预应力桥面板的预制和吊装施工方案

一、工程概况

兴隆大沟桥位于济南市二环南路，现状桥梁全长46.4m，桥面宽48m，横向布置为3.5m（人行道）+41m（车行道）+3.5m（人行道）。上部结构型式为3孔13m标准跨径的钢筋混凝土空心板，每孔横桥向设置40块空心板，空心板中板宽118cm，边板宽112cm，板高70cm；下部结构型式为砌石重力式桥墩，砌石重力式桥台，扩大基础。

此次维修加固工程对桥面板进行更换，采用交通部现行公路一级13m标准板。原墩台帽进行拆除按现行设计标准重做。更换桥梁板式橡胶支座，重新铺设人行道及安装新栏杆，加铺一层钢筋混凝土层，重新铺设桥面防水层和沥青混凝土桥面铺装。

二、桥面板的预制

桥面板在我公司预制场（济南市黄岗路1号）内集中预制，工艺如下：

（1）钢筋工程

熟悉施工图纸，根据制品外形尺寸、保护层厚度或钢筋外包尺寸及其形状计算下料长度，填写好配料单。

除锈：钢筋上若有锈蚀必须予以清除。

调直：对局部曲直、弯曲或成盘钢筋应加以调直，用钢筋调直机进行调直。

切断：钢筋弯曲成型前，根据配料单中的分类及长度分别切断，成盘钢筋由调直机调直切断外，其余均用砂轮切割机切断。

弯曲成型：在钢筋弯曲机上进行。

布筋：按施工图纸在台座上布筋，用铁丝绑扎牢固，严格定位和布设；布设保护层垫块，数量足够，支垫牢固，严防露筋。

钢绞线制作及安装：

在钢绞线进场以后，应分批进行检验。检验时从每批钢绞线中任选3盘，从每盘中截取一根进行表面质量、直径偏差、力学性能试验。在钢绞线试验合格后，根据每槽张拉台座的长度（包括横梁宽度）、张拉伸长值、外露长度以及张拉时所需要的长度等因素确定钢绞线的下料长度；钢绞线下料时，使用砂轮切割机切割，切割口的两侧各5cm处用铁丝绑扎。铺设预应力钢绞线时，预应力筋的失效长度采用硬塑料管将其套住，在张拉完成之后按照设计要求的失效长度和位置重新固定塑料管的位置并用铁丝将两头绑扎牢固避免混凝土浆进入管内，使预应力筋与混凝土不产生握裹作用，达到设计要求的失效效果。

钢铰线的安装：将下好料的钢绞线运到台座一端，钢绞线穿过端模及塑料套管后在其前端安引导装置以利于钢绞线沿直线前进。引导工具利用钢管加工而成，前端做成圆锥形状。穿束前各孔眼应统一编号，对号入座，防止穿错孔眼。

、每块空心板增加4个吊钩，钢筋大样图为：

    (单位：除钢筋直径外，其余为厘米)

、每块空心板增加固定胶囊箍筋与架立钢筋。钢筋大样图为：

（2）支模

将底模两侧安放好塑料止水带，防止漏浆，将侧模刷好脱模剂。

固定模板：侧模外侧下部用木撑头支撑，防止下部偏位及漏浆，上部外侧亦用圆木支撑，防止跑模，保证构件外型尺寸，模板两端焊接槽钢，并用螺栓固定刷好脱模剂的堵头。

采用脱膜剂，使其不粘混凝土表面，也不使砼变色，刷脱模剂应在模板定位前完成，以防不污染钢绞线及钢筋，若钢材不慎沾上，应用肥皂液洗净后再干布擦干。

钢绞线的张拉：

先张法施工预应力梁板采用“整拉整放”的施工工艺，“双控法”控制，即：“以应力控制，伸长量校核”。

准备工作：

A、施工现场必须具备批准的张拉程序和现场施工说明书；

B、施工现场有具备预应力施工知识和正确操作的施工技术人员；

C、检查锚具是否安装正确；

D、施工现场必须具备确保全体操作人员和设备安全的必要的预防措施；

E、检查张拉千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线是否重合一致；

F、检查钢绞线是否被污染，如有应采取一定措施处理使之满足要求；

G、详细检查台座、横梁及各项张拉设备是否符合要求，符合要求后方可进行操作。

H、检查千斤顶是否与压力表相一致。

I、根据现场的钢绞线长度以及设计的钢绞线的有关数据按照下列公式计算预应力钢绞线的理论伸长值△L（mm）:

