威海预应力空心楼板青岛预制构件厂

【摘 要】为了检验预应力混凝土空心板的施工质量，对预应力混凝土空心板进行了静载试验。检验预应力混凝土空心板刚度、强度及抗裂性能是否满足设计要求。
【关键词】静载试验；预应力；混凝土空心板
1．引言：某桥梁为预应力混凝土空心板桥，结构形式为116m装配式预应力（A类）混凝土简支空心板。上部结构横向布置12片空心板，梁高0.8m，标准间距1.25m，预制边梁宽1.615m。下部结构桥台采用薄壁桥台配D120钻孔灌注桩基础。标准截面上部预制空心板采用C50混凝土。桥面铺装采用10cmC50混凝土调平层，9cm沥青混凝土，在沥青混凝土和调平层之间设置防水层。设计荷载标准：公路-Ⅰ级。
2．试验内容：本次静载试验主要是测试预制空心板梁在各级试验荷载作用下结构的工作性能，包括挠度、应变，并对裂缝进行观测。对于简支板，跨中断面为试验荷载的控制断面。以设计单位提供的梁体跨中断面设计控制内力为加载依据，根据结构计算的等代效应以及现场条件，采用两点集中力加载，试验采用挑梁加载，加载前以0.5倍荷载进行预加载，分4级加载。分别是试验荷载的0.25、0.50、0.75、1.00倍；1级卸载。
1挠度观测：挠度测量采用百分表，在L0/4、跨中、3L0/4截面及梁板两端支承处各布置2个挠度测点，以观测各级荷载作用下的挠度及支点沉降值。
2、应变观测：应变测量采用静态电阻应变仪DH3818，在试验梁跨中截面底板及腹板布置应变测点，用于观测梁体在各级荷载作用下应变的变化，具体位置如图2-3所示。
3、裂缝观测：试验前后及加载过程中仔细检查，试验过程中用裂缝宽度测量仪观测裂缝的产生及扩展情况。

先张预应力混凝土空心板因其使用稳固、造价低、施工方便、施工速度快、可大批量工厂化集中预制而得到广泛应用，空心板是桥梁的主要构件，它的质量的好坏不仅关系到桥梁的使用寿命，而且关系到生命的安全。所以预制的空心板是建桥施工单位的重要任务。那么怎样才能预制的空心板呢：
一、预应力混凝土结构施工的基本概念：
1、有效预应力。有效预应力是力筋张拉后，从锚下控制拉应力中扣除相应阶段的应力后在钢绞线中实际存在的预应力。有效预应力过大，则会产生如下问题：
1）钢绞线可能被拉断；
2）施工阶段可能会引起构件某些部位受到拉力（受拉区）甚至开裂；
3）使开裂荷载与破坏荷载相近，一旦裂缝，将很快破坏，即可能产生无预兆的脆性破坏，另外还会预应力钢绞线的松弛损失；
2、预应力损失。预应力损失，将预应力钢绞线张拉到控制应力后，由于种种原因，其拉应力值将逐渐下降到一定程度，即存在预应力损失。经损失后预应力钢绞线的应力才会在混凝土中建立相应的有效预应力，因此只有正确认识和计算预应力钢绞线的预应力损失值，才能比较准确地估计混凝土中的预应力水平；
3、预应力混凝土结构优点。预应力混凝土结构有下列主要优点：
1）提高了构件的抗裂度和刚度。对构件施加预应力，推迟了裂缝的出现，在使用荷载作用下，构件可不出现裂缝，或使裂缝推迟出现，因而也提高了构件的刚度，增加了结构的耐久性；
2）可以节省材料，减少自重。预应力混凝土由于采用高强材料，因而可以减少钢筋用量和减少构件截面尺寸，节省钢材和混凝土，降低结构物自重。这对于自重所占比例很大的大跨径公梁和城市桥梁来说，有着显著的性。一般大跨度或重荷载结构，采用预应力混凝土结构是比较经济合理的；
