高速公路建設(shè)中的后張法預應力T梁預制施工技術(shù)研究

王 強

（中鐵建華南投資有限公司,廣東 深圳 518000）

0 引言

預制裝配化施工具有施工速度快、結(jié)構(gòu)受力好、不占用現(xiàn)場施工時間、經(jīng)濟成本優(yōu)的特點，在橋梁建設(shè)中越來越廣泛地應用，T梁就是其中最重要、最廣泛應用的一種預制裝配式施工工藝。T梁可以提升橋梁的荷載承受能力以及耐久性和穩(wěn)定性，在橋梁運行階段能夠更加方便和安全地提供運輸支持[1-2]。

1 工程概況

某市的一段高速公路建于六合區(qū)鐵路交匯處的跨越式大橋，該橋的主橋體位于K41+720鐵路，橋梁主梁設(shè)計為預制T梁，梁長50 m，簡支結(jié)構(gòu)形式，混凝土標號為C50，上部結(jié)構(gòu)橫向由2片邊梁和5片中梁組成，梁體高度為2.5 m，主梁的橫向間距為2.232 m，邊跨的高跨比為1∶14.7，中跨的高跨比為1∶13.5，過渡墩支點位置的T梁腹板厚度為0.6 m，其余支點位置的腹板厚度為0.4 m，跨中T梁腹板厚度為20 cm，翼緣板的厚度為20 cm，過渡墩的T梁翼緣板厚度增加到42 cm，主梁設(shè)置5道橫梁，支點位置各設(shè)計一套，跨中區(qū)間段設(shè)置3道，橫隔板的厚度為20 cm。橋梁的主梁斷面結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 主橋T梁斷面結(jié)構(gòu)圖

2 施工工藝流程

后張法預應力T梁施工工藝流程見圖2。

圖2 后張法預應力T梁工藝流程圖

2.1 預制場及臺座

（1）T梁預制場的預制臺座設(shè)置4個，匹配設(shè)置的存梁臺座也為4個，位于橋梁西側(cè)的道路位置。

（2）預制場設(shè)置龍門起重機，起重機可以提梁上橋，在T梁架設(shè)的過程中起到提升作用，同時在橋梁下部結(jié)構(gòu)施工過程中還能起到輔助作用，減少其他履帶吊或者汽車吊等大型起重機器的使用[3]。

（3）根據(jù)周轉(zhuǎn)和架梁工期計算，臺座數(shù)量為4個可以滿足施工要求，考慮臺座數(shù)量控制T梁的施工時間不超過2個月。

（4）在保證施工進度的同時，項目管理人員考慮施工質(zhì)量和施工安全范圍，在施工現(xiàn)場運輸鋼板材料時，預留一定的空間作為運輸車輛通道。

2.2 模板生產(chǎn)

（1）底模制造。該項目在道路路基上設(shè)置預制場，橋梁上跨路基，路基地質(zhì)相對較軟，采用圓形地樁法進行施工改造，使之滿足預制場承載力要求。根據(jù)計算選用28根圓樁進行改造，樁的直徑為0.16*2 m，圓樁的一端澆筑0.15 m的鋼筋混凝土板，施工過程中對樁體與混凝土進行固定，對T梁預制場基礎(chǔ)進行加固。

（2）側(cè)模制造。邊梁和中梁各設(shè)計一套模板，模板按照T梁的尺寸進行廠家設(shè)計，設(shè)計時考慮橫隔板的位置，以減少模板組裝時連接縫隙的數(shù)量，降低混凝土澆筑過程中水泥漿滲漏的風險，同時提高橋梁外觀的美感。模板的骨架結(jié)構(gòu)采用10 cm槽鋼材料，面板采用6 mm以上的鋼板。根據(jù)業(yè)主的外觀質(zhì)量要求，還可以選擇不銹鋼鋼板或者壓合鋼板作為面板，這樣澆筑的T梁外觀色澤一致，鋼筋能夠穿越模板內(nèi)部，增強模板的整體穩(wěn)定性。同時對于施工人員，也可以在模板外側(cè)懸掛附著式振搗器，模板設(shè)計時就焊接一個預埋掛件在側(cè)面，便于懸掛振搗器等設(shè)備。

