鐵路混凝土T 梁預制常見問題及控制

楊建朋

(北京鐵建工程監理有限公司，北京 100055)

0 引言

預應力混凝土鐵路橋簡支T梁施工具有工序多、作業面多的特點，施工過程中各道工序須流水作業，每一道工序的施工質量都會影響到下一道工序的施工，因此施工過程中容易造成許多質量問題。在實際的工程施工中，由于各種因素影響，T梁質量普遍存在缺陷，難以達到驗收標準。以某制梁場為例，進行T梁預制過程中常見質量問題的研究與探討，提出對應的質量控制措施，使T梁質量達到驗收標準。

某制梁場設計采用鐵路工程建設通用參考圖《時速160 km客貨共線鐵路預制后張法簡支T梁(角鋼支架方案)》(跨度:32 m，圖號:通橋(2005)2101-Ⅰ)。

T梁施工主要工序流程見圖1。

圖1 T梁施工工藝流程圖

結合T梁預制施工實踐經驗，T梁常見的質量問題主要體現在鋼筋、模板、混凝土、張拉、壓漿、封錨幾個方面，下面對其進行原因分析，并提出相應的控制措施。

1 鋼筋安裝

梁體鋼筋及橋面板鋼筋在固定的綁扎胎具上綁扎牢固，整體吊裝到底模板上，這個過程一般不會出現問題。在穿預應力橡膠棒及安裝端模板過程中最容易使鋼筋位置發生偏移。在穿預應力橡膠棒過程中，還會使定位網鋼筋發生損壞。同時，部分鋼筋的位置要移動到其他相應位置，以讓開預應力橡膠棒[2]。在安裝端模板過程中，擺動幅度過大，容易發生整個鋼筋籠傾倒現象。在安裝側模板過程中，由于模板與墊塊發生側向滑動使墊塊傾倒，也容易出現腹板鋼筋保護層不均勻現象。

對于鋼筋位置發生偏移，要及時調整到其原來的位置。穿預應力橡膠棒之前，要檢查預應力橡膠棒是否光潔，有殘留混凝土的要及時除去，在安裝過程中不要使預應力橡膠棒頭撞到鋼筋或定位筋上。安裝端模板時將模板起吊到適當位置，及時移動預應力橡膠棒，使端模板順利安裝到位，盡量避免使用蠻力左右擺動。與預應力橡膠棒有沖突的A4及A4'鋼筋，則在端模板安裝到位后移動到適當位置并綁扎牢固。墊塊要綁扎牢固，安裝側模板時要緩慢移動到位，避免撞擊鋼筋籠。

2 模板

T梁所用鋼模板是循環使用的。該制梁場有兩條生產線，每條生產線有模板7套，夏季正常情況下生產T梁3片/d，模板利用率很高。底模板固定在制梁臺座上，32 m梁預留反拱40 mm，預留下口壓縮36 mm。每一套模板在第一次使用前必須進行拼裝試驗，合格后方可用于T梁澆筑。由于長期循環使用，模板剛度會發生變化，本身會產生形變。所以在T梁預制過程中要定期對模板進行測量，便于及時校正。該制梁場在前期制梁過程中A14制梁臺座沉降超標，發現問題后通過對底模板與制梁臺座預埋件之間的鋼墊板進行調整，使底模板反拱符合規定值。

側模板是通過與擋碴墻外模板連接的側模桁架完成吊運安裝的。吊點固定，長期吊運使側模桁架發生彎曲。由于側模桁架與擋碴墻外模板焊接在一起，致使擋碴墻外模板與側模桁架連接處向外側偏移。測量得出最大偏移量達30 mm。發現問題后對此模板進行了修整，將側模桁架與模板斷開，將模板調直重新焊接，并改變起吊部位。另外容易變形的部位還有橫隔板模板等。

在模板安裝過程中，容易出現的問題還有模板接縫不嚴密。造成模板接縫不嚴密的原因有模板變形，模板清理不干凈，密封條粘貼不牢固等。其中模板變形是主因。模板是需要經常打磨清理的，以清除模板上的混凝土殘渣，尤其是模板接縫、橫隔板邊角不易清理的地方。模板連接處的密封條要經常更換。模板安裝完成后要檢查螺栓數目是否足夠，是否擰緊，拉桿是否上足等。

3 混凝土

混凝土的外觀質量是混凝土質量的直觀體現，同時也是整個橋梁工程形象的直接表現，搞好混凝土的外觀質量控制對混凝土工程有重要意義。鐵路T梁混凝土澆筑量大，且在澆筑的各個階段也有許多相應的規定。該制梁場從開工到結束兩年內，所生產T梁外觀質量是不穩定的。經常出現的問題有:

