预应力混凝土空心板范文

导语：如何才能写好一篇预应力混凝土空心板，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：预应力混凝土空心梁板裂缝

一、工程概况

松阳县50省道改建工程建设项目全长22.38公里，全线采用双向四车道一级公路标准，设计速度80Km/h，整体式路基宽度24.5m。其中横山中桥，桥孔为3×13m预应力混凝土空心梁板，全桥一联，总长58m。设计荷载：公路Ⅰ级，下部构造为柱式墩、桩基础，桩基为嵌岩桩，桥台为u型桥台，扩大基础。

横山中桥空心板，为后张法钢绞线预应力混凝土结构，跨径13m，板梁高60cm，宽124cm；空心板的梁顶、底板厚度均为12cm，肋板厚度为23cm；空心板钢绞线选用标准强度fpk=1860Mpa，混凝土强度为C50；

二、先简支后连续施工

1先简支后连续梁桥的设计特点

在简支转连续梁桥中由简支状态转换为连续梁状态的常见方法有以下几种：

1）将主梁内的普通钢筋在墩顶连续。该方法简单易行，缺点是墩顶负弯矩区域常常出现横向裂缝，影响桥梁的持久使用，增加维护费用。

2）在主梁内纵向预应力钢束在墩顶采用特殊的连接器进行连接，该方法效果很好，但是施工难度太大。

3）在墩顶两侧一定范围内的主梁上部布设局部预应力钢束来实现。该方法简单可行，同时克服了负弯矩处开裂的问题。

横山中桥跨径13m，采用的第一种设计

2先简支后连续梁桥的施工工序

1）先预制空心梁板，待混凝土达到设计强度的90%且满足养护时间后，张拉正弯矩区预应力钢束，压注水泥浆并及时清理空心板梁底板通气孔。

图1张拉主梁顶板预应力后弯矩图

2）设置临时支座并安装好永久支座，逐孔安装主梁，置于临时支座上层简支状态，及时连接桥面钢板及端横隔梁钢筋。

图2简支状态自重作用下弯矩图

3）连接连续接头段钢筋，绑扎横梁钢筋，接头施工完成后，浇筑剩余部分桥面板湿接缝混凝土，浇筑完成后拆除一联内的临时支座，完成体系转换。

图3体系转换后顶板弯矩图

4）现浇调平层混凝土，喷洒防水层，进行护栏、桥面铺装施工及伸缩缝安装。

图4使用阶段不计预应力弯矩包络图

三、裂缝分布情况

根据现场统计，在已预制好的29片梁板中4片出现裂缝，其中边梁1片，中梁3片。裂缝梁的位置基本都在梁跨端附近，在梁板顶面，裂缝多发的位置在箍筋处，裂缝长度长不一，大约10～130cm，缝宽为0.05～1mm，沿截面高度呈上宽下窄状，部分深度在1cm之内，个别多达8cm，距离端部2m范围内。裂缝情况如下所示：

梁体编号 裂缝类型 裂缝形式 长度cm 宽度mm 浇筑日期 浇筑温度

1-2 非结构裂缝 贯通纵缝 30～126 0.8～1 2012.07.14 27～38℃

3-13 非结构裂缝 断续纵缝 10～30 0.05～0.2 2012.07.24 25～35℃

1-4 非结构裂缝 断续纵缝 10～30 0.05～0.2 2012.08.05 26～37℃

1-9 非结构裂缝 端部横缝 80 0.05～0.2 2012.08.10 25～35℃

四、裂缝成因分析

一般来说，裂缝是混凝土结构经常遇到的现象，混凝土裂缝可分两类，即结构裂缝和非结构裂缝。本桥空心板顶板出现的若干条裂缝，对于该裂缝的产生一般是由于结构横向拉应力超过混凝土本身的抗拉强度而导致开裂，而在整个施工过程中，结构并无行车荷载，针对裂缝宽度，高度，深度，及分布区域，结合施工方案和设计图纸以及施工情况综合分析，对该裂缝的产生提出以下几点原因：

1横山中桥在先简支后连续施工工艺中采用2.5m长，间距为10cm直径为25的普通钢筋在墩顶处连续。在空心板达到设计强度的90%以上进行张拉时，由于垂直于预应力钢筋方向的“劈裂拉应力”而引起裂缝出现。此外，端头部分钢筋密集程度很高，在混凝土浇筑工程中很容易由于振捣不充分而导致混凝土不密实，张拉时混凝土强度偏低，以及张拉力超过规定等，都会容易产生横向裂缝。

2水泥采用虎山P.052.5，经检验符合规范要求，水泥用量：459kg/m3，坍落度值为100～130mm.设计配合比：水泥：碎石（大/小）：砂：水：外加剂=1：1.51/1.01：1.36：0.37：0.009。.在混凝土施工时，由于偏于保守，水泥用量超过高限，由于水泥用量的增加使混凝土凝结收缩量大，造成表面裂缝。

3施工因素。施工不当也会产生裂缝，如安排在高温天气浇筑混凝土等，其裂缝分布部位、方向、出现时间具有一定的规律性。根据施工原始记载，发生裂缝的预应力空心板，浇筑气温均在32℃以上。在如此高的气温条件下，拌和、运输及浇筑由水化热较高的P.052.5普通硅酸盐水泥配置的混凝土，如不采取降温措施，极易产生外界高温热量向混凝土倒灌的现象，使混凝土温度过高。当混凝土降温收缩时，全部或部分受到台座的约束，在混凝土内部出现很大的拉应力，进而导致严重的降温收缩裂缝。

4混凝土养生：现场操作往往是等混凝土脱模后才开始养生，空心梁顶面在大气中，夏季气温高，加快了水分的蒸发，致使表面干缩裂缝。

5其他因素。混凝土拌和时，如果水泥和骨料温度过高，加之水泥水化热会使混凝土拌和物温度增高，在冷却硬化过程中会使温差收缩加大，导致开裂。由于温度变化引起的裂缝，结构随着温度的变化受到约束时，在混凝土内部产生应力，当此应力超过混凝土抗裂强度，混凝土便开裂，即产生温度裂缝。

五、裂缝处理措施

裂缝的修补方法要根据裂缝的形式、大小、产生的原因和结构受力情况及使用要求综合制定，常用的裂缝处理方式如下：

1表面修补法：此法适用于对承载力无影响，裂缝宽度小于0.3mm的表面裂缝。包括表面涂抹水泥砂浆，表面涂环氧树脂胶泥和贴玻璃布、碳纤维布、表面凿槽嵌补。

2内部修补法：此法用压力泵把胶结材料压入裂缝中，结硬后起补缝作用。适用于裂缝宽度较大，对结构整体性有影响，有防水、防渗要求的裂缝修补。

3结构加固法：此法适用于对梁板结构的承载能力，整体性有较大影响的裂缝的修补。就是通过加大砼和钢筋截面面积，并通过一些构造措施，对原结构进行加固补强。在原梁板的受拉区补加砼对被加的钢筋起到粘结和保护作用，在受压区浇砼，能增梁、板的有效高度，后加的部分能有效的发挥作用。

根据横山中桥现场梁板情况，采用以下处理方式：

对小于0.3mm的裂缝，采用毛刷或钢丝刷等工具清扫砼表面尘土，然后用棉丝蘸乙醇沿裂缝方向两侧20～30mm处擦洗干净并保持干燥，用灌浆盒或灌浆嘴将环氧树脂浆液对裂缝部位灌入填充密实。

对大于0.3mm的裂缝，采用沿裂缝用钢钎或风镐凿成“V”形槽，槽宽与槽深根据裂缝深度和有利于封缝来确定，凿完后用钢丝刷及压缩空气将混凝土碎屑粉尘清除干净，用灌浆盒或灌浆嘴将环氧树脂浆液对裂缝部位灌入填充密实。封缝采用环氧树脂胶泥，先在裂缝两侧（宽20～30mm）涂一层环氧树脂基液，后抹一层厚1mm左右、宽20～30mm的环氧树脂胶泥。

六、施工注意事项及改进措施

1原材料把关

按质量要求，严格进行选料，对不符合要求的砂、碎石和水泥不许进场，对含泥量较大的骨料要求用水冲洗；严禁使用过期和不同标号的水泥，尽量采用发热量和收缩量较小的矿渣低水化热水泥。进场材料必须经严格检验后方能使用，对高标号混凝土使用高标号水泥，减少水泥用量，水泥安定性合格且初凝时间必须大于45min。细集料使用级配良好的中砂，细度模数Mx应大于2.6，含泥量小于3%.粗集料使用质地坚硬、级配良好的碎石，含泥量小于1%，针片状颗粒含量应小于5%。