△L= PP×L/ AP×EP

式中：PP ——预应力钢绞线的平均张拉力（N）；

L ——预应力钢绞线的长度(mm)；

AP ——预应力钢绞线的截面面积（mm2）；

EP ——预应力钢绞线的弹性模量（N/mm2）。

在以上的准备工作检查完成之后，进行预应力的张拉。首先应先调整每根钢绞线的应力（初应力σ0=10%-15%σcon）使每根钢绞线之间应力一致，并推算在初应力下的伸长量△L2。同时在预应力筋上选定适当的位置刻以标记，作为量测延伸值的基点。

预应力钢绞线张拉的实际伸长值△L（mm），按下式计算：

△L=△L1+△L2

式中： △L1——从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值（mm）;

△L2——初应力以下的推算伸长值（mm）。

张拉过程中，应使活动横梁与固定横梁始终保持平行，并抽查预应力钢绞线的预应力值，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%。 

张拉预应力筋时，两台千斤顶必须同步顶进，保持横梁平行移动。

预应力钢筋均匀受力，分级加载拉至超张拉应力，锚固。最后在根据设计要求对钢绞线进行失效处理，即根据设计的钢绞线失效长度固定塑料管的位置。

预应力筋张拉或放松时，均应填写施工记录。

张拉程序：

0→初应力→105％бk (持荷5min)→0→бk（锚固） 

操作程序

A、调整预应力筋长度，使每根预应力筋受力均匀。

B、初始张拉：施加 10%的张拉力，将预应力筋拉直，锚固端和连接器处拉紧，在预应力筋上选定适当的位置刻画标记，作为测量延伸量的基点。

C、正式张拉：采用两端同时张拉方式，张拉顺序由中间向两侧对称进行，单根预应力筋张拉吨位不可一次拉至张拉应力。

D、持荷：预应力筋张拉完成后，按规范要求持荷 5min，以减少钢丝锚固后的应力损失。

E、锚固：补足或放松预应力筋的拉力至控制应力。测量、记录预应力筋的延伸量，并核对实测值与理论计算值，其误差应在±6%范围内，如不符合规定，则应找出原因及时处理。张拉满足要求后，锚固预应力筋，千斤顶回油至零。

（3）模板立定后，调整好预埋件及预留孔的位置，校对尺寸，将事先放好的木条调整到板梁的端部，防止漏浆，认真做好隐蔽工程的检验工作。

钢筋、模板要通过三检过关：自检（工长主持），厂检（主管工程师或委托质检工程师），终检（项目部旁站会同监理工程师）。

（4）砼浇筑

做好浇筑砼的前期工作，加速砼的浇筑进程：

提前充分做好砂石，水泥的备料和相关机械设备检修，试运行，提前向拌合站下达砼配合比及持续生产量。

主筋、箍筋和侧模一次性安装到位，经过三检符合规范要求后后随即浇筑砼。

桥面板砼浇筑分四步进行：

A、首先浇筑底板，在放料入模时，一方面控制好料斗高度，使其离底不超过2米 ,以不发生离析为度，同时料斗中的砼须均匀地倒入模内，然后用插入式高频振捣器捣实，底板砼必须均匀、平整，且控制好其厚度。

B、穿放胶囊，穿好后开始充气，压力控制在0.025MPa  ，充好气后要校正胶囊位置，避免其偏位。

C、最后浇筑中上层砼。

D、面层砼收浆初凝半小时之内完成抹面，拉毛，表面要平而毛。

E、注意事项：浇注砼，由一端向另一端分层进行，放料时要左右对称、均匀，分批放入，并用插入式高频振动器两侧对称振实，尤其是底层和中部要控制捣器的插入深度，严格控制气囊的上浮和偏移，使之不影响梁板各部结构厚度。

F、砼试件的制作：在预制空心板梁浇筑混凝土的同时，要做砼试块：（150×150×150），每个生产日至少做两组同步养护试块，并标明制作日期，并与空心板同步同条件养护，及时掌握强度，以备拆模和起模运放;按规范要求每块空心板取足试块的组数，作为 28天强度试块，放在标养室进行养护。

