預應力混凝土T梁施工技術分析

吳乾坤，張亞海，郭寶圣，韓志星

（1.中交路橋建設有限公司，北京101100；2.江西省交通運輸科學研究院有限公司，南昌330200）

1 引言

近年來，公路工程預應力梁式橋中，混凝土T梁的運用十分廣泛，其具有截面抵抗矩大、材料用量少、自重輕、施工便利等特點[1]，目前已成為主流梁體形式。對預應力混凝土T梁實際應用情況進行分析發現，一旦T梁存在局部設計問題或是施工不當，極易出現各種質量問題，威脅橋梁使用的安全性、可靠性。本文主要從預應力混凝土T梁施工技術的角度出發展開詳細分析。

2 預應力混凝土T梁概述

對于一個國家、一個地區而言，公路網絡無疑是重要的運輸命脈，尤其是21世紀以來，我國各地區的公路建設規模不斷擴大，公路里程持續增加，且不斷延伸至高山、深谷地區。由于高等級公路的行車速度相對較快，所以，對服役橋梁的平整性要求更高，即橋梁需具有良好的連續性能，伸縮縫的數量較少，以營造舒適、平穩的行車環境[2]。

從我國現階段高速公路橋梁的施工情況來看，橋梁跨徑較小時，多采用預制的預應力混凝土T梁；橋梁跨徑中等情況下，多采用組合T梁。根據混凝土澆筑與預應力筋張拉順序的不同，可將預應力混凝土T梁施工方法分為先張法、后張法2種[3]，前者是先進行張拉施工，后澆筑混凝土構件，鋼筋混凝土結構養護達到設計強度后，放張預應力筋，借助鋼筋與混凝土間的黏結力傳遞預應力；后者是先澆筑混凝土，后張拉預應力筋，并在端部錨固，借助錨具傳遞預應力。與后張法相比，先張法相對簡單，無須鉆孔、穿孔、灌漿、封孔，且無孔道堵塞等問題；后張法施工工藝較復雜，但可適用于大跨度橋梁作業。在工程實踐中，需根據實際情況選擇合適的施工工法。

3 預應力混凝土T梁施工特點與要求

3.1 施工特點

結合相關工程實踐經驗，對預應力混凝土T梁施工特點總結如下：

1）T梁多采用后張法施工[4]，內部預埋3根波紋管。基于波紋管的存在，對波紋管以下部分進行混凝土施工時，不宜采用振搗棒，尤其是馬蹄部位，宜選用附著式振搗器。

2）馬蹄部位與腹板相連的位置存在斜面，振搗過程中氣泡不容易排出。

3）T梁腹板較薄，布筋率高，因此，對粗集料最大粒徑、混凝土的工作性能提出了較高的要求[5]。若是混凝土的黏聚性較差，則極易由于鋼筋阻礙出現離析現象；若是集料粒徑過大，或是混凝土密度過大，均將出現混凝土下料困難的情況。

4）T梁的布筋率高、鋼筋模板約束多[6]，若是施工過程中水泥的用量偏大、水灰比較大時，極易出現塑性收縮和溫度應力，導致T梁產生裂縫。

5）T梁錨固區存在波紋管，并且布筋率較高，布料時容易產生漿體富集情況，導致錨固區的強度較低，甚至出現變形情況，容易發生張拉事故[7]。

3.2 施工要求

這里主要從T梁混凝土配合比設計、澆筑、養護等角度出發，具體分析預應力混凝土T梁的施工要求。

3.2.1 配合比設計

對于T梁混凝土，不僅要求混凝土強度達標、耐久性好，還要求T梁混凝土外觀質量好，無大氣泡、蜂窩孔洞以及色差等外觀質量問題。為此，科學的T梁混凝土配合比設計是關鍵，配合比設計應兼顧工程性、強度、體積穩定性、耐久性以及外觀質量等方面的要求[8]。同時，為保證T梁混凝土施工連續、質量穩定，需進行配合比對用水量的抗干擾性、粗集料的級配設計，要求用水量不應過低，減水劑不應過于接近極限摻量，導致用水量敏感，粗集料級配在滿足規范要求的情況下，盡可能選擇空隙率小的級配。