2配合比控制

施工中应严格控制混凝土配合比，测定集料含水量，针对不同的气温条件及时调整施工配合比，控制好坍落度，保证出槽混凝土具有良好的和易性，避免因配合比控制不严，使含水量过大，以至在采用整体钢模时水分无法排出而导致水泡，影响梁体质量和美观。在施工过程中，加强对混凝土的施工管理，确保配料准确和合理的搅拌时间，定期校验各种称量仪器，保证原材料用量准确。

3施工阶段控制

（1）浇筑前模板制作方面：侧模，根据梁体结构形式进行设计，在满足几何尺寸的前提下，尽量减少直角连接，减少应力集中点；模板表面打磨光滑，减小摩阻力。制梁台座：制梁台座表面尽量光滑，摩阻力小。制梁台座表面可铺设表面光滑的材料，如水磨石、钢板、胶合板等。

（2）浇筑时及浇筑后：在施工过程中，控制好混凝土的浇注时间和浇筑时的温度，安排在早、晚或温度低的时候进行混凝土浇注并及时掩护，并用塑料布进行覆盖，经常保持混凝土湿润，从而防止温度裂缝的产生。

（3）施工采用插人式振捣器振捣时，移动间距不应超过振捣器作用半径的1.5倍，对每一振捣部位必须振动到混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆，边振动边徐徐提出振动棒，避免过振，造成混凝士离析，从而产生结构裂缝。

七、结束语

造成桥梁出现裂缝的原因是多种多样，必须提高施工管理人员的素质和技术水平，同时必须要求施工管理人员放开思想，消除偏见，客观公正地充分发表意见，对每个质量事故原因所在进行细致分析。

结构设计中，钢筋混凝土结构构件是允许带裂缝工作的，问题不在于有无裂缝，而在于出现什么样的裂缝。当桥梁发生开裂现象后，应从设计、施工及其使用状况等各方面进行细致地调查测试及详尽地分析，找出开裂的主要原因，分析裂缝的性质，预料其对结构的危害性，判断其需要修补或加固的紧迫性，最后采取合理、有效、经济的修补加固措施，使桥梁损伤尚在轻微时期就能得到修补，保证其正常地使用。经常开展质量检查活动，提高施工管理人员的分析能力和工程质量隐患的预见能力。对已经出现质量问题研究分析，找出质量问题的根本原因，采取最优化的补救措施；对经常会出现问题的环节，采取预防。

参考文献

【1】王铁梦，钢筋混凝土结构的裂缝控制[J].混凝土2000年05期

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预应力空心板是桥梁的重要结构，随着我国预应力技术的不断发展和完善，已接近国际先进水平，而且预应力技术是当前世界上最重要的最有发展前途的结构。因此它是我国桥梁工程重要的发展方向，我们每位施工人员都应该认真学习、了解预应力技术，不断改进施工生产工艺、提高效率、保证质量，使预应力发挥它的功效。

一、制作预应力混凝土空心板的前期准备工作：

1、预制场地的选择

2、先张法台座的制作

3、张拉设备的选择及其标定

4、预应力钢绞线的检验与存放

5、锚具的选择

二、预应力混凝土的施工方法：

1、钢筋（板中除钢绞线以外的钢筋）

预制板制做前应进行钢筋加工，钢筋下料前应平直无局部弯折，并将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。各号钢筋的制作尺寸必须按图纸要求。Ⅰ级钢筋制作的箍筋弯钩的弯曲直径应大于受力主钢筋直径，且不小于箍筋直径的2.5倍。钢筋安装绑扎在钢绞线张拉到控制应力50%时进行，钢筋间距应正确，绑扎应牢固，为了控制箍筋间距在案台座上应事先用红油画出标记。水泥砂浆垫块应事先准备好，应与钢筋扎紧并互相错开、保护层厚度应符合设计要求。钢筋的夹头应反向于胶。斜交角为防止端部胶上浮、位移应做端部箍筋限位。板下部连接筋支模后应紧靠模板，拆模后可顺利凿出。支设模板及浇筑混凝土前施工员、质检员、钢筋人员应对各部位钢筋的安装、绑扎及预埋件等各部位进行严格检查。

2、台座

台座表面在每次施工前进行检查、修补，保证其平整光滑。清理干净台座表面及两侧角钢后涂刷脱模剂。放钢绞线时应避免与台座接触，采用1米长的木板适当铺设。如有接触应用干净麻布认真擦净。混凝土浇筑振捣过程中应避免振捣器与台座接触，一定周期后适当对台座面进行水磨。施工员在每次施工前对台座进行严格检查。

3、模板（定型钢模）

在施工前应对每块模板表面进行平整检查，除去表面鳞锈，接缝处理要平整不错台，严密不漏浆。相邻模板高差不超过2 mm，预留孔位置偏差不超过10 mm。支模拼装应检查各部位支撑是否牢固。浇筑混凝土前，施工员、质检员、木工应对模板支设的部位按图严格检查。（对模板的高程应严格检查，控制板的厚度，以免板的厚度影响桥面高程）

4、预应力钢线及张拉设备、器具

钢绞线进场前严格检验，进场后根据钢绞线盘尺寸做钢支架，支架应牢固安全防止剪去包装后散盘伤人，保存钢绞线标牌并进行相应的弹性模量对照，放线应由内盘拉出，下料要认真计算足够的设计长度和工作长度，切断要采用砂轮切割机，钢绞线表面不得带有剂、油渍等降低钢绞线与混凝土粘结力的物质。钢绞线表面可有轻微的浮锈，但不得有锈蚀成肉眼可见的麻坑，浮锈在进行钢筋绑扎前用铁刷、干净麻布擦掉。放线后支架中的钢绞线采用防水罩罩住防止雨淋。钢绞线失效采用塑料套管，尺寸应严格控制、按编号排列套在相应部位，塑料套管接头处及管与钢绞线接头处（管两头）用塑料胶布包扎牢固防止串位进入混凝土。钢绞线定位应准确、固定，保证实际位置与设计位置相符，误差不大于5 mm。钢绞线就位后采取初应力拉直，施工员及时检查套管是否准确，然后进入张拉施工阶段。

张拉设备及器具

千斤顶与压力表配套校验，确定张拉力与压力表之间的关系，计算出相应张拉力情况下压力表的读数，做成标签粘在表面某处，张拉使用前检查油压机是否正常运转，锚具夹片及其它辅助工具应事先准备就绪，记录人员认真记录好张拉过程中各项需要数值，并通过分析千斤顶、油压表检验的准确性，施工中出现异常现象应立即停止施工及时校验千斤顶、油压表合格后方可进行正式施工。

5、钢绞线张拉及伸长值计算

钢绞线张拉采用两端单根张拉，（根据不同情况有采用一端张拉）左右对称张拉端直接用钢绞线，张拉施工方便。张拉的程序为：

0初应力（15%σk105%σk持荷8分钟0σk（锚固）

进行初应力张拉取张拉控制应力的15%，为了安全施工，张拉应力为50%时进行钢筋及预埋件的安装、绑扎。安装严格按设计图纸进行，绑扎应牢固，垫块应垫好固定后支设钢模板，支设前模板面必须除锈擦脱模剂。考虑到施工中两侧角钢处粘海绵厚度及顺直方面的误差还有浇筑混凝土后涨模等问题的存在，台座的宽度比板的设计宽度相应小1.5cm，模板拼装处应粘海绵防止漏浆，模板下部用方木支撑，上部用Ф12的螺杆拉紧，模板上部内口宽度用方木支撑控制，整体适当加斜撑及紧线器拉住防止板倾斜，模板初步支设后进行张拉至105%持荷5分钟放至0后进行100%σk张拉，张拉时一板内钢绞线断丝率不得超过1%，张拉锚固后继续进行模板及钢筋调整，特别是底板及两侧连接筋。板两侧封头模板孔口周边要磨光防止划破胶，下部打混凝土前用海绵塞好并在外部用砂浆勾缝。此工序前对套管进行调整到位。张拉过程中张拉施工队各成员应认真负责，做到以上各项应严格检查，监理同意后方可进行混凝土浇筑。

张拉应力及伸长值计算

张拉控制采用应力、应变双控制，当应力达到张拉应力时，实际伸长值与理论伸长值相差应控制在6%以内，发现异常应暂停张拉，查明原因调整措施后再张拉。

理论伸长值计算公式：

Δ=pl/egag=σk*l/eg

P-预应力钢绞线的张拉力（N）

L-预应力钢绞线的长度（M）

Eg-预应力钢绞线的弹性模量（mpa）

Ag-预应力钢绞线的截面面积（mm2）

伸长值L用张拉钢模两端长减去连接杆的一部分。

另外，在以上施工时应注意以下几个方面：

操作高压泵人员，应熟练掌握设备性能，应专人负责。

在张拉时，千斤顶两端严禁站人，测量伸长值人员应站在千斤顶的两侧。

张拉记录应在张拉完成后进行，并应写明日期，千斤顶、高压油泵的编号及油泵司机姓名。

绑扎非预应力筋时严禁使用气焊。

6、预应力混凝土的浇注

预应力空心板使用混混凝土及配比应符合钢筋混凝土的一般规定。在浇注混凝土前，将失效段的塑料管位置确定好，并用胶带或铁丝将塑料管两端扎紧或封严，以保证其位置的准确和密封，使失效段与混凝土完全脱离。