G、根据气温情况，待砼初凝后，放气抽出气囊，并把表面处理干净。脱模后的空心板要及时写上生产日期、规格、编号。

在浇筑砼时要注意以下事项：

先张法构件使用振动棒振捣时应避免触及力筋，防止发生受振滑移和断筋伤人事故，并不得触及内模；

（5）脱模、封头 、起模

按规范要求控制好拆模时间，

待试块的抗压强度达到设计强度的75%以上起模。 

封头，采用C50混凝土封堵，厚度40cm。

（6）放张

在桥面板混凝土强度不低于设计强度的85%时方可分批放松预应力钢绞线。预应力钢绞线放张采用“千斤顶整体进行，放张时应对称、均匀、分次完成，不得骤然放松。钢绞线放张完成之后要用砂轮切割，严禁用电焊烧切。切割时先切长束，依次类推，对称切割。

我公司预制场地：

2、成品板梁的存放

（1）桥面板完成起模运放后，在合格的板梁上标好生产日期、安装部位等标志。

（2）其成品板放置于存板梁场，一是待其后期强度的增长;二是使之有足够的存放量保证后续架板梁不间断的进行，吊出的预制桥面板还要进行养护直到出厂。

（3）吊机运行中慢速匀速前进，稳吊轻放，板梁下不能有任何人员，确保桥面板和人员的绝对安全。

（4）分层叠放，每层必须在梁的支座下方设置枕木，上下必须垂直，严禁垫木超出支座范围;地基必须坚实平坦，排水流畅。

（5）注意边板的起吊放置，必要时（下层）须加斜支撑，以防地基沉变而倒梁。

（6）桥面板间要留有足够的间距，以便起吊梁的方便和安全，靠外侧要留有装梁车的位置。

（7）分区存放，并立牌标明梁位，同跨梁和连续架的板梁应依次放置同区内，以便于装板梁。板梁的存放应由远而近（对生产线而言），避免吊板梁跨越已存板梁。

三、张拉计算

每根钢绞线长度85.4 m,中板9根,边板11根

张拉计算：

（一）理论伸长值的计算：

100%δk时，ΔL =δk÷E×L=1395÷199×85.4=599mm

（二）实际张拉拉力计算：

1、初张10%δk阶段: R=10%δk×A=10%×1395×140=19.53KN

2、20%δk阶段: R=20%δk×A=20%×1395×140=39.06KN

3、40%δk阶段: R=40%δk×A=40%×1395×140=78.12KN

4、60%δk阶段: R=60%δk×A=60%×1395×140=117.18KN

5、80%δk阶段: R=80%δk×A=80%×1395×140=156.24KN

6、 100%δk阶段: R=100%δk×A=100%×1395×140=195.3KN

（三）实际张拉伸长值计算： 

1、初张10%δk阶段，采用单根张拉，压力表号10411

回归方程P=1.02772+0.23198R

压力表读数：

P=1.02772+0.23198×19.53=5.6Mpa  

ΔL =(5.6-1.02772)÷0.23198÷140÷199×85.4=60mm

2、从10%δk阶段到100%δk阶段采用整体张拉。

压力表号：001  对应校准方程：yp=0.01xf+0

20%δk阶段：

中板：

压力表读数yp=0.01×39.06×4.5+0=1.8MPa

ΔL =（1.8-0）÷0.01÷140÷199÷4.5×85.4=123mm

边板：

压力表读数yp=0.01×39.06×5.5+0=2.1MPa

ΔL =（2.1-0）÷0.01÷140÷199÷5.5×85.4=117mm

40%δk阶段：

中板：

压力表读数yp=0.01×78.12×4.5+0=3.5MPa

ΔL =（3.5-0）÷0.01÷140÷199÷4.5×85.4=238mm

边板：

压力表读数yp=0.01×78.12×5.5+0=4.3MPa

ΔL =（4.3-0）÷0.01÷140÷199÷5.5×85.4=240mm

60%δk阶段：

中板：

压力表读数yp=0.01×117.18×4.5+0=5.3MPa

ΔL =（5.3-0）÷0.01÷140÷199÷4.5×85.4=361mm

边板：

压力表读数yp=0.01×117.18×5.5+0=6.4MPa

ΔL =（6.4-0）÷0.01÷140÷199÷5.5×85.4=357mm

80%δk阶段：

中板：

压力表读数yp=0.01×156.24×4.5 +0=7.0MPa

