公路工程預(yù)應(yīng)力T梁預(yù)制施工工藝設(shè)計(jì)及實(shí)施

倪衛(wèi)剛

（云南交投集團(tuán)云嶺建設(shè)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(guó)已建橋梁中占據(jù)較大比重，中小跨徑橋梁中預(yù)應(yīng)力砼梁橋占有主導(dǎo)地位。隨著我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力砼T梁因自重輕、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)在高等級(jí)公路建設(shè)中廣泛采用。普通裝配式鋼混簡(jiǎn)支梁耗材多，主梁片在自重荷載下易出現(xiàn)裂縫，在橋梁跨度大于20m往往采用預(yù)應(yīng)力T型梁橋結(jié)構(gòu)。目前中等跨度橋梁施工設(shè)計(jì)中普遍采用簡(jiǎn)支連續(xù)T梁結(jié)構(gòu)形式，預(yù)應(yīng)力T梁具有優(yōu)良使用性能，但由于局部設(shè)計(jì)不合理等因素，很多預(yù)應(yīng)力砼T梁橋經(jīng)過(guò)多年運(yùn)營(yíng)出現(xiàn)承載力不足特征，T梁出現(xiàn)跨中撓量過(guò)大等病害，預(yù)應(yīng)力砼T型梁安全運(yùn)營(yíng)面臨嚴(yán)峻形勢(shì)，施工質(zhì)量影響橋梁使用壽命。研究T梁預(yù)制施工工藝具有重要意義。

1 預(yù)應(yīng)力T梁施工技術(shù)研究

公路交通運(yùn)輸掌握國(guó)家地區(qū)物流網(wǎng)主要命脈，我國(guó)高速公路建設(shè)自新世紀(jì)開(kāi)始大規(guī)模建設(shè)，中等跨徑橋梁普遍選擇預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁設(shè)計(jì)方案。高等級(jí)公路行車(chē)速度較高，需要服役橋梁具有良好連續(xù)性能，為用戶提供舒適平穩(wěn)的行車(chē)環(huán)境。目前高速公路較小跨徑常用預(yù)應(yīng)力裝配式施工的T梁形式［1］。T梁上部結(jié)構(gòu)為簡(jiǎn)支狀態(tài)預(yù)應(yīng)力砼板，橋面連續(xù)簡(jiǎn)支橋梁由于橋面開(kāi)裂等缺點(diǎn)，不能適應(yīng)高速公路對(duì)行車(chē)要求。

預(yù)應(yīng)力砼是當(dāng)今土木工程界采用最多的結(jié)構(gòu)之一，早期預(yù)應(yīng)力思想運(yùn)用源于我國(guó)古代，法國(guó)人弗拉西奈在20年代末研制出預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)，首次運(yùn)用于德國(guó)Dresden西南的Aue橋上，預(yù)應(yīng)力砼充分利用砼材料抗壓性能，克服砼抗壓能力差的弱點(diǎn)，使得預(yù)應(yīng)力砼具有跨度大等優(yōu)點(diǎn)。二戰(zhàn)后基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快，德國(guó)拜爾杜因斯坦橋首次采用懸臂澆筑后張法預(yù)應(yīng)力施工，標(biāo)志著預(yù)應(yīng)力砼梁進(jìn)入大跨徑時(shí)期。我國(guó)自50年代開(kāi)始發(fā)展預(yù)應(yīng)力梁橋，1956年建成首座預(yù)應(yīng)力鋼筋砼新沂河鐵路橋，自改革開(kāi)放后，橋梁建設(shè)事業(yè)迅速發(fā)展，結(jié)構(gòu)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(guó)首座大跨徑預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)鋼構(gòu)橋。

混凝土T梁在高速公路建設(shè)中得到廣泛使用，施工速度快，主梁質(zhì)量得到很大提升。普通梁橋主梁以承受剪荷載為主，鋼混簡(jiǎn)支梁主梁橫截面設(shè)計(jì)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(yù)應(yīng)力體系的發(fā)展，布置預(yù)應(yīng)力鋼束提高T梁抗裂性。但通過(guò)對(duì)竣工T梁調(diào)查發(fā)現(xiàn)普遍存在缺陷病害。常見(jiàn)的梁體表層砼剝落；橋位處發(fā)生滑坡，蓋梁出現(xiàn)裂縫；結(jié)構(gòu)剛度不足；支座脫空傾斜等。T梁施工中產(chǎn)生病害往往由多種因素造成，設(shè)計(jì)驗(yàn)算未考慮工況，交通量變化引起結(jié)構(gòu)病害。加強(qiáng)對(duì)預(yù)應(yīng)力T梁施工工藝研究，科學(xué)設(shè)計(jì)工程施工方案，嚴(yán)格按照施工技術(shù)要求控制質(zhì)量才能保證預(yù)應(yīng)力T梁工程順利完工。