浇注时先浇注空心板底的混凝土，然后穿入胶，再浇注顶板的混凝土。混凝土的浇注与振捣要严格按施工技术规范执行，并做好混凝土试块。又由于施工工期要求，必须在三天内使混凝土强度达到80%以上，除采取混凝土加早强剂的方法外，混凝土的养护也是十分关健的。混凝土浇注完收浆后，尽快覆盖草帘子，并洒水养护，保证混凝土的温度，防止炎热天气造成水分过度蒸发，使混凝土在一定时间内保持水泥水化作用过程中需要的适当温度和湿度条件。

当拆模后，罩上塑料薄膜，既可以防止水分蒸发，使水泥尽早完成水化作用，达到尽早提高混凝土强度目的。

7、预应力筋的放张

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【关键词】预应力混凝土空心板加固工程；质量监理；安全监理；合同监理；组织协调

1、实例分析

有一处六层的办公楼，其建构采用YKB40-65型预应力混凝土空心板，活荷设计值为3.0kN/m2 ，要想使活荷载标准得到了大幅提高，由3.0kN/m2变为需要的5.0kN/m2，就需要通过有效的加固手段进行改造。

1.1混凝土空心板加固方法

方案一：可以采用保留预制空心板的方法，并在其排列方向上进行钢梁的搁置，合理利用化学锚栓，做好钢梁和原框架的链接工作，并将钢板焊接在原先的框架上，浇筑钢筋混凝土，形成刚混凝土复合结构。方案二：还可以把原有的预制空心板拆掉，在原始框架上加植刚筋的方法，实现重新对楼板架构进行浇筑，使得梁柱结构更结实稳固。方案三：施工人员在不拆除原构件的情况下，在原预应力混凝土空心底板上，通过碳纤维布的粘贴，达到加固的工程效果。

1.2预应力混凝土空心板加固质量问题分析

问题一：通过这样的工程处理，原预制板所承受的荷载能够大大减小，借助于新增钢梁的传导作用，框架结构所承受的荷载也变得均匀化、合理化。此方案的缺点在于造价高，原楼板没有拆除，对于承担荷载方面不仅没有分担，还变相地增加了荷载数值。

问题二：由于受到作业场地的影响，楼层要想实现楼板的拆除，只能采用人工拆除的方法，大型机械设备与之相比存在危险性，运输楼板不便等短板；使用混凝土施工作业必然会有施工过程复杂麻烦，所需要的工时也相应较长等；新浇楼板模板虽然对于荷载有所分担，但新增模板却不能支撑2层的混凝土空心板的压力，要想解决这个问题就必须从底层开始做2层支撑，但实际操作性不高。

相比第一和第二个方案，方案三是最符合资源合理化分配，投入资金少，加固快，工期短，更适合作为加固方案进行实施。当加固方案制定好后，项目监督管理工作也该相应被提上日程，以保证项目施工的落实。

2、预应力混凝土空心板加固工程监理管理的作用

建筑工程质量是决定人民生命财产安全的最根本保障。早期我国建筑工程质量管理采用TQW理论管理模式，直到20世纪90年代，我国建筑业开始实施贯彻IS09000族标准。预应力混凝土空心板加固工程监理工作是从图纸的设计到原材料采购再到工程落实与施工，工程建设无小事，无论是施工前的合同签订，还是施工中的人员安全、建筑质量以及施工后期的检验工作都是工程所监管的范畴。为保证加固工程顺利竣工，保证工程质量一直保持在预控状态下，就需要监理人员熟悉和掌握监管的范围及重点，加强与业主的交流于沟通。

3、预应力混凝土空心板加固质量监理措施

3.1加强施工方自身管理制度建设

施工方的自查分三部分，施工前、施工中、施工后期的自查。施工前期需要对相关的设计图纸及勘查文件进行审查。在施工管理中要始终坚持“事无巨细”的原则，不放过任何一个小的纰漏，为后续工作的开展打下坚实基础。在施工中期常出现的问题就是施工现场的巡回监管不完善，没有严格按照规章制度进行现场监管。监管松懈很容易出现施工不按预先设计好的步骤进行，从而发生施工混乱的现象。这一问题的出现，说明仅仅依靠人力监管还有漏洞，所以，监管中必须要采用更先进的技术做支持，使用科学化的设备对施工现场进行抽查，可以有效避免施工出现纰漏。

3.2 不断完善质量监理管理体系

工程监理单位在监督工作中最需要做到的就是公开、公正。仅仅依靠工程监管部门的力量对工程质量进行管理还是不够的，只有施工方提高工程质量的把关标准，不断提高自身的要求，严格自查，自觉接受监理单位的监管，才能彻底消灭建筑质量的安全隐患。另外在监理过程中监理人员也需要加强执法意识，严禁出现徇私执法的情况。监理人员在监督过程中一旦发现建筑质量存在安全隐患，就必须即刻与施工方取得联系，督促施工单位加快解决速度。

4、预应力混凝土空心板加固工程安全监理措施

4.1 严格按照客观事实进行项目规划

虽然，建筑项目的设计图纸及规划都是经过严格的考察才制定落实的，但是在施工过程中存在许多不可控因素，要求项目设计必须进行调整，才能保证施工工作的顺利开展。项目一旦进行新的调整就必须考虑到各方面的利益问题，这就在一定程度上会忽略建筑安全问题。此时，监理单位就需要切实执行自己的职责，加大项目设计的审查力度，帮助项目制定符合客观事实的规划。

4.2 完善安全管理制度

俗话说“没有规矩，不成方圆”，施工建设亦是如此。要想保证建筑项目在进行中不出现任何安全事故，就必须要建立起有效的制度。对于企业来说，建立一套安全管理制度来防患安全问题，也需要建立监察部门，对制度的落实及安全的排查。

4.3 加强安全设备的使用

很多安全事故是可避免的，就是由于企业以“利”字当头，忽视了对安全设备的检查，而导致安全事故频发。管理人员要确保安全管理资金落实到项目安全设备的更新换代上，引进新的科学设备和安全技术，对于那些存在质量问题的设备及时进行维修或淘汰。

5、预应力混凝土空心板加固合同监理要点

工程合同是指发、承包双方为了完成商定的施工工程任务，明确相互权利和义务的协议。是工程质量、进度、安全等多方面最重要的执行依据，对工程的开展有指导监督作用。

在合同签订之前，要根据工程的实际情况做好适当的发包方式和价款调整。同时，对于合同的起草要选择国家颁布的通用性合同文本，文字表达要严谨科学，着重把双方的真实意见表述清楚。

合同签署后，双发的责任和义务正式生效。为保证合同管理工作能顺利开展，就需要对合同执行中的各种纠纷进行合理化预算分析，尤其是索赔和反索赔的事件，以规避可能出现的风险。监理单位在项目的各项配置上要严格进行审查，只有审查合格后，方可允许监理单位的人员上岗操作。

不是项目建设完成后，合同就没有作用了，对于合同的评估仍是合同管理的重头戏。根据项目建设的实际情况，对于合同的签署内容进行合理化总结分析。总结经验教训，避免下次再出现同样的失误，从而减少不必要的损失。同时还要加强监理人员的培训，提高专业素养，从而整体提升监理工作水平，保证项目的顺利开展。

6、预应力混凝土空心板加固监理中的组织协调对策

不少项目为了保证有序地进行，都会使用各系统权责相协调的办法。对于建筑工程项目而言也是一样，由总监理工程师为组织协调工作的主要负责人，对于组织内部的任何一个岗位都下发了详细的任务说明，每个人都有权、有责、有职，在管理工作中做到人人有责，出现问题责任到人。

监理工程师在工程的监管中不仅需要有组织协调的能力，还需要知识面涉及广泛，工作能力强。项目的建设会出现许多意想不到的问题，监理工程师需要采用最合适的协调方式，解决其中的问题，防止对施工作业产生阻碍。

7、结语

对于建筑工程来说，任何细节都是决定建筑质量的根本因素。切实落实项目监理制度，建立高效监管制度，不仅仅保证了人民的生命财产安全，还能有效地推动我国建筑事业的发展进程。