（3）端模加工。端模材料與側(cè)模一致，都使用鋼材，但是需要提前在模板上按照鋼絞線孔洞的位置進行開孔，保證鋼絞線錨頭位置與設(shè)計圖紙一致。

2.3 鋼筋和側(cè)模板安裝

鋼筋采用原位綁扎施工，在臺座上進行鋼筋綁扎，鋼筋綁扎前進行定位放樣，按照設(shè)計圖紙的間距在底座上進行鋼筋位置標記。綁扎完成后進行加固穩(wěn)定，先進行底腹板鋼筋綁扎。綁扎完成后進行預應力鋼絞線的波紋管安裝，套管的位置根據(jù)的設(shè)計圖紙，在梁體結(jié)構(gòu)的1/4和1/2位置進行放樣，并用U形鋼筋進行加固[4]。波紋管在接頭位置采用連接器或膠條進行密封銜接，保證管道在混凝土澆筑過程中不會出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。波紋管安裝后進行側(cè)模安裝，安裝中避免擠壓鋼筋變形。

2.4 波紋管安裝

（1）波紋管的安裝中嚴格控制每一個步驟的操作，精準地對捆扎的鋼筋進行固定，設(shè)置間隔長度為0.5 m，在每個間隔處安裝一根波紋管。

（2）在進行波紋管安裝前，對定位桿進行查驗，保證其牢固性符合要求，檢查時進行詳細記錄，作為施工工序的驗收記錄表，檢查無誤后工作人員才可以把波紋管連接并捆扎在一起。

（3）混凝土澆筑前在波紋管內(nèi)設(shè)置內(nèi)襯管，內(nèi)襯管采用塑料PVC管，確保澆筑過程中波紋管不會變形。

（4）預應管材安裝完成后，可以將錨固板固定在鋼絞線的兩側(cè)，并且要確保錨固板與管道垂直，完成以上安裝之后，將波紋管安裝進錨固板之內(nèi)，將端口用海綿材料固定，錨固板包裹外包裝袋塞緊，防止出現(xiàn)滲漏等問題。

2.5 澆筑混凝土

混凝土采用商混供應，罐車進行運輸，利用16 t汽車起重機進行混凝土澆筑。T梁混凝土澆筑施工過程中，混凝土從T梁左右兩端被推向梁體中間進行灌注，每層的灌注時間通常在2 h之內(nèi)，主梁的底腹板澆筑完成后，才可以開始對梁翼板進行施工澆筑。對T梁翼板進行澆筑前，施工人員要對模板進行檢查，并手動清理混凝土漿等影響后期施工的因素，確保模板在施工過程中可以被再次利用。在對梁體進行混凝土澆筑時，可以選擇抽樣法對施工質(zhì)量進行檢驗，同時也可以在保證梁體一致的前提下，測算橋梁的抗拉強度。

2.6 混凝土健康養(yǎng)護

高速公路T梁在澆筑完混凝土后，施工人員必須定期對梁體進行養(yǎng)護，可以設(shè)置水管進行灑水，或在梁體上鋪設(shè)土工織物，使梁體處于潮濕的狀態(tài)。

2.7 預應力張拉線

鋼絞線作為T梁受力加強結(jié)構(gòu)，張拉的時候采用智能張拉設(shè)備，隨時監(jiān)控張拉應力和伸長值。

（1）鋼絞線在平坦的地面上進行加工，地面保持干凈，避免將鋼絞線刮毛，影響鋼絞線的受力。根據(jù)設(shè)計長度，做好標記，采用砂輪切割機將鋼絞線分段加工，嚴禁采用焊接切割鋼絞線。鋼絞線日常要儲存在的干燥地方，不得淋雨和潮濕。

