4.7 某桥先张法预应力空心板梁施工方案（课件）《主体结构工程施工》同步精品课堂（高等教育出版社—第2版）

4.7 某桥先张法预应力空心板梁 施工方案 主体结构工程施工 同步精品课堂（中职专业课） 1 知识目标 掌握首件工程施工时间、地点、目的。 能力目标 了解工程概况。 学会掌握及运用预应力空心板梁资源配备等内容。 情感目标 通过本课程内容讲解及工程案例施工方案分析，使学生对主体结构工程的主要施工过程、质量、安全有一个较全面的认识，以 培养其职业技能，为后续专业课程的学习打下基础。 学习目标 情境引入 工程起点桩号为K22+700, 终点桩号为K28+917.57, 全长6.217 km。本标段设有互通 式立交与E 匝道桥各1座，分离式立交桥4座，天桥2座，中桥2座，桥梁共计10座，通 道和涵洞共计11座。 土建二标段预应力梁均为20m 长空心板梁，共计390片，均采用先张法进行施工，混 凝土强度等级为C50。首件工程预应力空心板梁为某桥中梁，一片中梁φs15.20 低松弛钢绞线用量330.8 kg,HRB335 钢筋用量1501 kg,HPB300 钢筋用量267 kg,C50 混凝土用量 9.14 m³。采 用fk=1860 MPa 、E,=1.95×10⁵MPa的国产低松弛钢绞线，张拉控制应力 σcom=0.75 fpik=1395 MPa, 每根钢绞线的张拉力195.30 kN。施工过程中采取双控，即控制 张拉力和伸长值。 一 、首件工程施工时间、地点、目的 新知学习 1.计划施工时间：2010年9月16日 2.地点：土建二标段预制场 3. 首件工程施工目的：确定合理的施工机械设备组合、人员组合和用于指导大批量生 产的施工工艺流程。 二 、预应力空心板梁资源配备 新知学习 1.人员配备：满足要求 2.机械设备配备：满足要求 3.原材料及配合比 (1)水泥：52.5级普通硅酸盐水泥 (2)砂子：河砂 (3)石子：碎石 (4)水：饮用水 (5)外加剂： HL-HPC 聚羧酸盐高性能减水剂 (6)标准试验C50配合比：符合要求 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 先根据施工图纸并结合场地的实际情况，设计张拉台座及底模，并浇筑成形。预制时先 将加工好的钢筋笼放入底模上，穿钢绞线，支侧模板，然后张拉钢绞线，浇筑底板混凝土， 放入芯模，绑扎顶板钢筋，再浇筑腹板和顶板混凝土。 1.预制场及台座设置 为满足施工需要，确保施工安全，结合场地情况及操作方便要求，本标段采用地槽式长 线台座。共设4道，每道长均为86 m, 每槽一次可预制20 m 预应力空心板梁4片。用一台 21 m宽50t的龙门吊和一台5t小龙门吊，来完成预应力空心板梁的预制及吊运装车。 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 先根据施工图纸并结合场地的实际情况，设计张拉台座及底模，并浇筑成形。预制时先 将加工好的钢筋笼放入底模上，穿钢绞线，支侧模板，然后张拉钢绞线，浇筑底板混凝土， 放入芯模，绑扎顶板钢筋，再浇筑腹板和顶板混凝土。 2. 张拉台座的设置 本项目采用传力梁、框架式张拉台座，整体张拉、整体放张的施工工艺。传力梁截面尺 寸为600 mm×500 mm,由于张力大，在传力梁内配置6根φ22 mm的钢筋，每150 mm设置一道φ10 mm的箍筋；在传力梁之间每隔6 m 设一道连系梁。内模采用发泡聚苯乙烯。为防 止张拉过程中及张拉后的钢绞线断裂反弹伤人，在传力梁顶每隔1~2 m 预埋钢筋环套，张 拉时用φ25 mm 钢筋穿入环套。 