山區(qū)橋梁工程中T形梁預(yù)制施工技術(shù)

徐 俊

(1.廣西路建工程集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530001；2.南寧市筑路技術(shù)與筑路材料工程技術(shù)研究中心，廣西 南寧 530001)

0 引言

橋梁工程在現(xiàn)代交通體系中占據(jù)著非常重要的一席之地。隨著我國橋梁建造水平的進(jìn)一步提高以及科研人員對(duì)橋梁施工技術(shù)的深入研究，橋梁工程施工技術(shù)正逐步應(yīng)用于對(duì)山區(qū)環(huán)境的有效開發(fā)，進(jìn)一步連通山區(qū)與城鎮(zhèn)之間的交通線路。其中，T形梁結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用為山區(qū)橋梁工程的施工質(zhì)量提供了良好的保障，同時(shí)也為山區(qū)居民的日常出行安全奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 橋梁工程中預(yù)制T形梁施工的特點(diǎn)

1.1 T形梁預(yù)制施工場(chǎng)地的選擇

由于在T形梁的安裝及現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，大部分工作都是由人工操作或者配合機(jī)械設(shè)備來完成的，而T形梁本身具有較大的自重和體積，因此在T形梁的運(yùn)輸、安裝等過程中，嚴(yán)重影響到工作效率和現(xiàn)場(chǎng)施工人員的人身安全。為了解決這一問題，通常需要將T形梁的預(yù)制和施工場(chǎng)地設(shè)置在一起，這樣能夠有效地避免在長距離的運(yùn)輸過程中出現(xiàn)不可控的意外和經(jīng)濟(jì)損失。因此，在這種施工模式下，便要求施工單位在選定T形梁的預(yù)制及施工場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)該慎重考慮施工現(xiàn)場(chǎng)周圍各方面影響因素對(duì)T形梁預(yù)制質(zhì)量與施工安全的不良影響。T形梁預(yù)制及施工場(chǎng)地的選擇標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)包括施工現(xiàn)場(chǎng)周圍交通環(huán)境較為便捷、場(chǎng)地較為平整和穩(wěn)定、建筑材料充足并且人員配備齊全等。在確定了T形梁的預(yù)制施工場(chǎng)地后，為了減少在施工過程中可能存在的安全隱患問題，還需要進(jìn)一步對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行必要的科學(xué)規(guī)劃和合理加固。

1.2 T形梁的吊裝施工難度較大

T形梁的自重和體積較大問題，不僅僅影響到預(yù)制施工場(chǎng)地的選擇，同時(shí)也在很大程度上提高了T形梁吊裝施工的難度和技術(shù)水平要求。

(1)普通的機(jī)械設(shè)備在驅(qū)動(dòng)力和最大吊裝承重范圍等方面，均難以滿足T形梁的吊裝施工要求，因此需要采用專業(yè)的大型橋梁施工吊裝機(jī)械設(shè)備來完成相應(yīng)的吊裝工作。而這種專業(yè)化的大型機(jī)械設(shè)備，不僅造價(jià)和維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用昂貴，同時(shí)對(duì)于操作人員的技術(shù)水平與操作能力要求也非常嚴(yán)格，普通的吊裝機(jī)械操作工作人員也很難勝任。

(2)山區(qū)橋梁工程的施工現(xiàn)場(chǎng)大多處于偏遠(yuǎn)山區(qū)，不但自然環(huán)境惡劣，而且嚴(yán)重影響了現(xiàn)場(chǎng)施工人員的工作狀態(tài)與身心健康。同時(shí)還由于山區(qū)困難的交通運(yùn)輸情況，會(huì)導(dǎo)致施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)材料供應(yīng)不足或者人力資源缺乏等情況，這些問題的存在都進(jìn)一步提高了山區(qū)橋梁工程項(xiàng)目中T形梁吊裝施工的難度系數(shù)。

(3)由于一些吊裝施工技術(shù)人員對(duì)于新型吊裝設(shè)備性能和參數(shù)的掌握情況不夠全面，或者對(duì)于T形梁吊裝施工的具體要求和建設(shè)目標(biāo)不夠了解，因此也常常會(huì)出現(xiàn)各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)銜接不順暢，導(dǎo)致T形梁吊裝施工難以順利進(jìn)行。