3）可以减小梁的竖向剪力和主拉应力。预应力混凝土梁的曲线钢筋，可使梁中支座附近的竖向剪力减小，又由于混凝土截面上预压应力的存在，使荷载作用下的主拉应力也相应减小，有利于减薄梁的腹板厚度；
4）结构质量安全可靠。施加预应力时，钢筋与混凝土都经受了一次强度检验。如果构件在钢筋张拉时表现质量良好，那么，在使用时也可以认为是安全可靠的。
二、预应力张拉前的准备工作：
1、张拉机具设备
1）锚夹具：夹片式单根钢绞线夹具；
2）千斤顶：QYC270型千斤顶穿心式张拉装置，数量6台。根据设计要求预应力钢绞线的张拉力为137.7kN，选用额定拉力为270kN的千斤顶；
3）油泵：配套油泵选用ZB4500型电动油泵，数量8台；
4）油管及接头：连接千斤顶和油泵的外接油管，采用钢丝编制胶管；
2、张拉设备的标定：施工预应力用的各种机具设备及仪表，应经常维护，定期标定。在开始使用前，全面进行标定。但施工过程中发生下列情况时，应重新标定：张拉时预应力筋连裂；千斤顶漏油严重；压力表指针不能退回零点；千斤顶更换油压部件或使用修复后的测力仪表；
3、钢绞线的下料长度：一端张拉：L=L1+L2+L3，其中，L1为台座长度（包括横梁在内）；L2为张拉端预应力筋外露长度，如L2≥60cm；L3为非张拉端预应力筋外露长度，L3=8cm。

先张法预应力空心板梁预制施工作业指导书
一、工程概况
线路主线桥共有13米预制空心板梁：192片；20米预制空心板梁：192片：
线路主线桥预制空心板梁
数量序号预制空心板梁、箱梁类型(片)12345613米预应力混凝土空心板（斜交10中板）13米预应力混凝土空心板（斜交10边板）13米预应力混凝土空心板（斜交30中板）13米预应力混凝土空心板（斜交30边板）20米预应力混凝土空心板（斜交10中板）20米预应力混凝土空心板（斜交10边板）
二、施工准备
1、张拉台座
台座是先张法施加预应力的主要设备之一，它承受预应力筋在板梁制作时的全部张拉力，我部预制场采用框架式台座。由纵梁、横梁、横系梁组成框架，承受拉应力。张拉台座应具有足够的强度和刚度，抗倾覆系数不小于1.5，抗滑系数不小于1.3，受力后挠度不应大于2mm，为满足规范的规定要求，一般采用槽式台座。
2材料机具准备
空心板台座施工完毕，砼达到一定强度后，即可进行空心板梁预制。准备钢筋、模板、锚具、钢绞线、砼配合比设计等。钢筋、钢绞线统一堆码于梁场钢筋存放区。钢筋及钢绞线每批重量应不大于60T，按不同钢种、等级、牌号、规格、及生产厂家分批验收，分别堆存、不得混杂，且应设立识别标志，钢筋应具有出厂质量证明书和试验报告单。
2、底模安装
施工台座时底板台面铺设不小于5mm厚钢板，用打磨机磨光，作为板梁底模，平整度应控制在2mm以内，两侧用（∟35×35×5mm）角钢固定，按梁底宽形成整体三、施工工艺
1、刷底模脱模剂
在已施工好的槽式台座底模上涂脱模剂，脱模剂要涂均匀、平整，不宜有遗漏。
2、安放钢绞线：预应力筋均采用符合G/T5224-95标准钢绞线。跨径13米预应力混凝土空心板梁采用φs12.70钢绞线；。跨径20米预应力混凝土空心板梁采用φs15.2钢绞线，fpk=1860MPa，Ep=1.95×105MPa松弛率为2.5%。钢绞线进场前按规范规定进行抽样并委托检验。钢绞线下料用砂轮锯切割，严禁使用乙炔烧割，下料长度为槽长与千斤顶长度之和。预应力筋的一切性能指标符合合同规范和国家有关标准要求，在失效长度内套PVC失效管。
