后張法預應力砼T梁施工工藝及質量控制

劉建華 東華地鐵公司杭州地鐵

隨著現代橋梁建筑技術的不斷提高和發展，大跨度高預應力砼梁得到越來越廣泛的應用，預應力砼梁有先張法與后張法兩種，而跨徑較大者，多采用后張法的施工工藝。目前國內的高速公路大橋，采用后張法預應力砼T型梁越來越普遍，后張法預應力砼T梁的施工質量控制，對橋梁的質量起著至關重要的作用。本文結合實際工程施工經驗，就大跨度后張法預應力砼T型梁施工工藝及質量控制問題進行探討。

杭浦高速公路大井樞紐12號橋工程是既有橋拼寬改造工程，該橋于12至16號墩跨越滬杭鐵路下行線及杭州北車輛段杭州端咽喉區，主橋采用50m預應力混凝土簡支T梁，引橋采用20m預應力混凝土簡支T梁，共有50mT梁8片，20mT梁37片。

1 施工工藝流程

1.1 T梁制作

T梁制作工藝流程如圖1所示。

圖1 T梁制作工藝流程圖

1.2 T梁預應力張拉、壓漿

T梁預應力張拉、壓漿工藝流程如圖2所示。

2 施工方法

2.1 模板制作、安裝和拆卸

T梁采用定型鋼模板，安裝時，先將模板清理干凈，并涂刷脫模劑。保持模板正確的線形，每節模板接縫間、模板與臺座結合部用乳膠粘貼薄海綿以防止漏漿。拆模后，如海綿破壞，則要重新粘貼。考慮模板拆卸方便，每節模板留有一小塊活口板，拆除模板時，先卸去夾腳Ф16螺栓，再拆除各段的活板，向外下方將模板拆卸，以防止模板變形及損壞大梁混凝土。

圖2 T梁預應力張拉、壓漿工藝流程圖

2.2 鋼筋、波紋管的綁扎及安裝

鋼筋在加工場加工后，在梁臺座上安裝綁扎，先安裝綁扎“馬蹄形”部分的鋼筋，“馬蹄形”部分的箍筋數量多而密，位置不好控制，為此，采取在臺座側面劃線定位的方法，用以準確無誤地掌握箍筋的根數及間距，橫隔板在腹板鋼筋完成后再進行安裝綁扎；腹板及“馬蹄形”部分鋼筋全部成型后，開始焊接波紋管定位筋，定位筋間距為0.5m～1.0m，由于波紋管線形為曲線，為準確控制每一根定位筋的位置，施工中采用尺桿刻度定位法，即按照設計圖給出的鋼絞線的坐標，算出波紋管底部定位筋的坐標，刻于木方尺桿上，用這尺桿在腹板上劃出定位筋的位置，再焊接定位筋，這樣可以有效地保證定位筋的準確性。翼緣板鋼筋在模板支好后才進行安裝綁扎；為保證鋼筋保護層厚度，除在鋼筋骨架成型時用架立鋼筋控制好間距外，再用墊塊加以控制，按設計要求厚度的墊塊呈梅花狀綁在鋼筋的交叉點上。腹板鋼筋綁扎完成后，將波紋管按順序逐根穿入，用22＃鉛絲與定位筋綁扎牢固，防止波紋管在施工中產生移位或上浮，最后將加工好的鋼絞線兩端用電工膠布包好包緊，從波紋管一端穿入，從另一端伸出。

2.3 T梁混凝土澆注

根據有關部門要求，本工程混凝土采用商品混凝土，為確保T梁混凝土質量，施工前需與商品混凝土廠家積極溝通，結合T梁結構特點與設計要求，確定混凝土施工的各項控制參數。

T梁混凝土采用水平分層澆筑，每層厚度不大于30cm，澆筑順序為“馬蹄形”部分→腹板→翼緣板，混凝土輸送泵車將混凝土直接泵入模內，混凝土以45°傾斜角由兩端向中間澆筑，要求連續澆筑，一次成型。T梁的腹板寬只有18cm，下面馬蹄寬為54cm，因此，“馬蹄形”部分振搗實是施工關鍵，常規的插入式振動器難以達到施工要求，故T梁混凝土澆筑采用附著式振動器與插入式振動器結合使用的振搗工藝，在波紋管以下部分和梁底“馬蹄形”部分安裝0.5kW的附著式振動器，每側模板按150cm間距設一臺，兩側跳間布置，形成整梁以75cm間隔布置的形態；在梁端的腰部各增設一臺附著式振動器，以保證張拉區混凝土振搗密實。在鋼筋、波紋管密集區采用附著式振動器進行側模振搗，同時用小型振動器沿波紋管和鋼筋間間隙插入振搗，但必須嚴防振動棒碰觸波紋管和鋼筋，梁中部及頂部混凝土，則采用插入式振動器振實，振搗時以振搗區混凝土停止下沉，表面呈現平坦、泛漿，不冒氣泡為準，并用小錘敲擊“馬蹄形”部分檢查混凝土是否振搗密實。