1.3 混凝土澆筑質(zhì)量要求較高

混凝土澆筑環(huán)節(jié)也是T形梁預(yù)制施工各項(xiàng)環(huán)節(jié)中的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。由于T形梁在橋梁工程中主要負(fù)責(zé)承重和提高橋梁穩(wěn)定性，因此這也要求T形梁本身的承重能力和強(qiáng)度、硬度等，都需要達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)。而混凝土澆筑的質(zhì)量，對(duì)于T形梁整體性能和自身強(qiáng)度就起著非常關(guān)鍵的決定性作用。施工單位在控制T形梁混凝土澆筑質(zhì)量的過程中，應(yīng)從三個(gè)方面入手加強(qiáng)控制：

(1)混凝土原材料的選擇對(duì)于T形梁混凝土施工澆筑質(zhì)量的影響非常重大，優(yōu)質(zhì)的混凝土材料能夠確保在混合材料攪拌、原材料運(yùn)輸和混凝土澆筑等關(guān)鍵施工過程中都能夠保持較為穩(wěn)定的性能和狀態(tài)。

(2)混凝土的運(yùn)輸以及澆筑施工順序的控制，在很大程度上也影響著最終形成的混凝土結(jié)構(gòu)能否具備較高的強(qiáng)度和較好的穩(wěn)定性，這也要求現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員需要科學(xué)調(diào)度原材料運(yùn)輸車輛，同時(shí)保證混凝土澆筑環(huán)節(jié)的施工連續(xù)性和規(guī)范性。

(3)良好的混凝土澆筑質(zhì)量需要通過細(xì)致、專業(yè)的后期養(yǎng)護(hù)進(jìn)行維持，因此這也要求施工管理人員安排好后續(xù)的養(yǎng)護(hù)工作人員及相關(guān)事宜。

2 預(yù)制T形梁拱度控制技術(shù)及有效措施

2.1 科學(xué)標(biāo)定臺(tái)座反拱取值

預(yù)制T形梁的拱度與臺(tái)座的反拱值之間存在著必然聯(lián)系，施工人員可以通過控制臺(tái)座的反拱值來實(shí)現(xiàn)對(duì)T形梁拱度的精準(zhǔn)控制。在確定臺(tái)座反拱值的過程中，測(cè)量人員首先應(yīng)對(duì)臺(tái)座頂線的位置及長度等數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，這是為了確保臺(tái)座反拱度的取值范圍能夠保持在橋梁工程的建設(shè)施工要求標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。除此之外，施工技術(shù)人員還應(yīng)參考工程設(shè)計(jì)圖紙中給出的臺(tái)座反拱度以及承載性能的相關(guān)要求，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙對(duì)臺(tái)座反拱度進(jìn)行標(biāo)定。在確定T形梁臺(tái)座反拱度取值后，還需要運(yùn)用數(shù)學(xué)模型計(jì)算法構(gòu)建臺(tái)座的線型模型，結(jié)合模型算法模擬臺(tái)座的線型、反拱度和承載能力的變化，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)T形梁臺(tái)座穩(wěn)定性與拱度控制效果的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.2 嚴(yán)格管控混凝土原材料的質(zhì)量

混凝土原材料的質(zhì)量在很大程度上決定了T形梁混凝土澆筑的水平和最終效果。由于混凝土原材料中可能會(huì)摻雜有部分磁性材料，這些磁性材料在T形梁的澆筑過程中會(huì)隨著澆筑施工而混入到梁體結(jié)構(gòu)中，進(jìn)而會(huì)在特定條件下影響和威脅到T形梁結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。除此之外，混凝土原材料的質(zhì)量水平是否均一、粒徑大小是否標(biāo)準(zhǔn)以及各項(xiàng)性能是否穩(wěn)定，不但會(huì)影響到T形梁整體結(jié)構(gòu)的密實(shí)度與穩(wěn)定性能，同時(shí)對(duì)于施工人員能否有效控制T形梁拱度也會(huì)產(chǎn)生很大的干擾。而在混凝土的攪拌配置過程中，為了避免混合料出現(xiàn)密度過小、凝固后強(qiáng)度不足等質(zhì)量問題，需要工作人員按照科學(xué)的混凝土配比，對(duì)原材料中的含泥量與含水量進(jìn)行出廠檢測(cè)和入廠控制。只有在確保混凝土原材料的質(zhì)量和性能標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到了T形梁施工的質(zhì)量要求后，才可以將原材料投入到實(shí)際的生產(chǎn)預(yù)制過程中，以此為提高T形梁混凝土澆筑質(zhì)量和拱度控制奠定良好的基礎(chǔ)。