ΔL =（7.0-0）÷0.01÷140÷199÷4.5×85.4=477mm

边板：

压力表读数yp=0.01×156.24×5.5+0=8.6MPa

ΔL =（8.6-0）÷0.01÷140÷199÷5.5×85.4=479mm

100%δk阶段：

中板：

压力表读数yp=0.01×195.3×4.5+0=8.8MPa 

ΔL =（8.8-0）÷0.01÷140÷199÷4.5×85.4=599mm

边板：

压力表读数yp=0.01×195.3×5.5+0=10.7MPa 

ΔL =（10.7-0）÷0.01÷140÷199÷5.5×85.4=596mm

3. 压力表号： 002     校准方程：yp=0.0097xf+0.95

20%δk阶段：

中板：  ΔL = 123 mm 时

yp=123÷85.4×199×140×4.5×0.0097÷1000+0.95=2.7 MPa

边板：  ΔL = 117 mm 时

yp=117÷85.4×199×140×5.5×0.0097÷1000+0.95=3.0 MPa

40%δk阶段：

    中板： ΔL = 238 mm 时

yp=238÷85.4×199×140×4.5×0.0097÷1000+0.95=4.3 MPa

边板： ΔL = 240 mm 时

yp=240÷85.4×199×140×5.5×0.0097÷1000+0.95=5.1 MPa

60%δk阶段：

     中板：ΔL = 361 mm 时

yp=361÷85.4×199×140×4.5×0.0097÷1000+0.95=6.1 MPa

边板：ΔL = 357 mm 时

yp=357÷85.4×199×140×5.5×0.0097÷1000+0.95=7.2 MPa

80%δk阶段：

     中板：ΔL = 477 mm 时

yp=477÷85.4×199×140×4.5×0.0097÷1000+0.95=7.7 MPa

边板：ΔL = 479 mm 时

yp=479÷85.4×199×140×5.5×0.0097÷1000+0.95=9.3 MPa

100%δk阶段：

     中板： ΔL = 599 mm 时

yp=599÷85.4×199×140×4.5×0.0097÷1000+0.95=9.5 MPa

边板： ΔL = 596 mm 时

yp=596÷85.4×199×140×5.5×0.0097÷1000+0.95=11.3 MPa

张拉控制压力表读数与伸长值

桥面板集中堆放在指定的空地上，保证堆放处基底坚实、平整、板与板之间搁置隔离沙袋。

采用平板运输车、每车装运3块空心板，龙门吊装车。

行车路线为：黄岗      济齐路       纬十二路      阳光新路       二环南路      兴隆大沟桥

选择加长半挂车或高低盘拖车运输，一次一车可拉2--3块（半挂车一次拉2块，拖盘车一次拉3块），两层桥板间用厚度高于吊环高度的硬质方木或枕木垫牢。

五、桥面板的安装

先吊装边跨，后吊装中跨。边跨在相应桥台外侧支车，中跨汽车吊与运输车在边跨已经安装好的空心板上支车及吊装。在中跨吊装前，提前放置好沙袋及钢板便桥.    

（1）施工准备

预制板架设前确定吊机行走路线，吊机停放稳定后，要通过起吊重量和吊机自重验算地基承载力，如不满足要求，要对地基进行加固。调查吊机通行路线的宽度、弯道半径、高度、载重以及吊机作业位置有无障碍物，以保证吊机能顺利通行。

（2）吊放桥面板

汽车吊机停放后，初次使用时应先进行试吊。试吊时，将桥面板吊离支撑面2～3cm后暂停，对各主要受力部件的作用情况做细致检查，确认受力良好，方可继续起吊。

汽车吊起桥面板时，应对绑扎吊点距离桥面板端悬出的长度进行验算，以防止捆绑吊点桥面板顶面超过容许应力而使梁开裂破坏。

（3）板面板落位

根据现场情况，在桥台帽上放出每块桥板的纵向中心线，桥面板端头横线以及支座底部轮廓线，在桥板端横线上定出各块桥板的底部边缘点。

在每块板的两端，应标出桥板的竖向中线。落位时，在桥板侧面挂线锤，根据墩台顶面标出的梁端横线及该横线上标出的梁侧边缘点，来检查和控制桥板的顺桥及横桥向正位。 

在桥板端的中心挂线锤，根据板端向上的中线检查板是否正直，并不向两侧倾斜。板的顺桥向位置，以固定端为准，横桥向位置以板的纵向中心线为准。