梁體砼澆筑后，在梁端標明制作日期和安裝方向。為了不損壞T型梁的翼緣，在砼強度未達到12.5Mpa時，不得拆模。拆模時不得用力撬動與敲打而損傷梁體表影響T型梁的外觀質量。在砼初凝后，用麻袋覆蓋，并灑水養護，在養護期宜保證砼表面處于濕潤狀態。

2.4 預應力張拉

2.4.1 張拉設備

T梁張拉采用YC250B型千斤頂、ZB4－500油泵，以及與之配套的壓力表和油管，千斤頂與壓力表應由國家認可的計量部門配套校驗立定，以確定張拉力與壓力表讀數之間的關系曲線。檢驗時，千斤頂活塞的運動方向與實際張拉工作狀態一致。

張拉機具使用前應全面進行檢驗，使用時的檢驗期限應視千斤頂情況而定。一般使用超過6個月或200次或千斤頂在工作中出現不正常現象時，應重新檢驗。

2.4.2 張拉工藝

預應力鋼絞線張拉施力程序：0→初應力σ0→2倍初應力σ0→控制應力σk（持荷2min錨固）。σk為張拉時的控制應力（包括預應力損失在內）。

張拉施工的工作順序：穿束→安裝錨具→安裝千斤頂及張拉設備→張拉、錨固→拆除千斤頂及張拉設備→壓漿→存梁。

根據設計要求，50mT梁混凝土達到設計強度的90%及混凝土齡期10天以上方可張拉預應力鋼絞線。預應力張拉采用兩端對稱同時張拉、張拉力和伸長量雙控法，兩端千斤頂升降壓、畫線、測伸長量等工作一起進行。張拉前，采用無油污染的壓縮空氣，對孔道、錨具與鋼絞線端部進行清洗。千斤頂就位后，先將主油缸少許充油，使之蹬緊，讓預應力鋼絞線繃直，并檢查孔道軸線、錨具和千斤頂是否在一條直線上；鋼絞線宜漸進勻速張拉，在鋼絞線張拉至規定的初應力σ0時，停機量測原始空隙并畫線作標記，作為量測伸長量的參考，并檢查鋼絞線有無滑動；將張拉力增加到設計值并持荷2min，若伸長量符合要求則可封閉錨具并拆除千斤頂；如果伸長量和張拉力與要求相差較大，暫停張拉，查清原因并解決后方可繼續張拉；如果錨頭處出現滑絲、斷絲或錨具損壞，應立即停止作業，進行檢查。當滑絲、斷絲數量超過規定，應抽換鋼絞線。張拉完畢后錨具外多余鋼絞線可使用手動式砂輪切割機切割，不得采用電弧焊切割，切割時用濕布包裹錨頭并不斷注入清水降溫。

2.4.3 鋼絞線伸長量計算

預應力鋼絞線張拉時的控制應力，應以張拉時的實際伸長值與理論計算值進行校核。實際伸長值與理論伸長值相差須在6%以內，否則應暫停張拉，查明原因并采取措施加以調整后，再繼續進行張拉。理論伸長值的計算方法如下：

