先张法预应力混凝土在公路项目上的应用
摘 要：先张法预应力混凝土，就是先张拉钢筋，后浇筑构件的方法。先在张拉台座上，按设计规定的拉力张拉筋束，并用锚具临时锚固，再浇筑构件混凝土，待混凝土达到要求强度（一般不低于设计强度的70%）后放张，让筋束的回缩力，通过筋束与混凝土间的粘结作用，传递给混凝土，使混凝土获得预压应力。结合广西某滨海公路项目，实际探讨了先张法预应力混凝土在该项目上应用的注意事项。
关键词：先张法；预应力；混凝土；公路项目；应用
1 先张法工艺简单、经济、技术可靠，适合数量多、大批量构件
先张法工序简单，筋束靠粘结自锚，不必耗费特制的锚具，临时固定所有的锚具，都可以重复使用，一般称为工具式锚具或夹具。先张法适宜生产直线配筋的中小型构件，费用比较低廉、经济，质量比较稳定，适合大批量生产。例如某桥352片空心板，每片1.5万，总计528万元，11220平方米，每平方米造价0.047万元。箱梁50片，每片4.5万元，合计225万元，3825平方米，每平方米造价0.059万元。先张法空心板每平方米造价比后张法箱梁节省0.012万元。
2 合理确定施工标段可以保证质量、提高进度，有利于总结经验
笔者所在建设项目为北部湾沿海公路，全长22千米，总投资人民币3个亿，划分为8个标段，分阶段分批施工。其中有大桥3个，中小桥5个，桥梁长度1300米。桥梁结构形式都相同，下部结构是直径1.5米的钻孔灌注桩基础，变截面预应力混凝土盖梁。上部结构采用先张法20米空心板和后张法30米箱梁。该项目采用按结构部位和自然里程划分投标标段。除路面标段没有桥梁外，其余每个标段都有桥涵工程。桥梁从下部结构至上部结构，承包人都独立施工。这样必然每个标段都必须建立自己的预制场地，安装预制设备。
3 有预见性科学规划预制场地，保证预制工作连续进行
某标段402片梁，预制征用场地为未成型的路基，场地足够满足预制和存梁要求。承包人征用存梁300片场地，按照施工进度计划，下构已施工完毕，已陆续架梁。存梁场地腾空，已足够存放剩余102片梁。但人算不如天算，下构26#中桩基地质条件复杂，桩孔塌空，桩身混凝土离析，后配合大应变检测合格。因为存梁积压，无处存梁，造成预制场地停工。架桥机、龙门吊、装载机、搅拌机等设备闲置停工，工人窝工，引起了索赔和工期延误。
4 应力台座受力验算，是保证预制工程质量的前提
预应力墩式台座适用生产中小型构件或多层重叠浇筑的预应力混凝土构件。它由传力墩、台座板、台面和横梁组成，其构造通常采用传力墩与台座板、台面共同受力形式，依靠自重平衡张拉力，并可减小台墩自重和埋深。台座长度和宽度由场地大小、构件类型和数量等因素确定。一般长不大于150米，每组宽不大于2米，张拉力可达1000~2000KN。
5 张拉预应力材料、设备按规定送检是一项必不可少的工作
预应力筋进场时应分批验收，验收时，应对其质量证明书、包装、标志和规格等进行检查。每批钢绞线的重量不大于60T。从每批钢绞线中任取3盘，并从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一根式样进行表面质量、直径偏差和力学性能试验。预应力筋所用锚具、夹具（以不超过1000套组为一个验收批）和连接器（以不超过500套组为一个验收批）进场时，检查出厂合格证和说明书，有外观检查、硬度检验和静载锚固性能试验。还有其他试验，如疲劳试验、周期荷载试验、辅助性试验。
6 钢绞线张拉顺序、程序
钢绞线同时张拉多根时，应预先调整其初应力，使相互之间的应力一致；张拉过程中，应使活动横梁与固定横梁始终保持平行，并应抽查力筋的预应力值，其偏差的绝对值不得超过按一个构件全部力筋预应力总值的5%。张拉顺序一般按设计要求张拉，一般先张拉中间，再向两边对称张拉。
7 拆卸式钢板内模比充气胶囊内模实用、方便
