均匀的涂上一层机油作脱模剂，并在底模上放出梁板底面尺寸大样，依照大样位置，按设计将加工成型的箍筋和主筋安置好，先绑扎箍筋，然后将所有主筋定好位，绑扎牢固。绑扎中，注意主筋焊接接头同一断面内不超过钢筋截面积的50%，搭接长度区段最小取50cm,而且不小于35d。

4、底层钢筋绑扎安装中，注意垫块交错布置并与钢筋绑扎紧，确保在张拉施工中不能滑动，保证底部保护层厚度。 六、钢绞线的下料、铺设和安装

1、采用ASTMA416-97a标准270级Φj12.70和Φj15.24钢绞线,进场时必须有质量证明书,并通过试验室和监理工程师的抽检,检验合格后方可使用。

2、使用前检查钢绞线断面有无损伤、锈蚀及油污，如有将该段截除或清洗，检查合格后方可下料。 3、钢铰线的下料：

钢绞线伸长值为ΔL=PKL/EA

下料长度应首先满足两端锚夹具之间的距离，再考虑横梁外露长度，千斤顶长度等。下料长度允许误差为L/5000，我们控制按±14mm，采用砂轮锯切割。

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4、锚固系梁采用锚箱、连接杆、连接器、夹片和工具锚配合。千斤顶用开封红桥锚机厂的QYCW-30型前夹式千斤顶。夹片、千斤顶经过试验均合格。

5、钢绞线下料后铺设在对应位置。使用PVC管作为失效管，失效管两端分别用胶布与钢绞线粘贴密封。

6、钢绞线两端用连接器与连接杆连接，连接时注意钢绞线在连接器内长度。连接器安装完毕后，检查连接杆在锚箱的外露长度是否满足张拉需要。 七、张拉

1、钢绞线铺放安装完毕，对台座、横梁、千斤顶以及连接器、失效管详细检查，确认无误方可开始张拉。

2、张拉前进行千斤顶和油表的配套校验，并计算出回归方程、回归系数，只有满足规范要求方可使用。使用时，千斤顶与油表必须配套使用，严禁混用。根据回归方程，计算出各分级控制应力与油表的对应读数，张拉时以油表读数和伸长值进行双控，实测伸长值与理论伸长值误差控制在±6%以内。 3、张拉

⑴张拉程序

采用单根张拉两端同时张拉，分3级张拉完毕，由于使用低松弛钢绞线，所以不需要超张拉。

⑵设置初应力

钢绞线安装完毕后，钢绞线处于松驰状态，用两台千斤顶从台座两端，交叉对称张拉。先将每根拉至控制应力的15%，开始量测伸长值。

⑶为保证施工安全，张拉应力达到30%时绑扎钢筋、支立模板及

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放置预埋件，等以上工作完毕后再进行下一级张拉。等到张拉达到100%的控制应力时，即可浇筑砼。

⑷张拉作业小组设操泵2人，操作4人，记录2个，指挥1人，由主管技术员兼任。所有人员经岗前培训后上岗。

4、张拉过程中，对钢绞线的断丝、锚具夹片错位、钢绞线位置偏差等情况严密监测，并及时纠正。对于实测伸长值与理论伸长值误差超过±6%的，应重新张拉或更换钢绞线。 八、安装上层钢筋

1、张拉达到30%的控制应力后，在底模上进行上层钢筋网的绑扎。 2、上层钢筋先预制成片，由人工或桁车吊至梁板位置，将箍筋与下层箍筋挨个对号，并绑扎牢固。注意钢筋骨架必须牢固，梁头处不可出现错位或角度扭转。

3、骨架安装完毕后，绑扎绞接筋，保证其角度及外露长度，支立模板后必须紧贴模板表面。

4、胶囊定位钢筋最后安设，必须按图施工，严防横向位置偏差，造成胶囊偏位和上浮，注意绑扎丝头应背向胶囊，防止其刺破胶囊，发生漏气。

5、钢筋安装完毕，将钢绞线张拉至控制应力。 九、支立模板

1、模板表面的处理，预制梁模板全部采用为定制全新钢模板，将定型钢模表面用电动钢丝刷除去浮锈以及灰尘、油污，直至露出新鲜金属面，然后涂擦一遍柴油清洗干净，在支立前再涂一遍干净机油。 2、将侧模按照底模上放出的梁板大样安放好位置，用螺丝托顶紧下部，使之与底模侧面的橡塑板压紧，并调整好梁板高度。用花纹螺丝拉住上口的横向角钢，调整侧模垂直度，用水平尺检验。