参考文献：

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关键词：桥梁；预应力；理论伸长量；现场控制

一、后张法桥梁空心板预制情况简介

南水北调东线一期工程鲁北段小运河段工程施工Ⅱ标长12.228km，地处东昌府区，标段范围内的建筑物工程包括桥梁16座，其中公路桥3座，生产桥13座。桥梁上部结构采用标准跨径为16m、20m后张法预应力混凝土简支空心板。

钢绞线采用高强度低松弛Φs15.20mm钢绞线，标准抗拉强度fpk≥1860Mpa，正弯矩区和负弯距区钢绞线锚具均采用15-3型、15-4型、圆型锚具、圆形波纹管孔道及配套锚垫板、螺旋筋，钢筋根据设计图纸采用相应的Ⅰ级和Ⅱ级钢筋。。预制空心板须待混凝土强度达到设计混凝土强度85%，且混凝土龄期不小于7d，方可张拉。张拉前先校核千斤顶，然后按照图纸提供的顺序张拉。张拉采用张拉力与伸长量双控，用电动油泵加压，千斤顶张拉，两端对称进行。当预应力钢束达到设计张拉力时，实际伸长量与理论伸长量的误差应控制在6%以内。

二、计算伸长量的依据与方法

（一）计算伸长量的依据： 1、设计图纸

2、公路桥涵施工技术规范（JTG TF50-2011）

3、预应力混凝土钢绞线（GB/T5224-2003）

（二）计算方法：

本标段内空心板张拉采用两端对称，可从对称线断开，计算单边的单端张拉伸长量，双端张拉的总伸长量为单边伸长量的2倍。

计算单端张拉伸长量采用分段计算法公式计算，分别计算出预应力钢绞线直线段和曲线段的理论伸长量，然后相加再减去锚具变形、钢绞线回缩即可得出单端张拉伸长量。

1、曲线段理论伸长量ΔL1按照《公路桥涵施工技术规范》（JTG TF50-2011）中计算公式（1）：

ΔL=

Pp×L

（1）

1

Ap×Ep

ΔL-预应力筋的理论伸长值（mm）；

Pp-预应力筋的平均张拉力（N），直线筋取张拉端的拉力；两端张拉的曲线筋，计算方法见公式（2）；

L-预应力筋的分段长度（mm）；

Ap-预应力筋的截面面积（mm2）；

Ep-预应力筋的弹性模量（Mpa）；

Pp的计算按照《公路桥涵施工技术规范》（JTG TF50-2011）附录C-2计算公式（2）：

Pp=

P（1-e-（kx+μθ））

（2）

kx+μθ

P-预应力筋张拉端的张拉力（N）；

θ-从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）；

x-从张拉端至计算截面的孔道长度；

k-孔道每束局部偏差对摩擦的影响系数；

μ-预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数。

注：当预应力筋为直线时Pp=P0

2、直线段理论伸长量ΔL2按照公式（1）计算，Pp取张拉两端拉力。

3、 单端理论伸长量ΔL=ΔL1+ΔL2-l

l-锚具变形、钢绞线回缩量

三、计算过程：

1、计算参数的确定：

（1）有效计算长度确定：由于工作锚到工具锚之间的这一段钢筋同样有受力伸长，所以钢绞线的有效计算长度必须加上这一段。

经现场测量，千斤顶长度为33.7cm，工作锚环厚6cm，锚具锚环厚3.5cm，该段长度L′=432mm。

（2）预应力筋的截面积Ap：根据《预应力钢筋混凝土》（GB/T 5224-2003）查得，公称直径d=15.2mm低松弛高强度钢绞线截面积Ap=140mm2。

（3）根据委托山东大学土建与水利学院测试中心检验《预应力混凝土用钢绞线检测报告》查得 预应力筋的弹性模量Ep=1.979×105（Mpa）；

（4）其他 参数由设计图纸查得：

孔道每束局部偏差对摩擦的影响系数k=0.0015；

预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数μ=0.25；

锚具变形、钢绞线回缩为6mm（一端）；

2、计算范例：

以16m跨公路桥中板2号钢束为例：

图纸照片：

钢绞线束数=3 θ0=9°L0=15657mm

P=1395×140×3=585900N

曲线段：BC段

θ=×Ω

L1=1571mm

kx+μθ=0.0015×1.571+0.25××Ω=0.0416264

Pp=P*（1-e-（kx+μθ））/（kx+μθ）=585900×（1-e-0.0416264）/0.0416264=573873 N

ΔL1==573873×1.571/（140×3×1.979×105）=10.85mm

直线段：AB、CD、DE

ΔL2==585900×（1770+432+4487.5）/（140×3×1.979×105）=47.15mm

ΔL=ΔL1+ΔL2-l=10.85+47.15-6=52mm

四、计算值与设计值比较：

设计文件提供的设计伸长量是设计单位按通用资料选取的相关参数进行计算得来的。通常与实际材料的相关参数（如预应力筋的公称截面面积、弹性模量、值等）有出入，在复核设计伸长量时应采用实测参数进行修正，以取得实际理论伸长量指导施工。

以一次现场实际张拉为例，张拉空心板为039公路桥下游幅1-4#，数据如下：

桥梁类型

桥梁跨度

板位

钢束号

钢束根数

设计伸长量

计算伸长量

实际伸长量

公路桥

16m

中板

2

3

48.1

52

49

公路桥

16m

中板

2

3

48.1

52

51

当以设计伸长量为标准时，偏差分别是1.87%和6.02%，其中一个是不符合规范要求的；而以计算伸长量为标准时，偏差则为5.77%和1.92%，符合规范要求。

五.张拉伸长值现场控制

文中着重讨论了理论伸长量分段计算法，经比较，该计算满足该工程施工的精度要求。因此，在施工时可以以此作为与实测伸长量的比较，确定张拉工作是否异常。

张拉异常原因的可以从以下几种因素对理论伸长量造成波动来分析：1）预应力筋的弹性模量随原材料的波动而波动；2）孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数随施工队伍人员的操作质量波动而波动；3）孔道壁与预应力筋的摩擦系数随波纹管质量、存放时间和锈蚀程度不同的变化而变化；4）预应力筋的截面积随张拉力的变大而逐渐变小。

在现场张拉作业时应该着重从以下几个方面来控制，从而减小实际伸长量值的误差：1）波纹管的布置力求准确，严格按照图纸安装波纹管定位钢筋，尤其是弯曲节点；2）按时对千斤顶进行标定及调试；3）浇筑混凝土时要清洗波纹管；4）穿束时要保证钢绞线没油污，并防止钢绞线扭在一起；5）安装工作锚和工具锚时应尽量敲紧夹片，以减少回缩；6）张拉时间不宜过快，持荷时间应符合规范；7）加强对张拉操作人员技能培训，严格按照规范要求操作；8）张拉完应尽早压浆。

参考文献：

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关键词:混凝土;空心板桥;预应力;开裂

中图分类号:TU375文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)22-0109-02

一、混凝土空心板桥的应用现状

(一)从结构形式上

目前,国内公路及城市道路,尤其是平原,桥梁净空和桥台填土高度受限制的地区,PC简支空心板桥应用很广,其常用跨径为20～30m,并多采用桥面连续;连续板桥由于多用于净空受限的跨线桥及立交桥匝道桥,多数属于弯、坡、斜桥,为降低梁高,常采用普通钢筋混凝土现浇实心板结构,其跨径一般不超过30m,如进来在城市立交中采用的无梁板桥,就属于这一类型。

(二)从施工工艺角度

由于先张法CP梁、板桥具有施工周期短,工序简洁、节省材料、耐久性好、维修养护量少等特点,在国内外均得到了广泛应用。但是,由于在我国多采用直线布筋,常用跨径一般限于20～35米,其中空心板板桥一般不超过25m,远远落后于国外广泛采用的折线配筋方式,如前苏联设计的先张梁跨度达到了69.2m,而向美、日等发达国家也多使用折线配筋的先张梁。

二、预应力混凝土空心板的特点

(一)预应力混凝土空心板的主要结构形式

立面布置上,有简支板和连续板两种结构。简支板结构简单,缺点是在梁衔接处的挠曲线会发生不利于行车的折点,行车颠簸,需要设置伸缩缝或桥面连续,难以保障行车舒顺,而桥面连续也容易破坏。连续板结构无断点,行车舒适,且由于支点负弯矩的存在,使跨中正弯矩值明显减少,从而减少材料用量及结构自重;主要缺点是结构较复杂,当跨径较大时,长而重的构件不利于预制安装施工,往往要在工费昂贵的支架上现浇,工期较长。