2.3 提高波紋管定位的精確度

橋梁工程的現(xiàn)場(chǎng)施工人員在對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性和各部分橋梁預(yù)制件安裝位置的準(zhǔn)確性進(jìn)行測(cè)量時(shí)，通常需要首先對(duì)波紋管進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。波紋管定位的精確度不僅影響到T形梁在橋梁主體結(jié)構(gòu)中的分布是否合理等問題，同時(shí)對(duì)于有效控制橋梁拱度，提高橋梁拱型線性控制精度也發(fā)揮著重要的作用。

(1)施工人員要確保波紋管的位置符合橋梁工程設(shè)計(jì)方案給定的位置標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，波紋管實(shí)際位置設(shè)置不合理或者和工程設(shè)計(jì)圖紙偏差過大，都會(huì)進(jìn)一步影響到后期施工人員對(duì)T形梁拱度與拱型控制的效果。

(2)如果施工人員發(fā)現(xiàn)波紋管存在偏差或者安裝混亂等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)在橋梁工程設(shè)計(jì)方案中查找與波紋管定位有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，并對(duì)存在問題的波紋管及時(shí)進(jìn)行更正和重新定位。

2.4 加強(qiáng)T形梁架設(shè)時(shí)間管理

預(yù)制T形梁的拱度一方面受到混凝土原材料、澆筑質(zhì)量以及各項(xiàng)定位與參考值的選定是否合理等因素的影響；另一方面還與其自身的重量和尺寸之間存在著很大的聯(lián)系，而這種關(guān)系主要表現(xiàn)在預(yù)制T形梁架設(shè)過程中。現(xiàn)場(chǎng)施工人員在架設(shè)T形梁時(shí)，如果由于施工組織安排不合理或者人力、物力資源等供應(yīng)不足時(shí)，便很容易導(dǎo)致預(yù)制T形梁架設(shè)各施工環(huán)節(jié)之間銜接不順暢，因此會(huì)進(jìn)一步延長預(yù)制T形梁的擱置時(shí)間。在預(yù)制T形梁自身重力的作用下，隨著放置時(shí)間的不斷延長，其本身會(huì)產(chǎn)生一定的變形度，而這種變形度的積累就會(huì)進(jìn)一步造成預(yù)制T形梁的拱度相較于預(yù)制出廠的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值而產(chǎn)生變化。因此，為了確保預(yù)制T形梁在架設(shè)時(shí)能夠保持其自身拱度與工程設(shè)計(jì)給出的標(biāo)準(zhǔn)拱度值相一致，應(yīng)通過縮短預(yù)制T形梁的架設(shè)時(shí)間來有效控制其拱度的變化幅度。通常情況下，自重和尺寸在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的T形梁，以15 d作為最長架設(shè)時(shí)間便能夠很好地確保其自身拱度變化控制在合理范圍內(nèi)。

3 提高T形梁混凝土施工質(zhì)量的有效措施

3.1 提高原材料進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量審核的強(qiáng)度

混凝土原材料的型號(hào)及各項(xiàng)性能，對(duì)預(yù)制T形梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和梁拱度控制精度存在影響，往往是在山區(qū)橋梁工程項(xiàng)目中最容易產(chǎn)生的一種常見問題。這種不良現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，一方面是由于施工單位所選擇的混凝土原材料型號(hào)與質(zhì)量本身不符合橋梁工程建設(shè)施工的要求標(biāo)準(zhǔn)，而另一方面原因則在于部分施工單位的現(xiàn)場(chǎng)施工管理制度不夠完善，原材料進(jìn)場(chǎng)前的質(zhì)量審核力度不足。因此，想要確保混凝土原材料的質(zhì)量和性能，能夠很好地滿足預(yù)制梁混凝土澆筑施工的高水平要求，就必須指派專業(yè)的質(zhì)檢人員嚴(yán)格把關(guān)混凝土原材料進(jìn)場(chǎng)前的質(zhì)量檢測(cè)工作效果。除此之外，在攪拌配制混合料時(shí)還要科學(xué)配置其組成成分。對(duì)混凝土材料中的粗骨料、粉煤灰等組成材料進(jìn)行精確的成分檢測(cè)和等級(jí)評(píng)定，同樣也是橋梁工程施工現(xiàn)場(chǎng)原材料質(zhì)量管理工作中不可忽視的重點(diǎn)內(nèi)容。