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 先根据施工图纸并结合场地的实际情况，设计张拉台座及底模，并浇筑成形。预制时先 将加工好的钢筋笼放入底模上，穿钢绞线，支侧模板，然后张拉钢绞线，浇筑底板混凝土， 放入芯模，绑扎顶板钢筋，再浇筑腹板和顶板混凝土。 2. 张拉台座的设置 张拉工作完成后宜隔8小时后进行下一道工序。钢横梁采用 工字钢加工制作，加焊钢板。定位板用厚30 mm 的钢板加工制作。台座底板采用钢底板。 张拉台座的设计根据施工的工期要求，以及预应力空心板梁的倾斜角度，在保证质量的 前提下，从节省材料角度出发，张拉台座按槽式台座设计。 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 先根据施工图纸并结合场地的实际情况，设计张拉台座及底模，并浇筑成形。预制时先 将加工好的钢筋笼放入底模上，穿钢绞线，支侧模板，然后张拉钢绞线，浇筑底板混凝土， 放入芯模，绑扎顶板钢筋，再浇筑腹板和顶板混凝土。 2. 张拉台座的设置 台座在施工过程中要确保平整，光滑，且两侧边为平行直线。千斤顶支承的混凝土面要 垂直台座轴线，横梁滑道要水平并平行于台座轴线，换顶垫支承台要垂直于台座轴线。 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 先根据施工图纸并结合场地的实际情况，设计张拉台座及底模，并浇筑成形。预制时先 将加工好的钢筋笼放入底模上，穿钢绞线，支侧模板，然后张拉钢绞线，浇筑底板混凝土， 放入芯模，绑扎顶板钢筋，再浇筑腹板和顶板混凝土。 3.预应力空心板梁模板 预应力空心板梁底座采用钢板做底模，侧模采用定型钢模板，扁钢做肋，端模采用 6 mm钢板制作，刚度、强度和稳定性满足要求，接缝处严密，以防漏浆跑模。在模板使用 过程中模板内应涂脱模剂，以保证混凝土表面的光滑平整。 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 先根据施工图纸并结合场地的实际情况，设计张拉台座及底模，并浇筑成形。预制时先 将加工好的钢筋笼放入底模上，穿钢绞线，支侧模板，然后张拉钢绞线，浇筑底板混凝土， 放入芯模，绑扎顶板钢筋，再浇筑腹板和顶板混凝土。 3.预应力空心板梁模板 20 m 预应力空心板梁使用 15.0 kg/m³的发泡聚苯乙烯做填充内模。发泡聚苯乙烯根据结构尺寸不同，提前向生产厂 家订购。根据施工要求聚苯乙烯内模每节3 m, 并用木条配合固定支架固定在模板内防止芯 模上浮。 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 4.钢筋加工 预制空心板梁钢筋集中在钢筋棚下料、弯曲，同一规格型号的钢筋放一起。钢筋加工前，必须符合下列要求： 钢筋的表面应洁净，使用前应将表面油渍、漆皮、鲮锈等清除干 净； 钢筋应平直、无局部弯折，成盘的钢筋和弯曲的钢筋均应调直。 01 02 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 钢筋焊接前必须根据施 工条件进行试焊，合格后方可正式焊接。焊工必须持合格证上岗。直径16 mm以上钢筋采 用机械连接。钢筋接头采用搭接电弧焊时，采用双面焊缝，同时两钢筋搭接端部应预先折向 一侧，使两接合钢筋轴线一致。接头双面焊缝的长度不应小于5d(d 为钢筋的直径)。 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 钢筋 骨架和钢筋网组成及安装： 钢筋骨架或钢筋网必须有足够的刚度和稳定性。 