有的承包人为了节约成本，采用充气胶囊内模，施工顺序：绑扎钢筋安装外模，浇筑底板混凝土后，将检查合格的充气胶囊安装就位，用定位箍筋固定，绑扎面板钢筋，浇筑胶囊两侧混凝土。混凝土浇筑完成6~8小时后，胶囊放气抽走，洗净灰浆以备再用。实际使用情况是充气压力不够，气囊承受荷载过大，气囊经常变形，空心板腹板厚度不均匀，空心板内部粗糙凹凸，不仅会影响外观，也会影响到空心板整体受力。某大型承包商，采用拆卸式钢板内模，一次绑扎好所有钢筋，安装好外内模，一次成型，一气呵成，保证了质量和进度。也相应的节约了费用。
[Page]
8 加入埃肯牌微硅粉可以提高海洋大气环境抗腐蚀性和提高混凝土密实性
根据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-89）和《海港工程混凝土结构防腐技术规范》（JTJ275-2000）的有关规定，为增强桥梁结构在水位变动区、浪溅区及海洋大气环境中的抗腐蚀性能和耐久性，对外露严重的上构箱梁空心板、墩顶连续湿接缝、铰缝、桥面铺装、下构盖梁、墩柱、桩基掺入埃肯牌微硅粉。掺入量为30kg/m3。微硅粉主要成分为无定性SiO2,具有非常高的火山灰反应活性，颗粒的平均粒径为0.15微米，比水泥颗粒粒径小100倍，比表面积高达15，000~25，000m2/kg。比水泥粒径小100倍的微硅粉颗粒，填充与水泥颗粒的空隙之间，从而增加了混凝土密实度。微小的微硅粉颗粒使水泥水化产生氢氧化钙晶体，填充在水泥水化产物之间，堵塞空隙和减小空隙尺寸。微硅粉比表面积巨大，掺入1kg的微硅粉，相当于引入约2万平方米的表面积。润湿如此大表面积的水分被就地滞留而无法迁移，因此微硅粉混凝土完全没有泌水，在骨料和钢筋下面也没有泌水聚集，混凝土整体均匀密实。
9 预应力筋下料用粉笔做记号
预应力筋的下料长度应通过计算确定，计算时应考虑结构的台座长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、焊接接头或镦头预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值和外露长度等因素。预应力筋按计算长度切割，在失效段上套上塑料管，放在台座上，线两端穿过定位钢板，卡上锚具，锚具因为重复多次使用，锚具在使用后用干净的机油清洗，并擦洗干净，不得有锈蚀、断裂现象，使用前表面要用新毛巾擦干净，防止打滑。用液压千斤顶单束张拉，先张拉中间束，再向两边对称张拉。在预应力筋初张拉后，用粉笔在断面上每50~100cm做上记号，以方便在继续张拉容易发现是否断丝、滑丝。为保证安全，在张拉端，应安装钢筋防护网。张拉过程中，预应力筋中间、旁边禁止人员经过。
10 混凝土浇筑顺序及养生掌握
根据混凝土结构尺寸数量选择浇筑顺序也非常关键。 全面分层适于平面尺寸不大的结构，分段分层适于结构厚度不大而面积或长度较大的结构，斜面分层多用于长度较大的结构。该桥空心板数量12m3，长度19.3m，适合全面分层提高速度，按底板、腹板、顶板顺序浇筑。约2小时浇筑完。梁板成形后要将表面抹平、拉毛，收浆后适时覆盖，洒水湿养不少于7天。空心板内部是中空，采用砌砖蓄水养护。梁板架设至安装孔之前，凿孔将水放走除尽。
11 预应力筋放张
预应力筋放张时，混凝土强度必须符合设计规定，设计未规定时，不得低于设计混凝土强度的75%。预应力筋放张顺序应符合设计要求，分阶段分批放张。多根整批预应力筋的放张，可采用砂箱法或千斤顶法。用砂箱法放张时，放砂速度应均匀一致；用千斤顶放张时，放张宜分数次完成。钢绞线放张后，可以用砂轮锯切割。钢绞线下料或放张切割，禁止使用电焊机切割。
12 标明预制件型号、日期
构件在预制前，应画构件预制总平面图，每预制一件，用绘画笔涂红，施工进度和数量一目了然。每天按照实施性施工进度计划确定的构件型号安排预制。每预制一件，构件脱模后，在构件上表明型号、预制日期和使用方向。