3.2 提高混凝土拌和處理的規(guī)范性

混凝土的攪拌過程是影響混凝土澆筑質(zhì)量以及澆筑成型后形成混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與承載能力的重要過程。由于現(xiàn)代化山區(qū)橋梁工程項(xiàng)目中大多應(yīng)用的是混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)制T形梁，因此混凝土拌和處理的效果對(duì)于T形梁施工的重要影響也是不容忽視的。在混凝土的形成過程中，對(duì)各種原材料按照工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)給定的配比方案進(jìn)行拌和處理，才能夠形成適用于橋梁工程項(xiàng)目混凝土強(qiáng)度和密度等達(dá)到規(guī)范性能要求標(biāo)準(zhǔn)的混合材料。因此，要求施工單位進(jìn)一步加強(qiáng)控制混凝土拌和的時(shí)間、溫度與配比，在拌和過程中要以標(biāo)準(zhǔn)配比添加原材料，同時(shí)利用專業(yè)的攪拌機(jī)械進(jìn)行2～3 min的標(biāo)準(zhǔn)拌和，在此過程中要盡量保持拌和溫度的均勻和穩(wěn)定，這樣才能更好地控制混凝土材料的強(qiáng)度與密度。除此之外，拌和完成后的混凝土要盡量在3.5 h內(nèi)及時(shí)進(jìn)行澆筑，避免混合料放置時(shí)間過長而產(chǎn)生變性或改性等不良現(xiàn)象而影響到預(yù)制T形梁的質(zhì)量與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

3.3 科學(xué)安排混凝土澆筑施工順序

混凝土澆筑方案及施工順序，對(duì)于T形梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和致密度的影響是非常關(guān)鍵的。通常情況下，對(duì)于橋梁工程中預(yù)制T形梁結(jié)構(gòu)的澆筑施工，所采取的澆筑方案大多為分層澆筑或分段澆筑，這樣能夠有效地確保澆筑形成后的T形梁結(jié)構(gòu)各部分銜接效果更好、整體穩(wěn)定性較高、密度分布更加均勻。而混凝土澆筑順序的確定則需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和具體要求進(jìn)行設(shè)定，可以采取的方法包括從T形梁一端向另一端進(jìn)行澆筑，或者從T形梁兩端同時(shí)向中間進(jìn)行澆筑等。另外，為了提高混凝土澆筑的均勻性和減少澆筑過程中混合料的浪費(fèi)，可以在澆注的同時(shí)采用點(diǎn)振或側(cè)振的方法將混凝土進(jìn)行均勻化處理。

3.4 進(jìn)行科學(xué)全面的養(yǎng)護(hù)處理

在混凝土澆筑后及時(shí)對(duì)橋梁工程進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，能夠顯著提高預(yù)制T形梁的使用壽命，并有效減少由于施工現(xiàn)場(chǎng)露天環(huán)境下高溫暴曬或雨水侵蝕等氣候因素所造成的混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫、強(qiáng)硬度下降等質(zhì)量通病。此外，在預(yù)制T形梁模板拆除的過程中，為了避免對(duì)凝固的混凝土結(jié)構(gòu)造成不必要的破壞，施工管理人員還需要嚴(yán)格規(guī)范模板拆除操作行為，并控制好抽樣檢測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定的效果，及時(shí)根除橋梁工程項(xiàng)目中存在的安全隱患問題。

4 加強(qiáng)T形梁預(yù)應(yīng)力施工的控制效果

對(duì)于山區(qū)橋梁工程中的T形梁預(yù)應(yīng)力施工環(huán)節(jié)而言，控制預(yù)應(yīng)力的有效措施應(yīng)貫穿于支座施工、T形梁吊裝和混凝土澆筑施工等各項(xiàng)環(huán)節(jié)。

(1)支座施工包括支座墊石施工和支座安裝兩部分內(nèi)容，其中墊石施工要求較好的穩(wěn)定性，支座安裝則要求安裝位置的精確、合理，而無論哪個(gè)施工環(huán)節(jié)都需要緩解過大的預(yù)應(yīng)力，避免對(duì)支座施工造成影響。

(2)在吊裝與澆筑環(huán)節(jié)中同樣需要保持預(yù)制T形梁的整體協(xié)調(diào)性與穩(wěn)定性，因此必須要加強(qiáng)克服預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的不良影響。

5 結(jié)語

綜上所述，在山區(qū)橋梁工程項(xiàng)目中應(yīng)用預(yù)制T形梁時(shí)，需要進(jìn)一步提高對(duì)預(yù)制梁施工和質(zhì)量控制的力度與標(biāo)準(zhǔn)。施工人員要掌握好拱度控制、混凝土澆筑及預(yù)應(yīng)力消除的核心要點(diǎn)，最大可能地確保橋梁工程的質(zhì)量。