公路工程預應力T梁預制施工工藝設計及實施

倪衛剛

（云南交投集團云嶺建設有限公司路面工程分公司，云南 昆明 650000）

中小跨徑橋梁在我國已建橋梁中占據較大比重，中小跨徑橋梁中預應力砼梁橋占有主導地位。隨著我國交通運輸事業的發展，預應力砼T梁因自重輕、安裝方便等優點在高等級公路建設中廣泛采用。普通裝配式鋼混簡支梁耗材多，主梁片在自重荷載下易出現裂縫，在橋梁跨度大于20m往往采用預應力T型梁橋結構。目前中等跨度橋梁施工設計中普遍采用簡支連續T梁結構形式，預應力T梁具有優良使用性能，但由于局部設計不合理等因素，很多預應力砼T梁橋經過多年運營出現承載力不足特征，T梁出現跨中撓量過大等病害，預應力砼T型梁安全運營面臨嚴峻形勢，施工質量影響橋梁使用壽命。研究T梁預制施工工藝具有重要意義。

1 預應力T梁施工技術研究

公路交通運輸掌握國家地區物流網主要命脈，我國高速公路建設自新世紀開始大規模建設，中等跨徑橋梁普遍選擇預應力砼連續梁設計方案。高等級公路行車速度較高，需要服役橋梁具有良好連續性能，為用戶提供舒適平穩的行車環境。目前高速公路較小跨徑常用預應力裝配式施工的T梁形式［1］。T梁上部結構為簡支狀態預應力砼板，橋面連續簡支橋梁由于橋面開裂等缺點，不能適應高速公路對行車要求。

預應力砼是當今土木工程界采用最多的結構之一，早期預應力思想運用源于我國古代，法國人弗拉西奈在20年代末研制出預應力砼結構，首次運用于德國Dresden西南的Aue橋上，預應力砼充分利用砼材料抗壓性能，克服砼抗壓能力差的弱點，使得預應力砼具有跨度大等優點。二戰后基礎設施建設加快，德國拜爾杜因斯坦橋首次采用懸臂澆筑后張法預應力施工，標志著預應力砼梁進入大跨徑時期。我國自50年代開始發展預應力梁橋，1956年建成首座預應力鋼筋砼新沂河鐵路橋，自改革開放后，橋梁建設事業迅速發展，結構受力及施工工藝等方面獲得重大突破［2］。1988年建成廣州洛溪大橋是我國首座大跨徑預應力砼連續鋼構橋。

混凝土T梁在高速公路建設中得到廣泛使用，施工速度快，主梁質量得到很大提升。普通梁橋主梁以承受剪荷載為主，鋼混簡支梁主梁橫截面設計中，采用T型符合受力特征。減小截面尺寸，增大跨越能力。隨著預應力體系的發展，布置預應力鋼束提高T梁抗裂性。但通過對竣工T梁調查發現普遍存在缺陷病害。常見的梁體表層砼剝落；橋位處發生滑坡，蓋梁出現裂縫；結構剛度不足；支座脫空傾斜等。T梁施工中產生病害往往由多種因素造成，設計驗算未考慮工況，交通量變化引起結構病害。加強對預應力T梁施工工藝研究，科學設計工程施工方案，嚴格按照施工技術要求控制質量才能保證預應力T梁工程順利完工。

2 公路預應力T梁工程概況

楚雄至大姚高速公路項目位于滇中西部，是云南高速公路網規劃中第10條聯絡線的組成部分；擬建公路是省、州、縣的地方經濟干線，是通往西部省份的重要通道。項目路線起于楚雄西，接滇中城市經濟圈高速公路環線、至楚雄高速公路；接規劃大姚－永仁高速公路。

第二合同段二分部起點位于王小沖，公路等級為高速公路，路線全長20.5km。K72＋000～K83＋300位于大姚境內［3］。設連接線連接南永二級公路、大姚南山壩工業園區。

合同段位于構造剝蝕波狀起伏緩丘洼地，以剝蝕為主而形成的地貌形態。鋸齒狀山頂和魚鰭狀山脊，谷坡在45°以上。山間盆地地貌，主要分布于姚安及大姚盆地，上部以黏土為主。合同段屬于金沙江水系，主體為低山丘陵區、河谷階地地貌。地下水接受大氣降水的補給。楚雄州境屬亞熱帶高原季風氣候區，≥10℃的活動積溫5036℃，降水主要集中在5～10月，無霜期242天。項目區水系發育，庫泊諸多。路線及其兩側存在不穩定高邊坡等環境地質問題。部分地質構造復雜，構造線方向以近南北向為主，與構造線走向一致，路線多以橋隧和路基工程為主，部分路塹邊坡為不穩定高邊坡。擬建區域主要為軟質巖，因巖體存在風化差異，表層巖體完整性差，泥巖呈散體狀，產生掉塊、小型崩塌災害。