2 公路預(yù)應(yīng)力T梁工程概況

楚雄至大姚高速公路項(xiàng)目位于滇中西部，是云南高速公路網(wǎng)規(guī)劃中第10條聯(lián)絡(luò)線的組成部分；擬建公路是省、州、縣的地方經(jīng)濟(jì)干線，是通往西部省份的重要通道。項(xiàng)目路線起于楚雄西，接滇中城市經(jīng)濟(jì)圈高速公路環(huán)線、至楚雄高速公路；接規(guī)劃大姚－永仁高速公路。

第二合同段二分部起點(diǎn)位于王小沖，公路等級(jí)為高速公路，路線全長(zhǎng)20.5km。K72＋000～K83＋300位于大姚境內(nèi)［3］。設(shè)連接線連接南永二級(jí)公路、大姚南山壩工業(yè)園區(qū)。

合同段位于構(gòu)造剝蝕波狀起伏緩丘洼地，以剝蝕為主而形成的地貌形態(tài)。鋸齒狀山頂和魚(yú)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(qū)、河谷階地地貌。地下水接受大氣降水的補(bǔ)給。楚雄州境屬亞熱帶高原季風(fēng)氣候區(qū)，≥10℃的活動(dòng)積溫5036℃，降水主要集中在5～10月，無(wú)霜期242天。項(xiàng)目區(qū)水系發(fā)育，庫(kù)泊諸多。路線及其兩側(cè)存在不穩(wěn)定高邊坡等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。部分地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，構(gòu)造線方向以近南北向?yàn)橹鳎c構(gòu)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(wěn)定高邊坡。擬建區(qū)域主要為軟質(zhì)巖，因巖體存在風(fēng)化差異，表層巖體完整性差，泥巖呈散體狀，產(chǎn)生掉塊、小型崩塌災(zāi)害。

圖1 預(yù)應(yīng)力T梁預(yù)制施工工藝框圖

3 預(yù)應(yīng)力T梁施工技術(shù)

按照施工圖紙確定出鋼筋綁扎順序，考慮預(yù)埋件的準(zhǔn)確安放，鋼筋綁扎與焊接分為現(xiàn)場(chǎng)和加工廠，現(xiàn)場(chǎng)采用冷軋絲綁扎，加工廠制作鋼筋進(jìn)行焊接或機(jī)械連接。位置應(yīng)在結(jié)構(gòu)受力較小處，搭接長(zhǎng)度應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。鋼筋安裝后須經(jīng)監(jiān)理工程師檢查后澆注混凝土。首先熟悉設(shè)計(jì)圖紙，大批量制作前先制作樣板，單件鋼筋制作成品質(zhì)量要求規(guī)格形狀正確；鋼筋彎曲點(diǎn)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(jìn)行。要求縱橫鋼筋綁扎成型后相互垂直，墊塊砂漿標(biāo)號(hào)不低于C50。

制作模板鋼材應(yīng)有出廠合格證書(shū)，經(jīng)外觀質(zhì)量、剛度檢驗(yàn)合格后投入模板制作。根據(jù)結(jié)構(gòu)部位特點(diǎn)，設(shè)計(jì)不同分塊的模板，模板變形驗(yàn)算合格。模板加工成型后堆放應(yīng)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(jìn)行試拼裝，當(dāng)模板平整度等誤差要求符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，將定型模板進(jìn)行拼裝固定。模板安裝應(yīng)多次嚴(yán)格檢查，調(diào)整至設(shè)計(jì)要求的平整度后進(jìn)入下個(gè)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(shí)保護(hù)底模板。模板安裝后須經(jīng)監(jiān)理工程師檢查才可進(jìn)行混凝土澆筑?；炷翝仓?qiáng)度達(dá)到85%方可拆除模板。采用龍門(mén)吊拆除模板，首先是松動(dòng)各拉桿和對(duì)口木楔，讓模板自由離開(kāi)梁體，模板與梁體分離直接影響梁體的外觀質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)有局部相抵等情況要加以處理。