此外,作为折中方案的“先简支后连续”,即发挥了两者的优点,又克服了它们各自的缺点,可以先按简支梁规模化施工,后用湿接缝把相临跨的梁块连接成连续梁从而得到连续梁优越的使用效果。

空心板在横断面挖空部分可以采用圆形、端部圆形、矩形、侧面和底面呈直线而顶部呈拱形等(如图1,图2)。空心板梁截面抗弯效率指标值随挖空率而变化,一般为0.4～0.55,在综合考虑结构受力和简化施工的前提下,常采用抗弯效率指标值较大的截面。成孔方式多采用胶囊、折装式模板或一次性成孔材料如高强复合薄壁管(GBF)等材料。

(二)预应力混凝土空心板的优点

总结起来,预应力混凝土空心板具有以下优点:(1)构造简单,工艺成熟,多数施工单位都可操作;(2)可以工厂化预制,现场装配,施工简便迅速,便于质量控制和降低成本;(3)体积小、重量轻、便于吊装;(4)建筑高度小,不受填土高度限制;(5)对地基条件要求不高;(6)遭受破坏后易于修复。

三、预应力混凝土空心板施工问题

(一)减小温度收缩应力的办法

转换梁的约束过大,限制了混凝土早期成形时的收缩,加之水化热的降温收缩,很容易引起混凝土的开裂。为了减小温度收缩应力,应尽可能地减少转换梁的约束。例如在本工程中,不宜用摩擦系数较大的混凝土垫层充当转换梁的底模,建议施工时在转换梁下设置光滑平整的木质模板,在模板上均匀涂刷脱模剂,模板内侧铺设防水塑料布,这样防水塑料布既能起到防止水分过分流失的目的,使混凝土得到较好的养护,又能使混凝土和底模的摩擦系数减小,给混凝土充分的空间收缩。另外,钢骨柱和转换梁的整浇是结构上的要求,是不可更改的,但设计中是按铰结点计算的,所以完全可以采用二次浇筑的办法,将转换梁和钢骨柱分开浇筑。转换梁的宽度比钢骨柱的柱宽大,所以可以在钢骨柱中的钢骨处设置封闭的铁皮内模并可以用波纹管与外界相连。铁皮内模可将钢骨与转换梁第一次浇筑的混凝土分离出来,待第一次浇筑的混凝土收缩变形稳定后,再用给预应力筋孔道灌浆的办法,将细石混凝土填满铁皮内腔。另外,由于和转换梁相连的普通混凝土小梁比转换梁的收缩小,那么小梁会对转换梁收缩起到限制作用,也成为一种隐形的约束,为了消除这种隐形的约束,可以在小梁的跨度1/3处留设施工缝,在第二次浇筑钢骨柱内模混凝土时浇筑剩下的小梁混凝土,这样可以使转换梁得到充分的收缩空间。综合采取这些施工措施能使混凝土得到充分的收缩空间,释放了大量的收缩应力,使混凝土的温度收缩裂缝出现的机会大大减小。同时很好的养护也是必不可少的重要措施,例如,转换梁上覆盖草垫洒水养护,并用塑料薄膜包裹混凝土以减少水分蒸发等。从另一方面看,减小转换梁梁底和梁端的约束,可以使预应力建立的效果更加明显,这也是防止早期混凝土收缩开裂的方法之一。

(二)高层建筑转换梁混凝土开裂的防治措施

无论业主还是施工单位,都希望缩短施工工期,加快施工进度。这就不可避免的要在混凝土浇好后,施工规范验收规范允许的条件下,尽早拆模,尤其是楼板的模板;而且楼板在浇筑后两天(楼板混凝土强度达到1.2N/mm2),上面就可以搭设上一层的钢管脚手架了。当楼板的底模拆除后,楼板上的荷载传向转换梁,使还没有达到设计强度的转换梁过早的承担了荷载,加上自身的重量和大体积混凝土的温度收缩,很容易使混凝土开裂,并且在支座处易形成八字形裂缝。采用有限元软件进行模拟分析,得到的结果是在靠近梁两端1/3梁跨间,剪应力相对最大。也就是说此间极易出现八字形剪切斜裂缝,故当混凝土的龄期较短,未达到规定强度就拆模时,由于自重产生的剪应力或自重剪应力与温度、收缩应力之和大于该状态下混凝土的抗拉强度时,就会出现上述典型的八字形斜裂缝。

防止拆模过早引起裂缝的措施,最简单易行的是等转换梁所在层混凝土达到28天强度,张拉完转换梁的预应力筋后拆模,但为了加快模板的周转,节约成本,可以利用不利荷载隔跨布置的原理,采取将转换梁的隔跨板底模先拆除,而所有梁不拆底模的办法。若想拆除所有板底模,也可以采取加固转换梁梁底脚手架的办法。总之,不能在无任何加固措施的情况下将没有达到强度的转换梁底模板过早拆除。

四、结语

由于板式桥梁具有构造简单、受力明确的特点,而预应力混凝土空心板建筑高度相对最低,对土源缺乏、软基较多的平原地区有显著的经济性,因而特别受到欢迎。可以经过优化后编制适当的通用图集,大量推广,从而简化设计、施工过程,促进施工技术、工艺的标准化,提高预制板质量,并进一步降低生产成本,获得更好的经济效益和社会效益。所以,做好预应力混凝土空心板桥的优化设计工作意义重大。

参考文献

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[3]贾金青,陈凤山.桥梁工程设计计算方法及应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

[4]王今朝.先张部分预应力硅空心板梁优化设计[J].林业科技情报,2006,(3).

篇6

Abstract: the cast-in-situ hollow slab LPM use lightweight bubble board (or call the bubble hollow tubes) is a kind of new building materials, on average every cubic meters 16 Kg weight, use this material can reduce weight, reduce the dosage of concrete structure, save the energy, reducing earthquake of forces, reduce the cost of projects. The author in a residential area building no. 12 by three layer above is the kind of cast-in-situ prestressed concrete hollow slab structure. Keywords: water (unbonded) prestressed concrete hollow slab construction

中图分类号：TU378文献标识码：A 文章编号：

现浇空心板使用LPM轻质泡沫板（或者叫泡沫空心管）是一种新型建筑材料，平均每立方米重量16Kg ，使用这种材料可以减少混凝土用量、减轻结构自重、结构的隔声隔热性能好、节约能源、减小地震力的作用、降低工程造价，可结合预应力施工，可以增强结构的荷载承受能力。适用于大跨度结构或夹层结构。

本人在某小区12号楼三层以上采用的就是这种现浇预应力混凝土空心楼板结构。该工程为框架剪力墙结构，地上1―3层为商业用房，层高6米。4―18层为层高为4.5米，框架梁轴距为5.8米―6米。后期变更为办公用房需增加夹层，夹层层高为2.1米、2.4米。考虑到在不改变原设计基础上采用各层楼板采用现浇预应力钢筋混凝土空心板结构。该工程的楼板厚度为220mm，采用的轻质泡沫管的界面规格为210×120mm。采用此结构以后，框架结构及电梯井筒均未改变原设计，以电梯井为中心在各层楼板上增加暗梁，预应力筋（无粘结）布置在暗梁内。

本人着重谈一下空心板施工

一、本工程的施工流程如下：

轻质管施工前要按设计要求的单元单元进行施工。把轻质管放进专用支架，层层叠放等待吊装运输。待楼板底模施工后，框架梁、楼板底筋施工完毕后，空心管吊装运输至施工面后按设计图纸逐跨摆放空心管。空心管的几何尺寸及摆放几种排列方法，见附图：

本高能工程轻质管安装完后，主肋宽度一般为50~100mm。

基本流程：楼板底模施工按设计要求在模板上弹轻质管位置线绑扎楼板底筋（底筋加垫块）安装水电管线按设计要求方向铺放轻质管组合单元绑扎楼板上层钢筋安装楼板底筋和面筋中间的马镫支架加钢筋垫块楼板底模上打孔采取抗浮措施检查验收浇筑混凝土。

二、轻质管的排列方式主要有以下几种：

见附图：

三、施工中的几个控制点：

1、该工程施工时楼板起拱高度均按规范上限3/1000起拱。空心管单元组合必须按施工设计图纸要求的方向、位置安装，以保证空心起板受力作用的实心主肋的位置，保证楼板承受荷载能力。

2、底筋绑扎完成后要及时加混凝土垫块，保证垫块的间距在600―1000mm；垫块的最小厚度≥15mm。

3、轻质管与水电管线交叉处应尽量横平竖直铺放，顺实心肋或空心管的先接处。如无法避免交叉应在空心管上开槽，再用胶带将开出的槽粘好裹严再铺设空心管，并进行加强处理。尽量不破坏轻质管的加强带。