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3、侧模安装完，根据梁板设计长度，安装端模，端模用5mm钢板或竹胶板制作，并在后部加设背带以增强其刚度。钢绞线从端模下部的缺口内伸出，缺口用木条配合海绵条夹紧。端模安装完毕后，将侧模上口用对拉杆拉紧；

4、梁板的交角数学法即三角函数推算出来。 十、砼的浇筑及胶囊内模的安设

1、砼采用经监理工程师签认的配合比拌制。坍落度控制在7~9cm，掺加山西黄河HJUNF-2H高效减水剂，拌和时间不短于90S。 2、先浇筑空心板底层砼，控制胶囊底至模板高度符合设计要求，控制下料斗的布料速度，尽可能的均匀布料，避免用振动棒布模内摊铺砼，振捣时避免振动棒与底模钢绞线的接触。

3、底层砼浇筑完毕，将未充气的胶囊内模用绳牵引穿入模内，用空气压缩机充气至工作压力。胶囊在每次浇筑前8小时充至工作压力，静放，观察不漏气者方可使用。在胶囊处于工作压力期间安排专职人员值班，对漏气者采取补气等措施。

4、胶囊达到工作气压后，向模内浇筑第二层砼。布料时，胶囊两侧一定要对称下料，对称振捣，严防胶囊偏位。振动棒一定要避免接触胶囊，以免擢破胶囊。

5、对于10m板可分两层浇筑，13m和20m板分三层或四层浇筑。 6、根据气温、养护条件确定胶囊的抽拔时间，过早会引起梁板顶部砼的横向或纵向裂缝，过晚胶囊就可能抽拔不出来，必须及时抽拔胶囊。

十一、拆除模板和养护

拆模及养护后覆盖草帘洒水养生，养生时间不小于7天。

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外模在混凝土强度达到使其表面及棱角不因拆模板而受损时方可拆除，一般在混凝土强度达到2.5Mpa时方可拆除模板。

橡胶内模放气时间与气温有关，通过实验确定，一般以混凝土抗压强度达到0.4~0.8Mpa时为宜。抽拨时不得损伤混凝土。抽拨时间可按下式计算：

抽拨时间参考公式 抽拨胶囊参考时间 环境温度T℃ 抽芯时间的H=100/T 式中H-混凝土20~30 3~5 ＞30 抽拨胶囊时间H（h） 3~4 参考浇筑完成至抽拨胶计算囊的时间 表达式 T-构造物所处环境的温度 10~20 5~8 ＜10 十二、松张和起吊存放 8~12 1、当砼强度达到设计强度的80%以上时，进行放张。砼强度的判断以与梁体同批砼制作，用等条件养护的试件为准。

2、放张采用千斤顶单根放张。放张采用先两侧后中间，分阶段对称进行，同时根据每根钢绞线有效预应力的长度安排其放张的先后顺序。

3、放张过程中严密观察梁头预应力传递长度端部有无裂缝，梁板预拱度是否和理论数值相吻合。

4、钢绞线放松后，钢绞线用氧炔焰从相邻板端的中间烧断，吊运存

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放前再用手砂轮从梁板端部切剩余钢绞线。

5、梁板在底模上用门式桁车吊起存放在枕木支座上，枕木间距尽量与梁板的理论支承线相符。各种梁板存放高度不超过三层，存梁期不超过60天，存梁之前在梁板隐蔽部分将构造物名称、桩号、梁板位置及生产日期标识清楚。 十三、质量保证措施