（中国混凝土与水泥制品网 转载请注明出处）
关键词：先张法；预应力；混凝土；公路项目；应用
1 先张法工艺简单、经济、技术可靠，适合数量多、大批量构件
先张法工序简单，筋束靠粘结自锚，不必耗费特制的锚具，临时固定所有的锚具，都可以重复使用，一般称为工具式锚具或夹具。先张法适宜生产直线配筋的中小型构件，费用比较低廉、经济，质量比较稳定，适合大批量生产。例如某桥352片空心板，每片1.5万，总计528万元，11220平方米，每平方米造价0.047万元。箱梁50片，每片4.5万元，合计225万元，3825平方米，每平方米造价0.059万元。先张法空心板每平方米造价比后张法箱梁节省0.012万元。
2 合理确定施工标段可以保证质量、提高进度，有利于总结经验
笔者所在建设项目为北部湾沿海公路，全长22千米，总投资人民币3个亿，划分为8个标段，分阶段分批施工。其中有大桥3个，中小桥5个，桥梁长度1300米。桥梁结构形式都相同，下部结构是直径1.5米的钻孔灌注桩基础，变截面预应力混凝土盖梁。上部结构采用先张法20米空心板和后张法30米箱梁。该项目采用按结构部位和自然里程划分投标标段。除路面标段没有桥梁外，其余每个标段都有桥涵工程。桥梁从下部结构至上部结构，承包人都独立施工。这样必然每个标段都必须建立自己的预制场地，安装预制设备。
3 有预见性科学规划预制场地，保证预制工作连续进行
某标段402片梁，预制征用场地为未成型的路基，场地足够满足预制和存梁要求。承包人征用存梁300片场地，按照施工进度计划，下构已施工完毕，已陆续架梁。存梁场地腾空，已足够存放剩余102片梁。但人算不如天算，下构26#中桩基地质条件复杂，桩孔塌空，桩身混凝土离析，后配合大应变检测合格。因为存梁积压，无处存梁，造成预制场地停工。架桥机、龙门吊、装载机、搅拌机等设备闲置停工，工人窝工，引起了索赔和工期延误。
4 应力台座受力验算，是保证预制工程质量的前提
预应力墩式台座适用生产中小型构件或多层重叠浇筑的预应力混凝土构件。它由传力墩、台座板、台面和横梁组成，其构造通常采用传力墩与台座板、台面共同受力形式，依靠自重平衡张拉力，并可减小台墩自重和埋深。台座长度和宽度由场地大小、构件类型和数量等因素确定。一般长不大于150米，每组宽不大于2米，张拉力可达1000~2000KN。
5 张拉预应力材料、设备按规定送检是一项必不可少的工作
预应力筋进场时应分批验收，验收时，应对其质量证明书、包装、标志和规格等进行检查。每批钢绞线的重量不大于60T。从每批钢绞线中任取3盘，并从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一根式样进行表面质量、直径偏差和力学性能试验。预应力筋所用锚具、夹具（以不超过1000套组为一个验收批）和连接器（以不超过500套组为一个验收批）进场时，检查出厂合格证和说明书，有外观检查、硬度检验和静载锚固性能试验。还有其他试验，如疲劳试验、周期荷载试验、辅助性试验。
6 钢绞线张拉顺序、程序
钢绞线同时张拉多根时，应预先调整其初应力，使相互之间的应力一致；张拉过程中，应使活动横梁与固定横梁始终保持平行，并应抽查力筋的预应力值，其偏差的绝对值不得超过按一个构件全部力筋预应力总值的5%。张拉顺序一般按设计要求张拉，一般先张拉中间，再向两边对称张拉。
7 拆卸式钢板内模比充气胶囊内模实用、方便
有的承包人为了节约成本，采用充气胶囊内模，施工顺序：绑扎钢筋安装外模，浇筑底板混凝土后，将检查合格的充气胶囊安装就位，用定位箍筋固定，绑扎面板钢筋，浇筑胶囊两侧混凝土。混凝土浇筑完成6~8小时后，胶囊放气抽走，洗净灰浆以备再用。实际使用情况是充气压力不够，气囊承受荷载过大，气囊经常变形，空心板腹板厚度不均匀，空心板内部粗糙凹凸，不仅会影响外观，也会影响到空心板整体受力。某大型承包商，采用拆卸式钢板内模，一次绑扎好所有钢筋，安装好外内模，一次成型，一气呵成，保证了质量和进度。也相应的节约了费用。