4、楼板的上层钢筋应尽满足设计要求的锚固措施，可以不加弯钩，负弯矩筋满足两端的长度要求后也去掉弯钩。但楼板的底筋，必须横平竖直间距准确，一次绑扎完成，避免修整踩踏空心管，以免破坏空心管的抗剪强度。

5、楼板底筋面筋的马镫，数量间距必须满足规范要求的梅花形及保证上层面筋不会向下凹陷，最好是和抗浮点的位置一致。保证钢筋保护层及空心管的位置准确，尽量保证上层筋不会压迫空心管，为混凝土浇筑提供前提条件。马镫也应用钢筋与上筋绑牢固定。

如上筋与轻质管接触较紧密时应在钢筋与轻质管间加入垫块。其它部位加稍厚一点的垫块，垫块应采用有带固定绑丝的垫块。垫好后于钢筋绑扎牢固，避免混凝土浇筑时移位。

6、抗浮点一般设置在空心板的实心肋处，按矩形、梅花型布置，每肋均设或隔肋交错设置；抗浮力较大时，还应根据组合单元的大小增设抗浮点；任何情况下都要保证每平方米范围内不少于一个抗浮点；如空心管的长度不大，也就是组合单元比较小，抗浮点尽量在四角处设置，呈矩形布置；或在其中心处增设一个抗浮点呈梅花形布置。抗浮点用12#

铅丝与莫班底的木方或用短钢筋固定，上部与板筋绑劳。

见附图

7、空心楼板使用的混凝土应尽量采用商品混凝土，要求混凝土的塌落度不小于150mm，混凝土中粗骨料的最大粒径小于25mm。混凝土浇筑应顺实心肋方向浇筑；先将混凝土浇筑至板厚的1/2处用振捣棒仔细振捣，切记不可漏振，否则会造成空心管底部露筋，甚至出现“狗洞”。看到混凝土不再下沉或混凝土泛浆为止，后浇筑上层混凝土。本工程的板厚小于250mm，所以有时也可一次浇筑成型，每根肋都逐点移动振捣棒。

8、轻质管的抗浮及定位是现浇空心楼板的施工难点，轻质管的组合格栅或钢筋限位钢筋尤为重要。限位钢筋限制轻质管上下错动，单元组合格栅限制轻质管的左右错动，楼板钢筋及垫块限制轻质管的前后错动。所以在楼板底筋绑扎放置好垫块后按弹出的控制线放置定位筋要与板筋绑扎牢固必要时电焊。格栅一定要与轻质管垂直，排布均匀。

9、施工时，水电管线焊接时应避免烧坏轻质管，如需改动应在轻质管上开槽在放置管线，之后再对轻质管进行加固处理。如果轻质管破损应及时更换。楼板上层钢筋尽量一次绑扎完成，并加垫块。避免踩踏轻质管，造成损坏或断裂。

10、混凝土浇筑时应铺设脚手板或铺木板，施工人员行走要在脚手板上火梁筋上行走，尽量不要随便踩踏，造成轻质管错位。

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[关键词]异型截面 空心 预应力 轻质管

一、工程应用概况

近几年来,在房屋建筑领域,由于使用功能的需要,大跨度、大开间的结构越来越多。在提供大开间的同时,为了最大限度地降低结构层高减轻结构自重,采用现浇预应力空心板的技术是个很好的选择。

与混凝土实心板相比,空心板在不减小构件的承载能力的同时能减轻结构自重25-60%。预应力混凝土结构能增大水平构件的跨高比,相同截面宽度情况下能降低构件高度20-35%,同时能改善构件的变形及抗裂性能。将空心板技术与预应力技术组合在一起,形成了预应力空心板结构体系;既能降低水平构件高度,又能减轻结构自重。采用预应力空心板有着很好的经济效益和社会效益。

二、已有的预应力空心板结构体系

以前所采用的预应力空心板结构体系大体分两类:

(1)以圆形空心管材作为填充物的结构体系,管材有高强水泥管(如BDF管、GBF管)、加强塑料管和大直径金属波纹管等。

(2)以矩形块状轻质材料作为填充物的结构体系,填充材料为实心多孔材料,如膨胀珍珠岩和聚苯泡沫。

从结构受力的角度看,第二种预应力空心板结构体系无疑是比较理想的,它的空心率大,混凝土有效面积尽可能往翼缘集中。但是这种结构形式的缺陷是施工麻烦(混凝土分两次浇筑),当混凝土一次性浇筑时块状填充体下面的混凝土质量不好保证。

从施工的角度看,第一种预应力空心板结构体系施工方便,有多种形式的管材可供选择。缺陷是空心率相对较小,而且由于生产模具的限制,无法由设计指定空心管的直径,设计必须根据厂家提供的产品目录造型,有时所选的直径和长度并不一定是最优的。

三、异型空心截面预应力板的特性

为了综合上述两种结构的优点,同时克服各自的缺点,清华大学通过不断的研究和试验,发明一种“异型截面轻质材料填充预应力现浇板”,采用异型截面解决提高空心率的问题,通过截面形式的改进,将填充块的下表面设计成圆弧形或折线形,便于混凝土的流动;采用轻质材料填充解决减轻构件自重的问题,采用预应力技术可以解决大跨度问题。此种现浇板兼顾预应力空心管结构与矩形截面轻质材料填充板的优点,在保持较高空心率(最大可达65%)的前提下方便施工,实现混凝土一次性浇筑成型。

四、异型空心截面预应力板的构造要求

通过试验与研究表明,在合理受力的前提下,异型空心截面预应力板还应满足一定的构造要求,才能具备良好的施工性能。

异型截面轻质管的下表面水平段的尺寸b1与截面下部混凝土的最小厚度h1之间应维持一定的比例关系。对普通的现场搅拌混凝土应该满足b1/h1≤2,当采用粗骨料尺寸较小和易性非常好的商品混凝土时,b1/h1限值可以适当放大,但不宜大于3。

轻质管之间的间距e也不宜太小。为了方便预应力筋的布置,一般应满足e≥80mm;为了方便混凝土的流动和振捣,间距e板厚h之间还应满足e/h≥1/5。

在工艺上对轻质管也有一定的要求。由于异型截面空心管在生产工艺上有一定的难度,为了减轻材料重量,轻质管经常采用实心多孔材料如膨胀珍珠和聚苯泡沫。为了避免轻质管吸收混凝土中的水分,应在轻质管涂刷或缠绕一层或数层隔离材料。当采用聚苯泡沫时,为了避免施工时的践踏对轻质管产生损伤,应在轻质管周围安装加强层。加强形式可以是螺旋筋加强或钢筋笼加强,也可以在轻质管的上、下表面安装一层硬质加强层。

五、异型空心截面预应力板的力学特点和应用范围

与圆形空心截面预应力板一样,异形空心截面预应力板除应用在局部是大开间外,也可应用在高层大开间建筑。预应力空心板的设计首先应遵循结构本身的力学特性,当板的长向与短向尺寸之间>2时,设计为短向受力的单向空心板;当尺寸之比≤2时,宜设计成双向空心板。当工程有特殊考虑时,甚至可以通过预应力来调节变形,通过空心管的布置来调节板两个方向的刚度,将双向板变成单向受力。

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关键词: 预应力空心板;裂缝;渗水泛白;铰缝

1 前言

本公司所养护高速公路路段通车运营至今已两年多,路段内桥梁的上部结构型式主要为预应力砼空心板,设计荷载等级为:公路-I级;双向四车道;桥面布置为:0.5(防撞墙)+12.5(行车道)+0.5(防撞墙)m;单幅桥每跨横向一般为13块预制预应力砼空心板;跨径一般为:10m、13m、16m、20m等。板式橡胶支座,双柱式墩。

2 病害概述

在日常的巡查过程中,发现预应力砼空心板结构存在病害主要为:

(1)底板厚度过厚或过薄,破损露筋

部分预应力砼空心板在底板表面位置存在底板过厚或过薄,破损露筋现象。

(2)预应力砼空心板底板纵向裂缝

相当数量的桥梁在底板中间位置靠近两侧墩台支承位置附近存在纵向裂缝,部分通长,个别伴随着渗水泛白现象;从裂缝的性状来看,裂缝宽度介于0.05～0.4mm之间,部分裂缝已达到或超出《公路桥涵养护规范》的限值0.2mm。

(3) 预应力混凝土空心板底板横向裂缝、底板和腹板斜向裂缝

个别预应力混凝土空心板底板存在横向裂缝,裂缝多数位于支点附近,少数出现在跨中位置,裂缝宽度介于0.05～0.3mm之间;少数预应力混凝土空心板桥梁底板、腹板在支点附近存在斜向裂缝,裂缝最大宽度达0.25mm;均已超出《公路桥涵养护规范》对“预应力混凝土构件不允许出现横向裂缝”的要求。

