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摘要：空心板因其自重轻、构造简单、受力明确、建筑高度小、施工方便、造价低等优点，在公路工程长度较短、跨径较小的中小桥梁中应用普遍。本文以预应力空心板整体预制成型施工为例，重点探讨空心板质量控制措施，为提高桥梁上部结构抗扭能力及承载能力的挖潜提供有益参考。
关键词：预应力空心板；整体预制；质量控制
一、工程概况
重庆江北机场货运区场平及道路工程R7路桥梁跨越市政排污明沟连接G319国道，设计长度27.54m，双向4车道，设计使用年限50年，设计安全等级为一级。上部结构采用一跨简支预应力（后张）混凝土空心板，跨径20米，梁高0.95m，右前交角75度，总计21片，C50混凝土，钢筋保护层厚度设计要求：底板为60mm、顶板为40mm、腹板为50mm。预应力筋为高强低松弛（II级）钢绞线，支座选用板式橡胶桥梁支座。
图1 空心板标准剖面图
二、施工方案
预制空心板梁全部在预制场预制，设4个台座，2台45t龙门吊负责场内水平及垂直运输。外模采用定型钢模，边板配置1套，中板配置1套，内模采用充气胶囊。底腹板钢筋在台座上绑扎成型后吊装外模，最后绑扎顶板钢筋，钢筋安装过程采用塑料波纹管预留预应力孔道。商品混凝土吊运入模，插入式振动器振捣，整体一次性灌筑，洒水覆盖养护。空心板预应力采用有粘结钢束，后张法两端对称施工，待混凝土立方体强度达到设计混凝土强度等级的90%，且混凝土龄期不小于7天后进行张拉，张拉完成24h内进行灌浆封锚。吊装采用兜底吊，为方便吊装，预制板梁在短边距板端1300mm位置，有铰缝一侧设φ75mm半圆形预留孔。
（一）施工步序
空心板总体施工步序为：制梁台座安装（底模）→钢筋安装（波纹管安装）→侧模及内模安装→浇筑混凝土→拆模→凿出侧边锚筋、拉毛→洒水覆盖养生→预应力穿束张拉→孔道灌浆→封锚端封锚→存梁区存放。
（二）模板工程
底模直接固定在制梁台座上，台座从下到上依次是砼找平层+工钢+槽钢+6mm钢板，平整度横向误差2mm；纵向误差5mm；使用前除锈并涂刷水溶性隔离剂。侧模采用定制组合式钢模，施工前对模具进行试拼。内模采用定型充气胶囊，尺寸根据施工图纸定做，工作气压设计为0.01Mpa。
模板工程施工流程：清理台座底模（清垢、除锈）→划线→绑扎钢筋→核查台座两侧止浆压条、侧模清洁→支侧模→安装梁端锚具垫板及端模→推入气囊→气囊注水→气囊充气至工作压力→加固、校准端、侧模→设置反压杠→浇筑混凝土→气囊排水、排气→拆除内芯气囊→侧模拆除→清理模板、气囊备用。
侧模采用木支撑配合钢拉杆，模板及支撑具有足够的强度和刚度。安装侧模板时先定位划线，防止模板移位或凸出。模板安装完毕后，对其平面位置、节点联系及纵横向稳定性进行检查。为防止漏浆，模板采用搭接缝处理，内加3mm厚双面胶，保证外观质量。
橡胶气囊由于自重轻、自由度大，如何克服混凝土浮力是确保箱梁结构尺寸的关键。气囊的固定采取在外模加设每隔1m间距的工钢压杆，压杆通过花篮螺丝连接在外膜上，压杆下布设1cm厚10cm-15cm厚木方压制在模芯上，为保证内模位置准确不发生偏位和上浮，同时为保证保护层厚度，在泡沫内模的四周间距50CM均匀加设预制混凝土C50垫块。为增加内模自重，充气前利用自来水将气囊内充满2/3D的水量，再用空压机充入压缩空气至橡胶内模，缓慢充气，直至充气芯模端头压力表指示为0.01Mpa。脱模时间根据气温、混凝土配比、施工快慢等多种因素综合确定，此次施工确定为混凝土浇筑完成后2小时脱内模。