混凝土經(jīng)外觀均勻性驗(yàn)收合格后，可投入澆筑施工。根據(jù)工程結(jié)構(gòu)部位，配置以不同的振搗機(jī)具。澆筑混凝土前，鋼筋應(yīng)清理干凈，不得有施工碎屑?；炷磷杂蓛A落的高度不得超過(guò)2m，混凝澆筑要求連續(xù)，發(fā)生中斷時(shí)間應(yīng)小于前次初凝時(shí)間?；炷翝仓?yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸斜層法進(jìn)行，振實(shí)厚度不得超過(guò)30cm，插入式振搗器要垂直地插入混凝土內(nèi)，插入深度不應(yīng)超過(guò)5cm。對(duì)鋼筋密集部位澆筑應(yīng)注意重點(diǎn)振實(shí)。樁基礎(chǔ)的澆筑采用密封導(dǎo)管導(dǎo)落。

混凝土澆筑后立即養(yǎng)生，內(nèi)外溫差控制在15℃以內(nèi)，表面覆蓋濕麻袋密封養(yǎng)護(hù)，拆模前保持混凝土濕潤(rùn)；拆模后預(yù)制T梁板至少養(yǎng)護(hù)14天。養(yǎng)護(hù)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(guò)大。

梁體混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)允許強(qiáng)度要求后張拉預(yù)力，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)值進(jìn)行。按設(shè)計(jì)力以力控制為主。采用智能張拉千斤頂兩端對(duì)稱(chēng)張拉。張拉程序：0→初應(yīng)力→30%σk→100%k。兩端千斤頂升降壓、測(cè)伸長(zhǎng)等工作同時(shí)進(jìn)行。精確控制張拉力，當(dāng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值與理論伸長(zhǎng)值誤差在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，作好現(xiàn)場(chǎng)張拉原始記錄。規(guī)定不允許發(fā)生斷絲。構(gòu)件混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定要求張拉，對(duì)構(gòu)件質(zhì)量等進(jìn)行檢查。采用通孔器或壓氣等方法清除堵塞物，清除干凈構(gòu)件端部預(yù)埋件的焊渣、混凝土殘?jiān)取?】。在鋼絞線束穿束時(shí)，用穿束器將鋼絞線牽引穿過(guò)孔道。按每束預(yù)力鋼絞線順序排號(hào)，防止在孔道內(nèi)交叉扭結(jié)。按錨具片號(hào)嵌入預(yù)力鋼材。用手錘輕輕敲擊，保持夾片外露面整齊一致。

有粘結(jié)預(yù)力鋼材的后張法預(yù)力混凝土構(gòu)件，向孔道內(nèi)壓滿水泥漿，壓漿工作在張拉完畢后進(jìn)行。壓漿時(shí)壓力取0.3～0.4MPa?？椎垒^長(zhǎng)時(shí)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(shí)間以達(dá)到先壓注的水泥漿未初凝為度，壓漿均勻進(jìn)行。對(duì)泌水率較小的水泥漿，采取一次壓漿的方法。預(yù)制件張拉達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，將多余鋼絞線用手提切割機(jī)切割，將混凝土端口周?chē)逭麤_洗干凈。設(shè)置綁扎鋼筋網(wǎng)。封錨混凝土符合施工設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力T梁具有較好的連續(xù)性能，滿足現(xiàn)代交通運(yùn)輸高速舒適的行車(chē)條件。但施工運(yùn)營(yíng)中產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性病害，對(duì)結(jié)構(gòu)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(jié)預(yù)應(yīng)力T梁施工關(guān)鍵技術(shù)，為同類(lèi)工程施工提供參考。T梁預(yù)制施工技術(shù)質(zhì)量管控關(guān)系到橋梁工程建設(shè)質(zhì)量，T梁預(yù)制是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要加強(qiáng)各環(huán)節(jié)施工質(zhì)量控制，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)范，科學(xué)管理，創(chuàng)新工藝，保證工程施工質(zhì)量，提高橋梁耐久性。