骨架的焊接拼装 应在坚固的工作台上进行，拼装时应按设计图纸放样，放样时应考虑焊接变形和预留拱度。 01 02 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 5. 张拉施工工艺 铺设预应力钢绞线时，固定钢绞线的端头板位置必须准确，同时防止沾污钢绞线。操作 时多根钢绞线同时进行张拉。在张拉过程中，活动横梁与固定横梁要始终保持平行，钢绞线 预应力值偏差不大于一个构件全部钢绞线预应力总值的5%。 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 5. 张拉施工工艺 张拉时先用20t 穿心式千斤顶在固定端进行初应力 张拉，调整钢绞线初应力，然后采用螺丝端杆锚具将螺杆固定在钢横梁上。张拉端则采用 YCT 300t千斤顶分阶段逐次顶推张拉，钢绞线的张拉是通过千斤顶对螺杆逐次张拉实现的 张拉完成后在张拉端采用螺丝端杆锚具对螺杆进行固定。经经理工程师签字认可后，方可进 行下道工序施工。 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 5. 张拉施工工艺 预应力的张拉采用双控，即控制张拉力和伸长值。张拉控制应力 σcon=0.75fpk= 1395 MPa。张拉时要求实际伸长值与理论伸长值之差控制在6%范围内，否则查明原因调 整后继续张拉。 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 5. 张拉施工工艺 正式张拉前，先将张拉机具送到有资质及责任心强的单位进行检验标定，找出压力表读 数值和千斤顶张拉应力值之间的正确对应关系曲线，以便正确掌握钢绞线的受力情况，并随 时与伸长值进行校检。同时检查油泵油路是否安全。张拉时，千斤顶正面严禁站人，所有各 分级读数都必须大声读出。准确记录并留存好张拉记录，如果换班，张拉和记录人员要做好 交接班记录，确保不出现因读数和记录失误而引起混乱和操作错误，以免造成返工而延误 工期。 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 6.混凝土的浇筑 混凝土在搅拌站集中拌合，拌合时间宜控制在2 min, 不能过短，也不能过长。过短混 合料不均匀，过长会破坏材料的结构。保证混凝土的均匀性，严格控制加水量，每车检测混 凝土的坍落度，以保证混凝土具有良好的和易性。混凝土采用三轮车上加料斗进行运输。先 将加工好的料斗放在三轮车上，再将拌合好的混凝土放入料斗内，用三轮车运输到预制区龙 门吊下，然后用龙门吊吊运料斗将混凝土放入模板内。 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 6.混凝土的浇筑 混凝土拌合前应检修拌合设备，检查 计量系统的准确性，特别应经常检查拌合上料计量系统，避免影响混凝土强度。混凝土拌合 前精确测量骨料的含水量，以调整拌合用水量。混凝土拌合时严格按照试验室提供的配合比 进行，混凝土的出盘坍落度应符合配合比要求，由试验人员全过程对混凝土质量进行监控。 预应力空心板梁的浇筑分两次完成，即第一次浇筑空心板梁底板，然后安装内模，绑扎 顶板钢筋，再浇筑侧板和顶板混凝土。 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 6.混凝土的浇筑 混凝土采用插入式振捣器进行振捣，混凝土浇筑时振捣要均匀，对钢束锚固端及其他钢 筋密集部位采用直径30 mm 小振捣器振捣，更要特别注意振捣效果。