1)梁體表面有蜂窩、麻面，擋碴墻、馬蹄上口斜面位置麻面比較嚴重，蜂窩主要出現在橫向張拉錨穴周圍，端部錨下部位。

混凝土蜂窩是指骨料間有空隙而形成的蜂窩狀窟窿，具體指混凝土表面缺漿、石子露出深度大于5 mm，但小于鋼筋保護層厚度。混凝土麻面是指混凝土表面缺漿、起沙、粗糙，表面呈現無數的小凹點，而無露筋現象。

蜂窩形成的原因主要是澆筑不連續、漏漿，而漏漿的原因是模板接縫不嚴密。麻面形成的原因主要有馬蹄上口斜面排氣困難，混凝土振搗不足，氣泡未完全排出，部分氣泡殘留在馬蹄上口斜面處;澆筑間隔時間長，振搗時已有部分凝固;模板拼縫漏漿，靠近拼縫的構件表面漿少;模板表面未清理干凈，附有水泥漿渣等雜物粘模。

由于梁體較長，為避免混凝土產生蜂窩、麻面、不密實等現象，梁體混凝土澆筑采用斜向分段、水平分層的方式連續進行，從一端向另一端澆筑。在將近另一端時，改從另一端向反方向投料，并在距離該端6 m～8 m處合龍。分層厚度約為30 cm，先后兩層混凝土的間隔時間不超過30 min。馬蹄上口斜面排氣困難是結構設計上的因素，除采取加強振搗的措施外難以改變。梁體混凝土振搗采用附著式振動器為主，插入式振搗棒為輔的振搗方式，在澆筑腹板中、下部時，以附著式振動器的側向振搗為主，φ30 mm插入式振搗為輔;在澆筑腹板上半部時，以插入式振搗為主，附著式振動器振搗為輔。特別是錨下混凝土要振搗充分，保證錨下混凝土絕對密實。振搗棒振搗應遵循“緊插慢拔”原則，振動棒插入到拔出時間控制在20 s～30 s內，振搗至混凝土不再下沉，表面平坦泛漿、不冒氣泡為止;馬蹄上口斜面宜作為混凝土分層控制高度，以利排氣。

2)梁體表面、擋碴墻等位置有孔洞。

混凝土孔洞是指局部或全部沒有混凝土的較大空隙，規定深度不大于30 mm，長度不大于50 mm[1]。

對于擋碴墻根部產生的孔洞，主要是由于振搗不足造成的。該制梁場在開始施工時并未按照批準的施工方案進行施工，而改變施工順序，先將擋碴墻澆筑完畢，最后澆筑橋面板。而澆筑橋面板時的振搗又導致擋碴墻根部漿體流動。梁體產生孔洞的主要部位是端部N1錨穴下，由于漏漿造成。

為防止擋碴墻根部孔洞出現，澆筑完成梁體中下部以后，改變澆筑順序，澆筑橋面板時分兩次投料。第一次投料由擋碴墻處放下，振搗棒振搗使擋碴墻內混凝土不再下沉，然后進行第二次投料。第二次投料在橋面板，并進行振搗，待橋面板澆筑完成后，再進行擋碴墻澆筑。這樣就避免了振搗橋面板時導致擋碴墻混凝土分層、漏漿。澆筑梁體時，在澆筑錨穴位置時投料要慢，同時加強振搗。混凝土要分層下料澆筑，澆筑分層厚度要控制好，不能超過振搗器的振搗半徑，且要保證振搗上層混凝土時振搗棒插入下層混凝土至少50 mm，使上下層結合成一體。

3)梁體表面有硬傷掉角。

梁體表面的硬傷掉角主要出現在梁體端部N1，N2錨穴間，橫隔板錨穴處，擋碴墻下緣，移梁吊點處。

梁體表面的硬傷掉角主要是由于拆模不當，模板與梁體發生撞擊、拖拽、擠壓所造成的。其中，拆模過早造成的硬傷掉角現象比較嚴重。由于模板與梁體接觸面比較復雜，接觸角度變化大，拆模時模板會對梁體混凝土結構發生碰撞，若混凝土強度未達到規定值(25 MPa)而強行拆模，勢必對其造成影響。所以要保證拆模時混凝土強度達到規定值。其次，在拆模過程中，由于工人操作不當也會形成硬傷掉角。在橫隔板外露鋼筋處由于模板對鋼筋的側向拖拽使橫隔板邊緣掉角。所以，在拆模過程中要嚴格按操作規程作業，杜絕野蠻施工。