模板工程质量控制的要点：
（1）严格控制砼配合比及其坍落度，下料采用料斗下料，禁止冲击模板和气囊。
（2）在砼浇筑过程中安排模板工、钢筋工值班，在施工中出现的问题及时处理，同时每间隔15min观察气囊内气压变化，防止气囊漏气变形。
（3）在顶板混凝土浇筑前，每30分钟检查一次气囊距顶板厚度变化，密切关注其是否上浮，如发现上浮立即停止浇筑和振捣，采取等待、反压等措施纠偏。顶板混凝土浇筑完成后，初凝前，将反压支撑取出，补足混凝土，并振捣密实。
（4）充气芯模使用后，用清水冲洗干净，放置在通风干燥处，让橡胶充气芯模自然晾干。钢模板使用完后，立即除锈上油，防止生锈。使用过程中禁止使用硬物敲击、撬动模板贴合面，防止其变形。
（三）钢筋工程
钢筋工程施工流程：合格材料进场报验通过后→钢筋下料→钢筋制作→台座划线→设置预埋底板→安装底板钢筋→安装腹板钢筋→安装顶板钢筋→进行隐蔽验收→安装模板→浇筑砼并养护→模板拆除进行端部清理→铰缝钢筋剥离→张拉预应力筋→灌浆→封锚封锚端钢筋制安→封锚。
空心板钢筋全部在常温状态下加工，弯制钢筋从中部开始，逐步弯向两端，弯钩一次弯成。钢筋安装前先在台座钢板上划线，以确保钢筋位置准确。
钢筋安装由于橡胶气囊的存在，如何确保钢筋保护层厚度满足设计要求是其关键。为此，可在钢筋与模板之间采用垫块支垫，垫块互相错开，分散布置，并不得横贯保护层的全部截面。顶板钢筋上下层之间增加大直径辅助钢筋，一方面作为反压杠撑点，一方面可控制钢筋定位准确。钢筋之间采用绑扎和焊接的钢筋骨架，在安装和浇筑混凝土过程中不允许有变形、开焊或松脱现象，并满足以下要求：在钢筋的交叉点处，用直径1.2mm的铁丝按双对角线（十字形）方式扎结。
钢筋工程质量控制的要点：
（1）定位划线确保钢筋骨架外形尺寸且位置准确；
（2）底板钢筋保护层厚度考虑钢筋骨架整体上浮的影响，实际需比设计值小，垫块间距适宜；
（3）顶板钢筋上下层之间增加大直径辅助钢筋，一方面作为反压杠撑点，一方面可控制钢筋定位准确。
（四）混凝土工程
空心板混凝土采用C50P6，坍落度要求：180±30mm，45t龙门吊提升料斗（带开合式闸门），自卸入模。振捣采用D30（腹板）、D50（底板及顶板）插入式振捣棒各一根。
混凝土工程施工流程：钢筋模板及预应力隐蔽验收合格→分层拉坡浇筑砼、留置试件→收面顶部混凝土并拉毛→拆除内芯气囊→侧模拆除进行腹板铰缝面凿毛→覆盖养生→预应力灌浆完成→安装封锚端钢筋模板→浇筑封锚端混凝土。
混凝土浇筑时竖向分两次浇筑，先浇注空心板梁底板混凝土至充气胶囊芯模一半位置时，停置30分钟，再次浇筑至顶板，以防止气囊芯模上浮。水平向由一端向另一端推进，至端部后再次往返，禁止一次性将模内注满混凝土，一定注意分层单向浇筑。随布料方向行进，快插慢拔，严禁漏振、过振，两侧对称振捣。混凝土浇筑完毕后，将砼表面进行收平，以保证结构尺寸及砼表面出现干缩裂缝。在混凝土初凝后，用拉毛工具将其表面依次拉毛，以便于二次混凝土结合牢固。待表面强度达到5MPa左右，拆除侧模，用凿毛锤对腹板混凝土表面加密凿毛，且掰出铰缝预留钢筋。养生采用润湿的土工布进行覆盖，24小时内密切注意湿度变化，连续养护14天，每天洒水2次。