用插入式振捣器进行 振捣时，应特别注意避免碰撞模板、预应力钢绞线、钢筋及其他预埋件，以免影响其位置的准确性，并随时检查这些位置，如有移动及时进行调整 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 6.混凝土的浇筑 混凝土浇筑完成后，对混凝土顶面进行修整、抹平，待混凝土初凝后，再抹面并将表面 拉毛，以保证顶面与桥面混凝土铺装层有良好的结合。混凝土养护采用土工布覆盖喷淋的方 式，以保持梁体表面处于湿润状态，防止表面失水过多而产生裂缝，在台座上养护时间不小 于7 d (天),放张后移入存梁区再继续养护7 d (天),确保养护质量。 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 7.预应力钢绞线放张 预应力空心板梁强度及龄期达到设计要求后，经监理工程师同意后即可进行放张。放 张前应先检查锚固板上各钢绞线是否已在原地锚好。 预应力钢绞线放张采用千斤顶法， 即在张拉端采用千斤顶，依次逐渐地将钢绞线微微拉伸到螺杆锚具可以旋松即可。 每次将 钢绞线放松15 mm, 反复依次地进行，直到钢绞线完全放松为止，然后逐根将钢绞线 割断。 01 02 三、预应力空心板梁施工方案 新知学习 8.预制场内移梁与存放 预制场内移梁与存放均用龙门吊进行，预制完成的梁用50t 龙门吊移至存梁区，存梁区 设在台座西端靠近便道，两排存梁台座可存梁100片。 存梁台座用钢筋混凝土浇筑，为防止 出现不均匀沉降，导致叠放梁体倾覆，存梁前应设置排水沟，避免存梁区积水。 存梁前应先对空心板梁进行编号，同时还需注明制作时间，即年、月、日以及桩号、孔 号等，然后进行移梁出坑。 01 02 四 、质量检验 新知学习 1.基本要求 用于本工程中的钢筋、水泥、砂石料等材料必须先进行原材料试验，并经监理工程师检 验合格后方可进场施工。 2. 检查项目 模板安装实测项目；钢筋加工安装实测项目；钢丝、钢绞线先张法实测项目；预制梁 (板)实测项目。 五、质量保证措施 新知学习 1 (1)建立健全完善的质量保证体系，对预制工区设立专门的技术负责人和质量负责人， 加强质量监督，严格按照施工方案和规范要求进行施工。 5 (5)放张采用千斤顶进行，放张时必须分阶段缓慢地放张。放张后采用手动切割机割 断钢绞线，不准用乙炔烧断。 4 (4)施工前必须对张拉千斤顶、油表进行校验。预应力筋必须经检验合格后方可使用。 张拉工必须持证上岗。 3 (3)进行全面质量管理，树立全员质量意识，对施工人员先进行岗前培训，使其充分 熟练掌握技术技能，为进一步提高预应力空心板梁的施工质量打好基础。同时成立专门的质 量活动小组，对施工中存在的问题献计献策，采取有效的措施提高预应力空心板梁的质量。 2 (2)根据本工程的施工特点及重要性，设立质量管理点，对施工过程进行全面的施工 记录。特别对施工质量要点如张拉、放张、浇筑等严格把关，确保混凝土保护层的质量。 六、保护层控制措施 新知学习 1.影响保护层合格率的原因分析 (1)施工操作不规范 钢筋下料过长过短，没有考虑钢筋弯折后钢筋的伸长量； 钢筋安装时，钢筋骨架绑扎不 牢固，在浇筑混凝土时，振动使钢筋偏位；模板安装偏差； 模板安装不牢靠，在混凝土对模 板的侧压力作用下产生位移。上述几种原因可造成保护层成形尺寸不标准。 六、保护层控制措施 新知学习 (2)砂浆垫块质量差 制作的砂浆垫块强度偏低，根本承受不起钢筋自重，或砂浆垫块规格、摆放、固定、数 量不能有效控制钢筋的位置。 (3)施工人员保护层控制意识不强 施工人员对保护层控制的意识不强，心中无保护层控制的想法或意识，发现保护层问题 不主动纠正解决。 六、保护层控制措施 新知学习 2.