（2）在牽引鋼絞線的過程中，勻速牽拉，不能有鈍角物體與鋼絞線摩擦，并在的梁體的末尾一端留出一定的鋼絞線長度。

（3）張拉千斤頂在使用前，需要有資質(zhì)的單位進行校核，保證張拉力準確，并且張拉超過200次，或者使用超過6個月之后，需要再進行校核校準。張拉前測量千斤頂張拉力和油尺之間的關(guān)系，并定期維護。

（4）張拉法。采用雙控制法對預應力鋼絞線張拉力與預應力鋼絞線伸長值進行控制，并且糾正鋼絞線的伸長值，當初始應力為10%時，方可開始測量。

（5）張拉的順序。通常情況下，張力的順序為先向下再向上，張力也必須對稱。

（6）張拉程序為：0→10%σk→20%σk→100%σk→錨固。

3 施工過程質(zhì)量控制

3.1 底模臺座

底模臺座的地基基礎(chǔ)需要進行夯實加固，保證在平坦的地面上進行，并且臺座基礎(chǔ)不會沉降，臺座基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底模面板采用6 mm的鋼板制作，鋼板與基礎(chǔ)之間保留1 mm的空隙，采用原子灰對空隙進行填充，或者采用灌漿的方式進行，即使鋼板因為溫度產(chǎn)生變形，也不會影響臺座底模的使用。

3.2 鋼筋綁扎

鋼筋進場前要進行材料驗收，驗收爐排編號、鋼筋直徑、鋼筋數(shù)量、鋼筋型號和產(chǎn)品合格證等，并且抽樣送檢進行抗拉測試，測試結(jié)果報監(jiān)理驗收。鋼筋按照圖紙設(shè)計的編號、形狀下料進行存儲，半成品要分類分編號堆存在一起，綁扎完成后復核鋼筋籠的外輪廓尺寸，保證鋼筋籠的保護層符合規(guī)范要求。鋼筋與鋼絞線位置沖突的，不得隨意切割鋼筋，應進行局部調(diào)整，并對鋼筋加強。鋼筋綁扎完成后在臺座上安裝防撞欄桿預埋筋、梁底頂預埋鋼板、泄水孔與伸縮縫預埋筋等，保證其各自安裝在相應的位置，并對這些部件進行加固，減小其在施工過程中發(fā)生位移的可能性。

3.3 模板

T梁的模板需要有資質(zhì)的單位進行設(shè)計，制作后進行模板驗收，驗收模板的平整度和拼縫，所有的數(shù)值都需要在規(guī)范范圍內(nèi)。模板安裝時拼縫連接的位置貼5 mm的雙面膠，保證拼縫沒有空隙。模板運輸和安裝過程中，要注意模板棱角的保護，尤其是吊裝過程中，注意指揮，不得磕碰。或者拆模過程中，不能強力敲打或者撬動模板，避免模板變形。

3.4 預應力管道

預應力管道嚴格按照圖紙的參數(shù)進行布置，包括預應力管道的數(shù)量、型號，各個斷面位置的高度，在鋼筋籠綁扎完成后按照設(shè)計圖紙尺寸放樣，保證預應力管道固定牢固。