1、所有施工人员进行岗前培训，强化质量意识，严格按照我公司的质量方针及ISO9002相关的质量控制程序施工。

2、进行周密的技术交底，定期召集施工人员解决生产中的质量问题。 3、严抓预应力钢筋的张拉控制

（1）严格按规范及操作规程施工，杜绝违章作业；

（2）采用应力应变双控制，发现问题及时处理，消除质量隐患。千斤顶每六个月或张拉200次校验一次，平时发现问题不定期校验；

（3）张拉过程尽量在一天中温差较小的几个小时内操作，冬季施工注意伸长值控制为主，应力控制为辅；

（4）钢绞线正式张拉前进行预拉。 4、严把砼质量控制关

（1）砼拌和采用JS750强制式拌和机，上料用PL800型电子配料机，拌和水用时间继电器控制，以上设备可保证施工配合比的准确性；

（2）注意掌握砼的和易性与温度、风力、运输等条件的协调，既要保证水灰比，又要使砼具有适宜的工作性能；

（3）注意砼的养护，正常气温下洒水覆盖养生7天；冬季施工则采用蒸汽法养生。 5、质量控制指标

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1、质量检查项目

加工钢筋时的检查项目

项次 1 2 3 检查项目 受力钢筋顺长度方向加工后的全长（mm） 弯起钢筋各部分尺寸（mm） 箍筋、螺旋筋各部分尺寸（mm） 允许偏差值（mm） ±10 ±20 ±5 检查方法 按受力钢筋总数30% 抽查30% 每构件检查5～10个间距 安装的允许偏差见下表 项次 1 偏 差 名 称 允许偏差（mm） ±10 检查方法 每构件检查2个断面用尺量 每构件检查5～10个间距 按骨架总数30%抽查 按骨架总数30%抽查 每构件沿模板周边检查8处 受力钢筋间距（mm） 箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距（mm） 钢筋骨架尺（mm） 长 高、宽或直径 2 ±10 3 4 5 ±10 ±5 ±5 ±5

弯起钢筋位置（mm） 保护层厚度（mm） 钢丝、钢绞线先张法实测项目

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项次 检查项目 规定值或检查方法和频允许偏差 束长>20m L/5000及5 率 分 规定镦头钢1 丝同束长相束长6～20m 对差（mm） 束长>6m 张拉应力值 张拉伸长率 同一构件内断丝根数不超过钢丝总数的百分数 L/3000 2 每批抽查2束 20 2 3 4 符合设计要求 查张拉记录 ±6% 1% 查张拉记录 查张拉记录 35 15 30 十四、安全保证措施 1、进入工地必须佩戴劳动安全保护用品、用具，严禁各种违章操作。 2、各工种均设立自己的安全监督员。 3、张拉、起重设专职安全员。

4、预制场内的防火、防电安全由处长亲自负责。 5、进行全员的安全意识及防护培训。

6、工人上班要带安全帽，高空作业系安全带，电气焊工上班要带防护手套和眼镜。

7、预应力张拉要严格按操作程序进行，要由熟练的操作工把关，如出现滑丝及断丝现象，应立即停止张拉，待技术人员和监理工程师查明原因处理后再进行下步工作。

8、非张拉人员不准进入张拉现场，张拉人员和油泵要立于侧面，并在张拉端设安全屏障，防止钢绞线断裂伤人。

9、砼浇筑时禁止振动棒碰撞钢绞线，防止钢绞线锚固夹片松动后钢绞线及夹片脱出伤人。

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10、梁板安装脱模起吊平移时，要统一由人指挥，防止出意外。 11、存梁安全保证措施

①存梁场地必须平整，地基有足够的承载力。 ②在移梁的过程中严禁发生碰撞，不能损伤梁体。

③在梁叠放时，梁与梁之间用枕木隔开，必须保持平稳，叠放时不能超过3片。

④存梁区周围要保留一定的空间范围，不至于其他机械在作业中与梁体发生碰撞，损坏梁体。 12、冬季施工

本标段在元月份气温最低，最低气温极度值-16℃。桥梁结构物在冬季施工时要经试验并报监理工程师同意，适当在砼中加防冻剂，砼浇筑后及时用草袋覆盖。气温较低时，拌合砼考虑用热水，拌合时间相应延长50%，砼浇注时应有5℃以上的温度，温度过低时停止砼浇筑。梁、板预制搭设暧棚并进行蒸汽养生。

蒸汽养生示意图

棚布砖块钢筋架砖块蒸汽管道梁体蒸汽养生示意图

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十五、施工工艺流程

预应力空心板梁工艺流程图

清理台座涂刷隔离剂 预应力筋的制作 安放骨架 及预应力 钢筋 芯模 就位 存放待用 张拉机具准备 调整预应力 张拉预应力 钢筋 试水检查 支侧模、安设预埋件 砼搅拌 浇注及振捣砼 制砼试块 根据砼凝固情况抽芯模 冲洗芯模 养生时间不够 养 生 压试块 拆 模 分析合格 不合格 构件出槽、堆放 放松切断预应力钢筋 执行不合格品控制程序

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施工现场质量管理组织机构图

总质检负责人：李忠岭

预制一场质检负责人：王宏毅 预制二场质检负责人：邵阳

钢 张 张 砼 砼 钢 钢 张 张 钢 筋 拉 拉 筋 筋 拉 拉 筋 班 班 班 班 班 班 班 班 班 班

现 场 现 场 技术员 现 场 技术员 现 场 技术员 现 场 技术员 技术员

王银行 王守强 费 欣 沈德敏 丁 羽 肖 峰 张 伟 李成南 杨 伟 杨 述

砼 班 技术员 杨 萌 驿阳高速公路No.10合同段预应力先张梁施工方案

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