施工中保护层厚度的控制措施 1 (1)针对以上问题产生的原因，应从施工前技术交底和施工过程控制两方面着手控制 保护层的厚度，加强施工人员保护层控制的意识。 5 (5)加强现场管理，禁止无关人员进入现场，并做到混凝土浇筑时随时检查，发现问 题及时解决以排除隐患。 4 (4)重视砂浆垫块的制作，砂浆垫块要高于浇筑混凝土一个强度等级，并在砂浆垫块 中预埋钢丝以便固定。施工中专人检查垫块的位置及绑扎情况，不满足要求时应及时更换。 3 (3)钢筋检验时加大对保护层厚度控制的检验，制作钢筋的尺寸在绑扎成品后要与设 计相符，过大、过小时均不予检验通过，整改后进行复检，直到钢筋保护层厚度符合设计要 求后方可浇筑混凝土。 2 (2)明确施工前结构物各部位保护层的设计厚度，严格按照图纸设计要求进行交底， 确认操作人员明确各部位保护层的设计厚度。 七、安全施工技术措施 新知学习 (1)建立健全的安全保证体系，针对预应力空心板梁预制施工及安装，成立专门的安 全小组，工区主任为安全主要负责人，设立专门的安全员负责安全管理，张拉、放张和吊运 时绝对禁止闲人进入。 (2)张拉台座的设置充分考虑其安全、稳定性。为防止张拉时夹片飞出伤人，在张拉 端后设置一道高1 m 的砖墙。 (3)钢绞线张拉时严格按照规定应力和伸长率进行，不得随意变更。不论拉伸或放张 钢绞线都应缓慢均匀，发现油泵、千斤顶、锚具有异常，应立即停止张拉。 安全施工技术措施 七、安全施工技术措施 新知学习 (4)在张拉过程中，应严格控制工作油压，坚决不允许油压超过额定压力的现象发生。 千斤顶加载应保持平稳、均匀并缓慢地进行，在放张时也必须慢慢打开回油阀，使油压缓慢 下降。在千斤顶承受压力的情况下，不得拆卸油顶和油管路，也不得拧动任何螺丝。油泵运 转异常时必须及时停止张拉。千斤顶作业时两端严禁站人，并对危险区应加以防范。 (5)张拉完成后在张拉槽内加工钢筋时不允许用电焊焊接，只准绑扎，并严禁碰撞钢 绞线。 (6)吊放预应力空心板梁时，安排专人负责统一指挥，龙门吊下严禁站人。 安全施工技术措施 八、文明施工 新知学习 01 (1)施工现场保持整洁有序，交通畅通；各类施工用具码放整齐，施工机械停放有序。 施工人员佩戴胸牌，使用礼貌用语。 02 (2)对施工人员进行法制教育，杜绝一切非法活动。 03 (3)工地门口挂操作规程、施工工艺、危险源等标牌，标明工程名称、施工单位、工 期、工程主要负责人姓名和监督电话，自觉接受社会监督。 05 (5)严格遵守国家和地方有关环境保护的法律法规和规定。 04 (4)工程材料、构件分类分规格堆放整齐；机具设备由专人保养。 文明施工 九、环境保护措施 新知学习 01 (1)施工期间的粉尘主要来自散失的水泥、粉煤灰等细粒材料，施工场地上土壤受行 驶车辆扰动而产生的尘土也是主要污染源。为防止对环境的污染，对粉尘物质采取必要的覆 盖和除尘装置。 02 (2)施工便道经常性地洒水，保持无扬尘，确保环境无污染。 03 (3)施工噪声具有突发、不规则、不延续、高强度等特点。施工现场除了运输车辆产 生交通噪声外，还有施工机械产生的噪声与振动，噪声量大的机械设备在夜间12时以后停 止施工。 05 (5)施工场地的废弃物集中堆放，及时清运。生活垃圾均装袋处理，使施工现场井然 有序，做到文明施工。 04 (4)组织好材料场外运输，防止带来交通公害。 环境保护措施 课堂练习 填空题 1.为满足施工需要，确保施工安全，结合场地情况及操作方便要求，本标段采用地槽式长线台座。 2.预应力空心板梁底座采用钢板做底模，侧模采用定型钢模板，扁钢做肋，端模采用 6 mm钢板制作，刚度、强度和稳定性满足要求，接缝处严密，以防漏浆跑模。 3.