4)梁體表面有粘皮現象。

梁體表面的粘皮現象經常出現在擋碴墻側面，梁體側表面及橋面板下側也時有發生。T梁出現粘皮是由于模板長期不打磨清理，模板表面的混凝土殘余積累到一定程度就會造成粘皮。要杜絕粘皮現象，就要保證模板清理干凈，拆模后對粘在模板上的混凝土殘余要及時打磨清理，并涂刷適量脫模劑。一般情況下，每次拆模后都要對模板進行清理，模板使用幾次后就要進行一次徹底打磨。

4 張拉

對預應力混凝土鐵路橋簡支T梁來說，張拉施工是一道關鍵工序，分初張拉和終張拉。當混凝土強度達到初張拉強度(33.5 MPa)時進行初張拉，順序為:N2，N2'，N5，N6，N7，初張拉后將 T 梁移到存梁區。當混凝土強度達到終張拉強度(58.5 MPa)，彈性模量達到36 GPa，齡期不少于14 d時進行終張拉，順序為 N3，N6，N1，N1'，N4，N5，N7，N2，N2'。

經過近兩年現場施工觀察，張拉過程中容易出現的問題是兩端張拉不同步，當張拉力達到規定值時，兩端伸長量就難以控制在允許誤差(±6%)范圍內。滑絲、斷絲現象極少發生。為減少誤差應做好以下工作:1)控制千斤頂加速度，使其保持相近;2)減小每次加載值，增加加載次數。經過調整，伸長量控制在允許誤差內。初期施工中，由于在預應力孔道穿鋼絞線是一根一根人工作業的，鋼絞線在預應力孔道內產生纏繞現象，不能保證兩端在相對應的錨具孔內穿過。在張拉過程中鋼絞線瞬間繃緊與管道壁發生劇烈碰撞，產生巨大的響聲。為解決此問題，將同一孔道鋼絞線編為一束，同時穿入，可采用卷揚機進行引拉，也可采用人工傳入。不建議采用機械送入。因為鋼絞線是憑借穿送機牙口對鋼絞線的咬合力傳入的，穿送機牙口易對鋼絞線造成切口破壞，影響其使用壽命。

5 壓漿

壓漿的目的是防止預應力鋼絞線的銹蝕，使預應力鋼絞線同結構混凝土粘結成整體，填充孔道的空間以防積水和冰凍。管道壓漿采用真空輔助壓漿工藝，在終張拉完畢48 h內進行[2]。

壓漿施工過程中常出現的主要問題是預應力孔道注漿不密實，是指水泥漿從入口壓入孔道后，前方通氣孔或觀察孔不見有漿水流過，或溢出的漿水稀薄。鉆孔檢查發現孔道中沒有縫隙，甚至沒有灰漿。

造成上述現象的主要原因是灰漿配制不當，使得流動度過小。漿體流動度要求在(18±4)s之間，若小于14 s，則說明配制漿體稀，不能滿足使用要求。施工中使用的是數控壓漿臺車，按設置好的配比進行漿體配制，減少了人工配制產生的誤差。灰漿在終端溢出后持荷時間不足會造成注漿不密實。T梁在一端注漿，在另一端用真空泵輔助，當另一端流出漿體符合要求時關閉閥門，注漿端則保持 0.5 MPa～0.6 MPa的壓力，但不得高于0.6 MPa。觀察壓力表，當壓力不足時補充適當壓力。當壓力表讀數不再變化時可關閉壓漿端閥門。當錨具封堵不嚴密時會有漿體流出，從而不能正常持壓。錨具封堵水泥應做密實，使用壓漿盒做封堵的，壓漿盒應與錨墊板連接牢固，中間不得有縫隙。

6 封錨

當壓漿結束鑿除封堵后可進行封錨施工。封錨前應將封錨處混凝土鑿毛，并對錨具進行防銹處理。封錨混凝土易產生塑性變形造成與原混凝土之間有縫隙的現象，應在混凝土初凝前重新搗固，使其與原混凝土之間達到密實效果。

7 結語

采取以上措施對鐵路預應力混凝土T梁質量進行控制，T梁質量明顯提高。T梁預制過程中的每一個施工工序都是非常重要的，T梁施工具有工藝性強、技術性高的特點，質量控制受到多方面因素的影響，尤其是人為因素。對于施工過程中常見的問題，如果控制不好，就會造成嚴重后果。只有對梁場實行標準化管理，對T梁預制全過程進行嚴格的質量控制和科學管理，才能確保預應力混凝土T梁的施工質量。

[1] TB/T 3043-2005，預制后張法預應力混凝土鐵路橋簡支T梁技術條件[S].

[2] TB 10424-2010，J 1155-2011，鐵路混凝土工程施工質量驗收標準[S].

[3] 鐵道部令第25號，鐵路建設工程質量管理規定[S].