ΔL-預應力鋼絞線理論伸長值；

Ap-預應力鋼絞線的截面面積；

Ep-預應力鋼絞線的彈性模量；

L-鋼絞線的長度；

Pp-預應力鋼絞線的平均張拉力；

P-預應力鋼絞線張拉端的張拉力；

x-從張拉端至計算截面的孔道長度；

θ-從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和；

k-孔道每米局部偏差對摩檫的影響系數；

μ-孔道摩擦系數。

2.4.4 張拉注意事項

（1）鋼絞線張拉前應全面檢查錨具、千斤頂及油泵等張拉設備的性能、型號、數量等是否附合設計和施工要求。特別是千斤頂要與油泵、油壓表、油管等一起進行配套標定。

（2）千斤頂給油、回油工序必須緩慢平穩的進行，防止出現滑斷絲現象。鋼絞線張拉后及時對其作畫線標記并進行定期觀測。

（3）張拉現場應有明顯標志，與該工作無關的人員嚴禁入內。張拉或退楔時，千斤頂后面不得站人，以防預應力鋼絞線拉斷或錨具、楔塊彈出傷人。

（4）已張拉好而尚未壓漿的梁，嚴禁劇烈震動，以防預應力鋼絞線裂斷而釀成重大事故。

2.5 孔道壓漿與封錨

2.5.1 準備工作

（1）張拉完成后，應立即將錨塞周圍預應力鋼筋間隙用水泥砂漿封錨，封錨砂漿抗壓強度不足10Mpa時，不得壓漿。

（2）為使孔道壓漿流暢，并使漿液與孔壁結合良好，壓漿前用壓力水沖洗孔道，并清凈積水。

（3）壓漿前將排氣孔、壓漿孔、排水孔等全面檢查，并對壓漿設備進行安裝檢驗。

2.5.2 壓漿及封錨

孔道壓漿采用專用壓漿泵進行，預應力張拉完畢后的48h之內即對孔道進行壓漿。壓漿分兩次進行，每一孔道宜于兩端先后各壓漿一次。由壓漿泵在梁一端將純水泥漿，經壓漿膠管從壓漿咀壓入孔道內，壓漿的壓力最少升到0.8Mpa，當壓漿達到另一端飽滿并排出濃漿（排氣孔排出相同稠度的水泥漿）時用木塞堵孔，并穩壓10s以上后，可關閉進漿管截止閥，拆卸進漿管。在第一次壓漿間隔不小于30~45(min)后，可進行第二次壓漿，拔出兩端排氣孔木塞，在另一端安裝進漿管，并將進漿管截止閥全部打開，待排氣孔流出濃漿時，再用木塞堵孔及關閉進漿管截止閥，并穩壓10s以上后關閉截止閥，拆卸進漿管，完成灌漿工作。

封端前對梁端鑿毛并清洗干凈，砼的強度等級不低于設計強度。在梁體灌漿后并養護，待所灌水泥漿強度達到要求后才能吊裝使用。

2.6 質量控制措施及質量情況

2.6.1 張拉機具的選擇和使用

根據設計張拉力的大小選擇千斤頂的噸位、行程以及與之配套的高壓油泵和油表。由于施加到梁體上的預應力值的準確性對預應力梁的質量至關重要，因此，張拉前必須將張拉機具送有資格的檢定單位進行校驗；使用超過200次或半年后，必須重新校驗。張拉機具由專職人員操作使用，本工程選擇兩臺YC250B型千斤頂，其張拉力大于控制張拉力的1.5倍以上，滿足施工要求。

2.6.2 鋼筋及預應力鋼絞線、錨具的質量控制

所有鋼筋及預應力鋼絞線進場必須有出廠合格證，并進行外觀檢查；鋼絞線逐盤進行外觀檢查，表面不得有裂縫、毛刺、機械損傷、油污、銹蝕、死彎等缺陷；鋼筋、預應力鋼材以同爐號不超過60T為一個取樣單位，經檢驗合格后方可使用。錨具、夾片必須有出廠合格證，進場時按規定進行外觀檢查、硬度檢驗，經檢驗合格后方可使用。

2.6.3 混凝土質量控制

混凝土到現場后，必須進行坍落試驗，符合要求后方可澆筑，混凝土嚴格按程序分層澆筑，一次完成；振搗手明確分工，按操作規程進行，確保振搗均勻、密實，不漏振也不過振；混凝土初凝后用麻袋覆蓋，終凝后再灑水養護，灑水頻率以混凝土表面經常處于濕潤狀態為準，連續養護7天。

2.6.4 預應力施工過程質量控制

（1）張拉設備采用同一型號千斤頂、油表、油泵和壓力表，油泵和壓力表一一對應。

（2）兩端千斤頂同時張拉，由專人指揮，張拉速度緩慢均勻，盡量做到同步進行，使升壓速度接近相等。

（3）T梁鋼絞線張拉由控制張拉力和伸長量雙控制，以控制張拉力為主，以伸長量校核；實測伸長量超過理論伸長量的±6%時，應停止張拉，查找原因。

2.6.5 壓漿質量控制

（1）鑒于50m預應力T梁孔道較長，孔道為曲線，且采用波紋管成孔特點，若按規范要求采用0.5～0.7(MPa)壓力，難以達到壓漿飽滿和密實的要求，考慮壓漿過程中壓力的損失，將壓漿壓力提高到0.8～1.0(Mpa)。

（2）施工過程必須計量準確，嚴格控制水灰比。

（3）持壓時間必須充分保證，考慮僅壓注一次，水泥漿有泌水和凝結收縮，會使孔道上部產生空隙，所以，對孔道進行二次壓漿，可使水泥漿充滿孔道，二次壓漿的間隔時間以先壓注的水泥漿充分泌水又未初凝為度。

2.6.6 反拱度的控制

50mT梁臺座預留豎向8～10(cm)預拱度，數值由中間向兩端減少，其作用在于減少大梁張拉時的反拱，確保橋面鋪裝的厚度及質量。

3 結束語

后張法預應力砼T梁在現代橋梁施工中得到了廣泛的應用，只有進行精確的計算，使用正確的操作方法和嚴格的施工工藝，才能達到較高的施工質量。杭浦高速大井樞紐12號橋T型梁采取上述施工方法和控制措施，有效地保證了T梁的施工質量，贏得了業主、監理及相關單位的一致好評。