预制空心板梁钢筋集中在钢筋棚下料、弯曲，同一规格型号的钢筋放一起。 课堂练习 选择题 答案： A. 混凝土浇筑前 解析： 先张法是在混凝土浇筑之前对预应力筋进行张拉，以确保预应力的有效传递。 1.在先张法预应力空心板梁施工中，预应力筋通常在哪个阶段张拉？ A. 混凝土浇筑前 B. 混凝土浇筑中 C. 混凝土浇筑后 D. 混凝土养护期间 课堂练习 选择题 答案： D. 进行锚固 解析： 张拉到设计张拉力后，需要立即进行锚固以固定预应力筋，防止预应力损失。 2.先张法预应力空心板梁施工中，预应力筋张拉到设计张拉力后，下一步操作是什么？ A. 立即浇筑混凝土 B. 等待混凝土达到一定强度 C. 放松预应力筋 D. 进行锚固 课堂练习 选择题 答案： A. 夹片锚固 解析： 夹片锚固是先张法中常用的锚固方式，因其操作简便、锚固效果好。 3.在先张法施工中，预应力筋的锚固方式通常采用哪种？ A. 夹片锚固 B. 锲形锚固 C. 螺旋锚固 D. 波纹管锚固 课堂练习 选择题 答案： D. 28天 解析： 通常混凝土浇筑完成后，需要进行至少28天的养护，以确保混凝土达到设计强度。 4.先张法预应力空心板梁施工中，混凝土浇筑完成后，应进行多长时间的养护？ A. 7天 B. 14天 C. 21天 D. 28天 课堂练习 选择题 答案： D. 所有以上 解析： 张拉前的准备工作包括检查预应力筋、准备张拉设备和设置张拉台座等。 5.在先张法施工中，预应力筋张拉前需要进行哪些准备工作？ A. 检查预应力筋的尺寸和质量 B. 准备张拉设备 C. 设置张拉台座 D. 所有以上 课堂练习 选择题 答案： B. 形成混凝土形状 解析： 混凝土模板的主要作用是形成混凝土构件的形状和尺寸。 6.先张法预应力空心板梁施工中，预应力筋张拉时，混凝土模板的作用是什么？ A. 支撑预应力筋 B. 形成混凝土形状 C. 防止混凝土流动 D. 传递张拉力 课堂练习 选择题 答案： C. 为了克服预应力损失 解析： 超张拉是为了克服由于摩擦力、锚固损失等因素造成的预应力损失。 7.在先张法施工中，预应力筋张拉完成后，为什么要进行超张拉？ A. 为了提高施工速度 B. 为了确保预应力筋的弹性 C. 为了克服预应力损失 D. 为了增加混凝土的强度 课堂练习 选择题 答案： A. 设计图纸 解析： 预应力筋的张拉控制应严格依据设计图纸的要求进行。 8.先张法预应力空心板梁施工中，预应力筋的张拉控制应依据什么？ A. 设计图纸 B. 施工经验 C. 材料供应商的建议 D. 现场条件 课堂练习 选择题 答案： B. 为了确保预应力筋的均匀张拉 解析： 控制张拉速度可以防止预应力筋受力不均，确保张拉的均匀性和预应力的有效传递。 9.在先张法施工中，预应力筋张拉时，为什么需要控制张拉速度？ A. 为了提高施工效率 B. 为了确保预应力筋的均匀张拉 C. 为了减少施工成本 D. 为了加快混凝土浇筑 课堂练习 选择题 答案： A. 加速混凝土硬化 解析： 蒸汽养护可以提供适宜的温度和湿度条件，加速混凝土的硬化过程，缩短施工周期。 10.先张法预应力空心板梁施工中，混凝土浇筑完成后，为什么要进行蒸汽养护？ A. 加速混凝土硬化 B. 防止混凝土表面开裂 C. 增加混凝土的强度 D. 所有以上 课堂小结 一、工程概况 二 、首件工程施工时间、地点、目的 三、预应力空心板梁资源配备 四 、预应力空心板梁施工方案 五 、质量检验 六、质量保证措施 七、保护层控制措施 八 、安全施工技术措施 九、文明施工 十 、环境保护措施 课堂小结 1.简述预应力空心板梁资源配备。 2.简述预应力空心板梁施工方案。 3.简述预制场及台座设置。 作业布置 感谢观看 $$