(4) 铰缝存在的主要病害是:铰缝脱落、渗水泛白。

预应力砼空心板铰缝脱落较普遍,部分伴随着渗水泛白现象,个别铰缝在全跨范围内脱落,渗水泛白。

3 病害的成因分析

经对施工和养护方面的经验体会,认为上述病害的原因主要有以下几个方面:

(1) 底板厚度过厚或过薄,破损露筋

预制空心板采用一次性装模并一次性浇筑混凝土,由于板较宽,通常在1~1.3m左右,芯模底面下的底板混凝土不能直接振捣密实,而是两侧的混凝土(有的大部分是水泥砂浆)挤压流动填充空心板的底板,如果混凝土石料规格过大,水灰比不当,就会出现底板混凝土不密实、渗水漏水现象或纵向收缩裂缝。如不处理,底板钢筋易锈蚀,影响桥梁使用寿命。

预制空心板的芯模固定不牢,混凝土振捣时因挤压力的作用使芯模上浮,造成空心板底面超厚,顶板厚度不足,有的施工单位为了保证顶板厚度,人为加大了板高的尺寸,影响到桥面铺装层的厚度。预制空心板几何尺寸与设计的几何尺寸不相符、底座平面不平整的主要原因是施工马虎,施工前、施工中、施工后没有严格进行工序检测所致。

(2)预应力空心板梁底纵向裂缝

1)利用ANSYS软件模拟空心板梁内外温度差,对应空心板顶低板横向拉应力的相应变化,以及当顶底板达到混凝土抗拉设计强度时,对应的内外温差,得出了空心板梁纵向裂缝的原因:内外温差达到13度时,底板中轴线处因横向拉应力过大导致纵向裂缝出现的可能;空心板内外温差对底板横向应力影响较为敏感,对顶板较小。

2)还有一种可能性就是由于保护层过溥而空气的氯离子入浸,导致钢筋生锈膨胀,从而出现延主筋方向的梁底纵向裂缝。

3)另种原因就是梁体内两侧预应力筋在被强拉过程中产生横向附加拉应力,超过梁底混凝土的最大抗拉强度从而导致梁底中部延预应力筋产生纵向裂缝。

(3) 预应力混凝土空心板底板横向裂缝、底板和腹板斜向裂缝

此类裂缝特征为典型的结构受力裂缝,在《公路桥涵养护规范》中规定是不允许出现的,其出现的主要原因除考虑施工及环境因素外,首要须怀疑结构承载能力原因;对此类病害建议通过特殊检查或荷载试验来确定成因。

(4) 铰缝脱落、渗水泛白

随着现代经济高速发展,重型车和超载车出现频繁。近些年来,这类桥梁经常出现沿空心板间企口缝的纵向裂缝、坑槽和塌陷,且空心板间铰缝处混凝土破碎、脱落、大面积渗漏,致使板间横向联系削弱甚至失效,出现单板受力,严重影响行车安全,成为整条公路交通的瓶颈。

除超重超载这一原因外,施工控制不严格也是一个重要原因之一。通过对铰缝脱落处进行他细观察,发现铰缝里部分充填了大量生活垃圾。

4 处治措施

(1) 底板横向、斜向裂缝和腹板斜向、竖向裂缝

该类型裂缝为典型的结构受力裂缝,建议首先对裂缝进行灌缝处理,然后粘贴纤维布或者钢板进行加固。

(2)预应力空心板梁底纵向裂缝

建议对裂缝进行灌缝处理,具体措施如下:

A 裂缝宽度

采用聚合物水泥表面封闭法,聚合物水泥是在加固专用的改性环氧浆液配出后加入50克525#水泥搅拌均匀而成。

B 裂缝宽度≥0.15mm

采用灌注混凝土裂缝修补胶液封闭裂缝法,将裂缝修补胶浆液压注入结构物内部裂缝中去,以达到封闭裂缝,恢复并提高结构强度、耐久性和抗渗性的目的,使混凝土构件恢复整体性。

(3)底板厚度过薄维修建议

板底厚度偏薄,相应的钢筋及钢铰线保护层也偏薄,这样容易导致底板产生纵向裂缝。一旦有水侵入空心板内,极易导致钢铰线、钢筋的锈蚀,进而降低板梁的承载能力。对于底板厚度偏薄的梁板,先对形成的孔洞进行钢筋除锈、环氧混凝土修补,然后处理好主梁的防水问题,建议处理好桥面防水并在主梁底板粘贴玻璃丝布。

(4) 铰缝脱落、渗水泛白

1)对处于明显单板受力状态的梁板。单板受力状态使得作用在混凝土梁板上部的车轮压力不能有效地进行横向分配到其它板上,而集中的作用在单板受力的梁体上,大大加重了单板受力梁体的负担。鉴于单板受力病害对桥梁上部结构危害的严重性,建议对此类病害桥梁做以下处治:首先对单板受力的梁板进行特殊检查,根据梁板的破损状况分别采取以下措施:

①若梁板基本完好,直接更换桥面铺装。具体措施是:将原桥面铺装结构及铰缝混凝土凿除,重新浇筑铰缝混凝土,新建桥面改为自上而下一层水泥混凝土桥面铺装,并将铺装钢筋加强,增加横向受力钢筋,以改善上部结构的横向分布及增强横向联结;同时为加强桥梁上部结构的整体性,提高承载能力,在板顶植筋与铺装层钢筋相连接,使新建桥面铺装部分参与受力,以此在一定程度上增加安全储备。对于处于单板受力病害晚期、个别桥面板已产生塑性变形的桥梁,建议采取粘贴碳纤维,进行单独补强处理,必要时可考虑换板。同时,考虑到加固后美观和改善使用状况,可在桥面铺装层顶加铺1～2cm微表处。

②若梁板破损严重,可采取以下两种措施:A进行灌缝封闭处理,然后粘贴纤维布,最后更换桥面铺装。B更换梁板和桥面铺装。

2) 对于部分铰缝脱落,只需对脱落的铰缝进行混凝土修补处理,以增强桥梁的横向联系,同时,在日常养护中,要加强对单板受力状态的观测。

5 结语

先张法预应力砼空心板梁以其造价低、施工方便、可以工厂化生产等优点得到广泛应用。本文针对所管养高速公路路段的预应力空心板桥梁出现的病害概况,对病害进行了成因分析,并提出了切实可行的维修处治方案,为此类型桥梁的管养工作提供了技术参考。

参考文献:

[1]JTJ H11-2004,公路桥涵养护规范[s].北京:交通出版社,2004.

[2]郑升宝,周志祥.预应力混凝土空心板端部开裂研究及处理[J].重庆交通学院学报,2003,(3).

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关键词：小跨度 预应力板梁 起拱值不足 原因 对策

某交通桥位于柬埔寨境内一电站对外交通公路上，为5～20m跨后张预应力空心板简支梁桥，桥面宽度8m，总长100m。设计汽车荷载等级为公路-Ⅱ级，验算汽车荷载等级为特挂-200级。桥上部构造为后张法预应力空心板梁，板高1m，中板宽1.24m，边板宽1.395m，全桥设中板4块，边板2块；下部结构为扩基柱式桥墩。成桥后要按预制板与10cm现浇整体化混凝土层共同受力进行设计。

为了防止预制板梁上拱过大，预制板梁与桥面现浇层由于龄期差别而产生过大收缩差，设计规定存梁期不超过90天，若累计反拱值超过计算值8mm，应采取控制措施。各类型板梁在钢绞线放张后、各存梁期跨中，上拱度计算值及二期恒载产生的下挠值如下表。

由于受现场基础设施、施工条件、施工人员水平限制，在预应力空心板梁张拉后，实测起拱值3～5mm不满足设计要求，需要查明原因。

一、预应力空心板梁反预拱度设置问题

交通桥预应力梁的预拱度设置主要是寻求桥梁建成后有一个平顺行车的条件，在中小跨度预应力简支型梁施加预应力后，梁体会出现拱度，随着混凝土的收缩以及使用过程中施加的活载等因素使梁体的弯矩增大，同时梁体向下变形位移。

对于自重较小的预应力混凝土梁桥，应考虑预应力反拱过大可能造成的不利影响，必要时采取反预拱或在设计和施工上的措施，保证桥梁在正常使用时保持桥面的平整性，避免桥面隆起甚至开裂破坏。

二、预拱度不足要因分析及对策

1.制梁台座与预应力空心板梁混凝土面摩擦阻力大小

工程所在地位于原始森林内，周边无混凝土预制加工厂，制梁平台采用现浇C15素混凝土在平地上浇筑形成，厚度一般为10cm。台座强度、刚度及表面平整度、光洁度不够，增大了梁体与台座混凝土黏结力和摩擦力，另板梁张拉后台座两侧出现裂缝、下沉。