圖1 預應力T梁預制施工工藝框圖

3 預應力T梁施工技術

按照施工圖紙確定出鋼筋綁扎順序，考慮預埋件的準確安放，鋼筋綁扎與焊接分為現場和加工廠，現場采用冷軋絲綁扎，加工廠制作鋼筋進行焊接或機械連接。位置應在結構受力較小處，搭接長度應符合有關規定。鋼筋安裝后須經監理工程師檢查后澆注混凝土。首先熟悉設計圖紙，大批量制作前先制作樣板，單件鋼筋制作成品質量要求規格形狀正確；鋼筋彎曲點處不得有裂紋［4］。底模上劃出各箍筋位置。翼緣板鋼筋待模板安裝后進行。要求縱橫鋼筋綁扎成型后相互垂直，墊塊砂漿標號不低于C50。

制作模板鋼材應有出廠合格證書，經外觀質量、剛度檢驗合格后投入模板制作。根據結構部位特點，設計不同分塊的模板，模板變形驗算合格。模板加工成型后堆放應整齊，堆放位置以方便取出，上蓋帆布以防曬遮雨。將定型模板先進行試拼裝，當模板平整度等誤差要求符合設計要求時，將定型模板進行拼裝固定。模板安裝應多次嚴格檢查，調整至設計要求的平整度后進入下個工序。模板安裝順序底模板在先，底模板安裝好后，均涂以脫模劑。鋼筋工程施工時保護底模板。模板安裝后須經監理工程師檢查才可進行混凝土澆筑。混凝土澆筑強度達到85%方可拆除模板。采用龍門吊拆除模板，首先是松動各拉桿和對口木楔，讓模板自由離開梁體，模板與梁體分離直接影響梁體的外觀質量，發現有局部相抵等情況要加以處理。

混凝土經外觀均勻性驗收合格后，可投入澆筑施工。根據工程結構部位，配置以不同的振搗機具。澆筑混凝土前，鋼筋應清理干凈，不得有施工碎屑。混凝土自由傾落的高度不得超過2m，混凝澆筑要求連續，發生中斷時間應小于前次初凝時間。混凝土澆筑應根據結構尺寸斜層法進行，振實厚度不得超過30cm，插入式振搗器要垂直地插入混凝土內，插入深度不應超過5cm。對鋼筋密集部位澆筑應注意重點振實。樁基礎的澆筑采用密封導管導落。

混凝土澆筑后立即養生，內外溫差控制在15℃以內，表面覆蓋濕麻袋密封養護，拆模前保持混凝土濕潤；拆模后預制T梁板至少養護14天。養護注意溫濕度。注意控制混凝土的溫度變化。采取保溫和散熱的綜合措施，防止溫差過大。

梁體混凝土達到設計允許強度要求后張拉預力，嚴格按設計值進行。按設計力以力控制為主。采用智能張拉千斤頂兩端對稱張拉。張拉程序：0→初應力→30%σk→100%k。兩端千斤頂升降壓、測伸長等工作同時進行。精確控制張拉力，當力達到設計值與理論伸長值誤差在設計范圍內，作好現場張拉原始記錄。規定不允許發生斷絲。構件混凝土強度達到設計規定要求張拉，對構件質量等進行檢查。采用通孔器或壓氣等方法清除堵塞物，清除干凈構件端部預埋件的焊渣、混凝土殘渣等【5】。在鋼絞線束穿束時，用穿束器將鋼絞線牽引穿過孔道。按每束預力鋼絞線順序排號，防止在孔道內交叉扭結。按錨具片號嵌入預力鋼材。用手錘輕輕敲擊，保持夾片外露面整齊一致。

有粘結預力鋼材的后張法預力混凝土構件，向孔道內壓滿水泥漿，壓漿工作在張拉完畢后進行。壓漿時壓力取0.3～0.4MPa。孔道較長時壓力稍大，壓漿前用壓力水沖洗孔道，每孔道于兩端各壓漿一次。間隔時間以達到先壓注的水泥漿未初凝為度，壓漿均勻進行。對泌水率較小的水泥漿，采取一次壓漿的方法。預制件張拉達到設計要求后，將多余鋼絞線用手提切割機切割，將混凝土端口周圍清整沖洗干凈。設置綁扎鋼筋網。封錨混凝土符合施工設計要求。

4 結語

預應力T梁具有較好的連續性能，滿足現代交通運輸高速舒適的行車條件。但施工運營中產生結構性病害，對結構承載力，美觀性造成影響。本文以楚姚高速公路T梁工程為例，總結預應力T梁施工關鍵技術，為同類工程施工提供參考。T梁預制施工技術質量管控關系到橋梁工程建設質量，T梁預制是復雜的系統工程，要加強各環節施工質量控制，嚴格執行設計規范，科學管理，創新工藝，保證工程施工質量，提高橋梁耐久性。