3.5 混凝土澆筑及養(yǎng)護

預制T梁的鋼筋結(jié)構(gòu)較為密集，施工過程中可以考慮同時使用附著式振動器與插入式振動器進行振搗，以獲得更好的振搗效果。在使用混凝土對梁體進行澆筑的過程中，兩種振動器要依照施工的實際情況進行使用，梁體的下部受到管道的阻礙，可選用附著式震動器；梁體的上部沒有管道阻礙，則可以選用插入式震動棒。在使用兩種震動器的過程中，若遇到錨頭或波紋管固定的不易振搗的部位，則要適當改變振搗器的工作時間，并留意混凝土的振搗時間。澆筑梁體時要嚴格按照規(guī)定的順序由梁體一段進行分層澆筑，特別注意應在斜面部位進行兩次或三次澆筑，并且要在混凝土初次凝固前實施并完成振搗工作。在混凝土材料選擇時，必須限制混凝土粗骨料的粒度，在完成T梁腹板的澆筑工作后，不可馬上澆筑梁體頂部，并且澆筑每層混凝土在末端的5 m處時，要進行反向澆筑，以提高工程的整體質(zhì)量。澆筑工作完成后，要注意對梁體進行科學合理的養(yǎng)護，確保后期建筑的使用。

3.6 鋼絞線張拉

鋼絞線的張拉需要在確定混凝土的強度達到工程標準后才可以進行，在張拉的過程當中，可以使用兩端同步張拉的方式，對鋼絞線的應力與延伸量都進行限制。并且在施工的過程中可以將兩束鋼絞線進行交替張拉，對張拉次數(shù)大于三次或張拉力大于鋼絞線最大強度的鋼絞線進行更換。鋼絞線在相同截面的斷絲率應小于等于1%，不得出現(xiàn)鋼絞線整根斷裂的情況。鋼絞線的張拉需要使用千斤頂與壓力表裝置進行工作，對于千斤頂，工程管理者應當定期對其進行檢查和維修校正。在鋼絞線張拉的過程當中，不可出現(xiàn)使用千斤頂前不校驗的情況，同時也不可出現(xiàn)千斤頂與壓力表裝置不配套使用的情況，若鋼絞線在張拉時斷絲不影響工程整體的質(zhì)量，則可以繼續(xù)進行張拉，用以確保鋼絞絲總應力保持恒定。若斷絲情況嚴重，則需要施工人員更換新的鋼絞絲進行張拉。完成張拉工作后夾片外露應小于等于1 mm，回縮值應小于等于6 mm，在通過核查發(fā)現(xiàn)不存在滑絲情況后利用砂輪鋸切斷外露的鋼絞絲。

4 注意事項

（1）預應力孔道的接頭包裹嚴實，接頭順暢，接頭漏漿對于后期鋼絞線穿束影響非常大。

（2）模板表面脫模劑涂刷均勻，混凝土澆筑過程中避免集中過度振搗，否則T梁外表面色差較大。

（3）注意預留通氣孔、泄水洞（外邊緣）、吊梁孔、伸縮縫預留槽等。

（4）錨頭后方鋼筋較密，混凝土澆筑時應重點振搗，保證澆灌密實，否則張拉的時候容易造成錨墊板破損，出現(xiàn)意外事故。

（5）張拉兩側(cè)要同步，張拉操作人員由熟悉操作的人員參加，或者培訓合格后方準上崗，并有技術(shù)熟練的人員負責指揮。

（6）壓漿順序從下往上，由低到高進行，每個孔道的壓漿作業(yè)必須一次完成，不得中途停頓，預制混凝土T梁在孔道水泥漿強度達到設(shè)計規(guī)定后方可進行移運和吊裝，同時不應低于梁身混凝土設(shè)計標號的55%，且不低于20 MPa。

5 結(jié)語

T梁是公路橋梁結(jié)構(gòu)中不可或缺的組成部分，T梁的施工質(zhì)量是影響橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性關(guān)鍵因素。公路橋梁施工中，優(yōu)化施工工序，嚴格把控施工規(guī)范要求的重點內(nèi)容，控制工序質(zhì)量，加強過程管理，實施預制結(jié)構(gòu)狀態(tài)跟蹤，預先進行施工技術(shù)交底，進行首件施工技術(shù)總結(jié)，糾正施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，可以有效地提高T梁預制的施工產(chǎn)品質(zhì)量，對于提高橋梁使用壽命、確保項目履約和整個項目的質(zhì)量有重要意義，對類似的其他項目也具有參考意義。