为减小制梁台座与预应力空心板梁混凝土面黏结力和摩擦阻力，在台座制作时，表面应平整、光滑、干净，并对台座两侧基础进行加深处理，确保板梁张拉时台座两端不出现裂缝、沉降。在浇筑混凝土前，在台座表面涂机油或洒滑石粉、刷脱模剂等，刷后不得污染。另外，由于台座与梁体接触面比架梁后与支座的接触面大，梁体起拱要先克服梁体底面的黏结力、静摩擦力，而理论计算没有考虑其影响，故台座上实测的起拱值肯定要小于设计值，我们可采取龙门吊抬起一段时间，起拱值就会大些。

2.预应力空心板梁混凝土浇筑时底板超厚

预应力空心板梁内部空腔采用充气芯模，前期芯模固定不牢靠，底板、侧板混凝土在施工过程中产生浮力和水平力，致使芯模产生上浮和左右偏移，影响了构件截面几何尺寸的准确性，导致底板过厚，增大了起拱阻力。

3.钢绞线张拉预应力大小

在预应力板梁张拉时，施工方按设计张拉力进行张拉，未考虑施工、材料等因素造成的应力损失，未进行超张拉，而锁定后钢绞线应力不足也是起拱值不足的原因之一。一般千斤顶施加的力应该在设计控制应力的基础上超张拉约占3%，以抵消或减小应力损失。

4.预应力管道设置位置及波纹管与钢铰线间摩擦阻力大小

通过对未浇筑预应力板梁检查，我们发现存在波纹管固定不牢的情况，在砼浇筑过程中存在上浮、偏移情况。在管道安装位置不正确达不到设计要求时，或在波纹管自身管壁阻力过大时，将导致预应力筋的有效应力减小，从而导致拱度值降低。

5.张拉时梁体混凝土强度

由于箱型梁在张拉时混凝土龄期已超过28天，另设计将梁体混凝土由C40提高至C50，梁体强度、刚度较同等级别预应力空心板梁大，对预制梁的起拱值也有一定影响。

6.拱度的变形滞后现象

因张拉力通过波纹管内浆体将预应力传递到预应力空心板梁混凝土存在时间差，导致应力滞后，影响时间持续较长。在张拉后，预应力空心板梁混凝土本身也存在收缩和徐变现象，后期拱度将会有所增大。

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关键词：预应力混凝土；空心板桥；设计

中图分类号：U442 文献标识码：A

板式桥梁空心板桥多在公路的桥梁工程中得到广泛的应用。主要是由于这种桥梁结构的稳定性和实用性相对较强。而且在进行设计和施工的过程中，预应力混凝土空心板桥是设计者们的首选结构。我国的桥梁建筑工程得到了长足的发展，和设计者以及施工人员的勤于探索是分不开的。尤其对于桥梁的质量和成本两个方面需要加强重视。因此，为了更好地了解板式桥梁空心板桥的具体结构需要对每一个具体的构成部分进行细致地分析。

1预应力混凝土空心板桥的应用现状

1.1结构形式建设现状

在任何桥梁结构的建设和施工的过程中，都需要考虑到桥梁的高度，有些桥梁是受到高度限制的。为了有效地解决限高问题，可以采用空心板桥的结构。因此，这种桥梁结构可以在不同地质和地形的施工场地进行施工，其中包括进行弯桥、坡桥以及斜桥的施工。可见，这种桥梁建筑结构可以满足桥梁的特殊要求。

1.2施工工艺方面的现状

板桥工程的施工优点较为突出，比如，工序简单，施工周期较短以及施工材料的用量少等。最重要的是板桥在以后的养护和维修的过程中也具有一定的简单性。基于以上这些特点，板桥的施工工艺得到了国内外各大施工单位的一直好评。从我国现如今各种板桥的施工工程中可以看出，直线布筋的方式是较为常见的，其中钢筋的跨径也相对较大，通常都是在20-30m之间，但是空心板桥在使用的过程中通常将范围控制在25m，但是从总体上来看，国内的桥梁施工工艺和国外的相比还存在着一定的距离，因此，为了进一步提升国内的桥梁施工工艺，需要对空心板的各个环节进行精心的设计和研究。

2预应力混凝土空心板的特点

2.1主要结构形式方面的特点

对于预应力混凝土空心板的结构来说，在设计的过程中运用较多的就是两种形式，第一是简支板，第二是连续板。从简支板的整体结构上来看，其施工工艺较为建安，可以在繁琐的桥梁施工中进行简单地操作，但是如果时间久了也会产生一系列的问题，比如在梁衔接的节点处会出现折点。折点问题对于平常的行车的舒适度会产生较为严重的影响。为了改进这一问题，设计人员需要在施工的过程中设置相应的伸缩缝，但是要注意后期的养护，否则会对桥面的整体结构产生严重的破坏作用。连续板多用在施工难度较大，且节点较多的桥梁建筑中。但是连接板的特性也是的桥梁的建筑和施工都产生严重的影响。久而久之，施工成本的增加时也会给施工单位的正常施工带来一定的不便。在具体的设计工作中，需要将以上两种形式进行紧密地结合，要首先进行简支板的设计和施工，然后在采用连续性的施工方式，采用这种施工方式具有一定的现实意义，可以将这两种施工形式的优点进行有效地发挥。最重要的是需要从力学的角度出发来进行桥梁的设计工作，在考虑到桥梁的整体实用性的基础上，还要保证建筑的节能效果。

2.2预应力混凝土空心板的优点

从混凝土空心板的施工结构以及施工方式上来看，体现出的优点可以从以下几个方面来进行具体的分析：首先，其施工工艺相对较为简单，具有较为广阔的发展前景。其次，这种空心板在进行预制的过程中，可以在施工现场进行组装，施工的便捷性不言而喻，而且可以在施工的过程中对施工成本进行控制。再次，空心板的自重相对较轻，体积也相对较小，施工中可以采用吊装的形式。另外，这种桥梁的建筑结构对于地基的条件没有任何的限制，因此发展空间较大。其自行修复的能力也是其他结构的较强无法比拟的，施工效果明显。

3预应力混凝土空心板设计方面存在的问题

3.1企口的深浅以及铰接板共同工作的矛盾

对于铰接板来说，空心板是较为典型的一种，做好企口和铰接板的设计工作是保证桥板正常工作的基础和前提。从空心板的整体结构上来看主要包括翼缘空心板以及深、浅空心板等。那些翼缘部位较为薄弱，且铰接效果不好的空心板就属于翼缘型空心板。这种空心板的实用性不强，在国内的桥梁建筑和施工中很少应用。但是深铰空心板可以克服其缺点，只需要对于铰缝间的混凝土质量加强重视即可。但是从具体的设计和施工过程来看，所用的混凝土数量相对较大，自重增加，振捣工作做得不彻底，使得桥梁的稳定性无法保证。但是浅铰则具有高度小，且板宽的特点，经济性能比较突出，混凝土的施工质量也能够得到保证。但是其缺点也比较明显，比如整体性能地，连接性差等。因此，为了保证预应力混凝土空心板的设计较为合理，需要明确企口的深浅和铰接板之间的问题，对铰缝以及相应的高度进行细致地分析和设计。

3.2 梁高降低与结构上拱度之间的矛盾

在城市桥梁及高速公路线上，降低梁高有利于提高桥下净空，降低路堤高度。因此设计人员都希望能够设计低高度梁。但是梁高的降低会使预应力钢筋的用量有所增大，这样会使结构在预应力施工阶段的上拱度有较大增加，在巨大预应力的长期作用下，结构的收缩徐变使得上拱度增大，从而对于桥梁的使用性能会造成很大的不便。为此，可降低预应力度，采用部分预应力混凝土空心板梁A类构件，一方面可以一定程度的减少预应力筋的用量，降低结构的上拱度，保证桥梁的正常使用；另一方面又可以增加结构的延性，避免出现脆性破坏。采用缓粘结预应力体系，可以做到不预留孔道，不需孔道灌浆，施工时与无粘结体系一样，而在施工完成后，靠包裹于预应力筋的缓凝砂浆或油脂随时间延长而逐渐凝结硬化与预应力钢筋形成粘结而达到与有粘结预应力体系几乎完全相同的效果。

结语

在公路桥梁的施工中，应用预应力混凝土空心板来进行施工，要对施工中出现的问题进行分析，这样才能更好的保证施工是质量。在桥梁施工中采用板式结构来进行施工，主要是因为这种施工工艺在操作上是非常方便的，同时在施工中对质量和成本也是能够进行很好的控制的。

参考文献