3、张拉：张拉前，应对台座、横梁及各种张拉设备进行详细检查，一切符合要求并经监理工程师签认后才能开始张拉（用于张拉的千斤顶及配套油压表等张拉设备应按规范要求配套标定，对张拉设备进行校检；计算钢绞线的张拉力并换算成油表读数；计算钢绞线的理论伸长量。）。
钢绞线的张拉采用双控群张，以应力控制为主，采用应变校核。张拉到计算初应力时在钢绞线的张拉端做伸长量标记，然后给张拉缸送油分级张拉至超张应力，持荷2min。然后缓慢回油至张拉控制应力，此时打开顶压阀回油，顶压活塞自动回程。顶紧夹片，张拉锚固完成。每级张拉千斤顶的伸长量不宜超过18cm。张拉按如下程序进行：
（1）施加初应力：应对称进行，使每根钢铰线达到初应力（用前卡式千斤顶施加）。即在大张拉前，应先使用小千斤顶逐根进行初张拉至10%，使每根钢绞线受力均匀。

随着国内公路建设的不断发展，在公粱建设中后张法预应力空心板粱得到了广泛的应用和推广。本文将对后张注预应力空心板粱的施工质量控制方法着重进行阐述。
后张法预应力空心板粱与过去普遍采用的预应力T型梁相比，有自重轻、刚度好、安装安全等优点：较先张法预应力空心板梁有跨度大、经济适用等优势；较其它现浇板梁有投入小、施工方便的好处。因此，随着公路建设的不断发展，在公梁建设中后张法预应力空心板梁得到了广泛的推广。
后张法预应力空心板粱的施工流程一般为：支立、安装内模一绑扎上部钢筋一穿金属波纹管及定位同定一支立、安装侧模一安装端头模板一检测、校正模板一绑扎剩余钢筋一灌注砼一砼养护一穿预应力钢绞线一张拉、压浆一封锚。
一、施工准备阶段质量控制:
1、台座底模施工:
1）规划预制厂地，平整压实，处理好场地地基，按设计图纸铺设板粱底模;
2）预制台座应固定、无沉陷，台座各支点间距应适宜，以底模挠度水大于2mm;
3）台座两边相威布置排水沟和钢筋混凝士支撑边粱，支撑边粱每隔一定距离预埋钢筋环，用于拉固固定空心板侧模的拉杆。
2、预应力材抖的质量控制:严把材料质量关，产品要有出厂合格证，对到场材料进行检验，其强度、刚度、严密性及螺旋压接缝咬合牢度等各项指标均达到质量标准方可使用;
1)进到现场的材料要妥善保管，要有防雨、防潮措施，按施工进度计划进料，或在施工现场随用随加工制作。有严重锈蚀的不得使用，作报废处理;
2)波纹管在运、安放过程中，减少或防止外力作用。防止波纹管变形，发现变截面的波纹管应更换;
3)加强对波纹管的保护减少对其损伤。减少电焊作业。在普通钢筋骨架成型后再铺设波纹管，用振捣棒振捣混凝土时，要避开波纹管，波纹管接头。用大规格的被纹管作套管，套营长20～30cm管道接头在套管内要对口、居中。两端的环向缝隙用胶带封闭严密。
3、预应力张拉设备的选择设备的选择:
1)施加预应力前应对张拉设备进行核查。施加预应力所用的机具设备以及仪表应由专人使用和管理，并应定期维护和校验。千斤顶及其配套的油汞、油压表一起进行校验;
2)张拉机具设备应与铺具配套使用，并应在进场时进行检查和校验。对长期不使用的张拉机具设备，应在使用行全面校验。当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。弹簧测力计的校验期限不宜超过2个月;
二、施工阶段质量控制:
l、钢筋加工及安装、波纹管安装;
1)钢筋进场资料须，分类垫起堆放于钢筋棚中，必要时加于遮盖以保护钢筋不受损伤、污染;
2)各类钢筋须经各项检验合格后方可进行加工并严格按照设计图纸和规范要求进行，钢筋加工由钢筋班下料，在预制厂搭建的加工棚中进行。准备工作做好后，对底模进行打磨清理除锈，涂刷脱模剂;