混凝土工程质量控制的要点：
1）梁的两端钢筋较密，需用D30型插入式振捣棒加强振捣，确保锚下砼的密实。
2）腹板宽度较小，在有预应力管道的地方，砼不易下落，用30型插入式振捣棒将砼送到预应力管道处，使预应力管道处填充满砼，在浇筑砼施工过程中如发现管道偏位及时调整。
3）混凝土浇筑完成收浆后，要进行第二次抹面收浆避免局部出现龟裂，并进行拉毛，清除浮浆，最后用土工布盖好进行养生。
（五）预应力工程
预应力筋采用低松弛预应力钢绞线s15.2，锚具为Ⅰ类锚具，张拉端采用多孔夹片锚具，波纹管为塑料波纹管，各种材料报验合格并经过监理工程师批准后使用。
预应力工程施工流程：绑扎梁体钢筋并安装波纹管→钢绞线下料→穿筋→支侧模→安装梁端锚具垫板及端模→进行隐蔽验收→浇筑砼并养护→模板拆除进行端部清理→张拉预应力筋→灌浆→封锚。
预应力筋根据下料长度采用砂轮切割，并按料表对下好的料随时贴牢束号分别堆放，以便管理和布筋。在空心板梁非预应力筋绑扎成型后，预应力施工专业人员按设计预应力筋坐标画在绑扎好的箍筋上，安装好波纹管，然后焊牢定位钢筋，梁端和曲线部位适当加密。每采用机械穿束的方式将钢绞线逐根平直穿入孔道，同一根钢绞线在锚板上的位置相同。
预应力张拉前要求张拉设备校验完好，张拉应力分级加载，两端对称并按设计张拉顺序依次进行张拉。钢束张拉采用张拉力和伸长量双控，当张拉应力达到控制应力时要持荷2分钟再锚固。孔道灌浆选定GH孔道压浆料，自搅拌到压入孔道的时间一般控制在30-45min范围内，过程中连续搅拌。压浆自空心板梁的一端注入，注浆压力须控制在0.6～0.7Mpa，另一端采用真空机抽空气，直到从排气孔内溢出稠度均匀的水泥浆为止，关闭注浆管闸阀直到水泥浆凝固。灌浆完成后选用砂轮切割机切割锚圈外多余钢绞线，在靠近工作锚圈外侧缠裹棉纱，切割时不断洒冷水来阻止热量传递。
预应力工程质量控制的要点：
1）在预应力工程施工中，为了确保孔道的密实程度需加大灌浆压力，并在灌浆时持压5min，并且在孔道的水泥浆初凝之前进行孔道的二次灌浆。
2）波纹管接长采用同类型大一号的波纹管套接，接口部位和与锚垫板接头处用透明胶带密封。
3）预制梁灌浆料强度达到设计强度后，才允许进行移梁。
三、效果与体会
重庆江北机场货运区场平及道路工程R7路桥梁上部结构空心板施工过程严格按照设计及施工验收规范要求进行施工，通过过程把控，结合施工经验，对预应力空心板整体成型过程中易出现的质量问题进行了有针对性的妥善处理，施工质量控制优良，一次性通过业主、监理等相关单位的验收，取得良好效果，为同类工程施工提供较有价值的参考。
参考文献：
[1]GB50204-2015，《混凝土结构工程施工质量验收规范》[S].北京：中国建筑工业出版社，2015：
[2]GB/T 14040-2007，《预应力混凝土空心板》[S].北京：中国标准出版社，2008：
[3]高玉忠，姚丽娟，孙德庆．后张法预应力混凝土空心板梁施工质量控制[J]．黑龙江交通科技，2002，25（5）：52-53：
论文作者:杨光旭,陈瑜
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/2
标签：钢筋论文; 预应力论文; 混凝土论文; 气囊论文; 顶板论文; 孔道论文; 模板论文; 《基层建设》2017年第29期论文;