[Page]
8 加入埃肯牌微硅粉可以提高海洋大气环境抗腐蚀性和提高混凝土密实性
根据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-89）和《海港工程混凝土结构防腐技术规范》（JTJ275-2000）的有关规定，为增强桥梁结构在水位变动区、浪溅区及海洋大气环境中的抗腐蚀性能和耐久性，对外露严重的上构箱梁空心板、墩顶连续湿接缝、铰缝、桥面铺装、下构盖梁、墩柱、桩基掺入埃肯牌微硅粉。掺入量为30kg/m3。微硅粉主要成分为无定性SiO2,具有非常高的火山灰反应活性，颗粒的平均粒径为0.15微米，比水泥颗粒粒径小100倍，比表面积高达15，000~25，000m2/kg。比水泥粒径小100倍的微硅粉颗粒，填充与水泥颗粒的空隙之间，从而增加了混凝土密实度。微小的微硅粉颗粒使水泥水化产生氢氧化钙晶体，填充在水泥水化产物之间，堵塞空隙和减小空隙尺寸。微硅粉比表面积巨大，掺入1kg的微硅粉，相当于引入约2万平方米的表面积。润湿如此大表面积的水分被就地滞留而无法迁移，因此微硅粉混凝土完全没有泌水，在骨料和钢筋下面也没有泌水聚集，混凝土整体均匀密实。
9 预应力筋下料用粉笔做记号
预应力筋的下料长度应通过计算确定，计算时应考虑结构的台座长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、焊接接头或镦头预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值和外露长度等因素。预应力筋按计算长度切割，在失效段上套上塑料管，放在台座上，线两端穿过定位钢板，卡上锚具，锚具因为重复多次使用，锚具在使用后用干净的机油清洗，并擦洗干净，不得有锈蚀、断裂现象，使用前表面要用新毛巾擦干净，防止打滑。用液压千斤顶单束张拉，先张拉中间束，再向两边对称张拉。在预应力筋初张拉后，用粉笔在断面上每50~100cm做上记号，以方便在继续张拉容易发现是否断丝、滑丝。为保证安全，在张拉端，应安装钢筋防护网。张拉过程中，预应力筋中间、旁边禁止人员经过。
10 混凝土浇筑顺序及养生掌握
根据混凝土结构尺寸数量选择浇筑顺序也非常关键。 全面分层适于平面尺寸不大的结构，分段分层适于结构厚度不大而面积或长度较大的结构，斜面分层多用于长度较大的结构。该桥空心板数量12m3，长度19.3m，适合全面分层提高速度，按底板、腹板、顶板顺序浇筑。约2小时浇筑完。梁板成形后要将表面抹平、拉毛，收浆后适时覆盖，洒水湿养不少于7天。空心板内部是中空，采用砌砖蓄水养护。梁板架设至安装孔之前，凿孔将水放走除尽。
11 预应力筋放张
预应力筋放张时，混凝土强度必须符合设计规定，设计未规定时，不得低于设计混凝土强度的75%。预应力筋放张顺序应符合设计要求，分阶段分批放张。多根整批预应力筋的放张，可采用砂箱法或千斤顶法。用砂箱法放张时，放砂速度应均匀一致；用千斤顶放张时，放张宜分数次完成。钢绞线放张后，可以用砂轮锯切割。钢绞线下料或放张切割，禁止使用电焊机切割。
12 标明预制件型号、日期
构件在预制前，应画构件预制总平面图，每预制一件，用绘画笔涂红，施工进度和数量一目了然。每天按照实施性施工进度计划确定的构件型号安排预制。每预制一件，构件脱模后，在构件上表明型号、预制日期和使用方向。
（中国混凝土与水泥制品网 转载请注明出处）
编辑：
监督：0571-85871667
投稿：news@ccement.com
本文内容为作者个人观点，不代表水泥网立场。如有任何疑问，请联系news@ccement.com。（转载说明）