3)把在钢筋加工场加工好的钢筋在底模上进行安装绑扎，先绑扎底板钢筋和腹板钢筋，并按设计图纸和规范要求布置安装、固定波纹管，波纹管用机械卷制，按设计长度连接，按计位置安放并增加定位钢筋牢固固定，接头处用胶带缠牢，防止漏浆;

99ZG408《SP预应力空心板》，采用高强度低松驰钢绞线作为受力主筋，张拉采用张拉自锚，预制空心板，锚定整体放张新工艺，了张拉力的准确性。
预制空心板的跨度大（3.0m~18.0m）承载能力高，延性好，结构性能可靠，故可改变传统的设计观念，简化建筑结构，减少承重墙和梁，柱的设置数量，从而降低了层高，增大了使用面积。使设计更为机动灵活，结构设计趋于简单。
预制空心板可根据设计需要在板端甩出钢筋，还可根据需要在板底，板面增设预埋铁件以利板与圈梁，板与板的联接，增强了整体刚性，以利抗震设防。

我国从20世纪80年代后期开始供应较高强度的预应力钢丝、钢绞线。1995年后开始生产强度为1860MPa相当于美国270级)的钢绞线，为生产预应力混凝土构件创生产SP预应力混凝土空心板，以下简称SP空心板)的生产工艺和生产设备以后，我国开始批量生产大跨度达18m的空心板，并开始进行实验及检验研究。SP空心板性能，具有跨度大、承载能力高、抗震、防火、隔声性能好，且板长在3.0~18.0m内可根据使用要求任意切割，满足各种工业与民用建筑的使用要求，已被科学技术司列为重大科学技术推广项目，成为我国传统楼板的换代产品，具有广阔的应用前景。
1、SP空心板的生产
1.1 原材料
SP空心板采用混凝土强度等级为C40~C50的零塌落度细石混凝土，即干硬性混凝土其优点是比一般塌落度较大的混凝土的收缩和徐变值小。SP空心板主要采用低松驰预应力钢绞线，1x7标准型，强度级别为1860MPa，直径有?9.5，?11.1，?12.7mm3种；也可采用松驰预应力钢绞线，1x3标准型，强度级别为1570MPa，直径为?8.6mm。板缝是用强度不小于C20的细石混凝土或相应强度的水泥砂浆实，确保其整体刚度。
1.2 工艺流程
SP空心板生产线采用干硬式混凝土冲捣和挤压成型工艺，可连续大批量叠加生产，不需设置模板，不需蒸汽养护，一次成型。SP空心板是在长线台座上生产的，是将预应力钢绞线布放在台座上，按规定进行张拉。钢绞线张拉完毕后，将挤压成型机放到台座上，该成型机一次完成以下几个工序:浇注底板、板肋和而板混凝土;捣实混凝土;孔芯和板边嵌锁式键槽的成型及抹平后，挤压成型机退出作业。底板、板肋和而板混凝土各有不同的配合比，由机械按设定的配合比自动控制，以保持稳定均匀的质量。挤压成型机由升降式运料机或单轨运料斗补充混凝土，成型时保持稳定的速度。浇筑好后的空心板，在生产台座上保持湿润情况下养护一段时间，当达到一定强度后，可进行叠层生产，或进行切割，并将空心板移出生产台座，然后移到露天堆放场地养护和干燥。
1.3 规格
SP空心板的标准宽度为1200mm,也可生产2400mm宽的板,在1200mm范围内可以生产多种宽度板。板的标准厚度分别为1300和380mm,也可根据需要进行调整。板的长度可以根据设计任意切割,长可达18m左右。
2、SP空心板的优点
（1）生产工艺，无需模板和蒸汽养护，可以叠层生产，生产。
（2）与顶而后浇混凝同组成叠合结构，可增强楼板刚度，加大房屋结构整体性，扩大其适用范围和经济性。
（3）尺寸误差小（仅在1.5mm内)，外观质量好。既可省去抹灰工序，又可避免