3.2.2 T梁澆筑工藝

混凝土澆筑工藝包括布料和振搗。T梁混凝土布料包括水平分層布料、斜向分層布料2種[9]。后者布料與振搗是同時進行的，澆筑效率高，但是，此種方法澆筑垂直高度相對較高，振搗時混凝土容易沿著斜面溜漿，引發離析問題。目前，整體式水平分層布料振搗方法被提出，其從T梁一端朝著另一端完成水平布料，全梁布料完成后振搗密實，繼續下一層布料與振搗，完成澆筑工作，可有效解決上述問題，提高T梁混凝土成型質量。混凝土振搗時，馬蹄部位采用附著式振搗器，腹板采用插入式振搗棒。

3.2.3 T梁養護工藝

T梁混凝土養生方法根據環境氣溫可劃分為兩類方法：（1）一般季節養護，目的在于保濕，環境溫度20～40℃，主要有人工灑水養護、自動噴淋養護、貼膜養護[10]；（2）低溫季節養護，目的在于保溫保濕，較好的方法是蒸汽養護。

4 預應力混凝土T梁施工技術要點

4.1 工程概況

本項目為某特大橋工程，橋梁長度1 208.06 m，共計40跨。橋面凈寬2×10.9 m，大橋平面處于圓曲線、緩和曲線、直線、緩和曲線上，縱斷面縱坡0.4%，墩臺徑向布置，具體結構參數見表1。

表1 橋梁結構參數

4.2 預制場布置

基于本項目T梁預制場和大橋位置關系，梁板從40#臺朝著0#臺架設。T梁預制場以宕渣等路基材料填充，并推平、壓實，按照南北向設1%縱坡、東西向統一平面的標準，澆筑15 cm厚的C20混凝土，預制場內部設縱橫向排水系統。

本項目T梁臺座設置如下：（1）上層：T梁鋼底模板；（2）中層：鋼板與槽鋼預埋件；（3）下層：C25混凝土墊層。T梁底模需確定反預拱度標準，結合相關T梁施工資料將反預拱度設置為2.5 cm。

4.3 預應力混凝土T梁施工技術

4.3.1 基本流程

本項目預應力混凝土T梁基本施工流程如圖1所示。

圖1 預應力混凝土T梁基本施工流程

4.3.2 施工技術要點

1）模板施工。本項目T梁預制模板選擇冷軋普通鋼板，模板厚度≥6 mm。30 m預制T梁共分為8個部分，以螺栓組裝，上、下2排設附著式振動器，上排與底排相距90 cm、底排與臺面相距60 cm，振動器之間橫向距離1 m，呈梅花狀；使用龍門吊將模板送至制梁并進行組裝。

2）鋼筋、預應力管道施工。本項目T梁臺座兩端設鋼筋加工棚、綁扎臺座，在加工棚內將鋼筋制作成半成品，并按每片梁用量進行鋼筋綁扎，分為梁肋鋼筋、行車道板鋼筋臺座。部分預埋件安裝存在與鋼筋沖突的問題，可適當調整鋼筋間距離，底模、外側模捆扎塑料墊塊，保證保護層堅固。側模安裝完成后，吊裝行車道板鋼筋，與主梁、橫隔梁鋼筋以及護欄、伸縮縫位置的預埋鋼筋綁扎。

3）混凝土澆筑。本項目使用混凝土運輸罐車將混凝土運輸至指定澆筑地點，混凝土溫度、坍落度分別為5～32℃、7～9 cm；采用龍門吊灰斗澆筑方式，水平方向分段5～10 m、斜向分層7～10層，每層厚度＜30 cm。為保證馬蹄部位混凝土嚴密性，第一層澆筑厚度不得超過馬蹄部位上部。本項目以附著式振動器+插入式振搗器進行梁體混凝土振搗施工，振搗結束后以毯布覆蓋混凝土，定期淋水；混凝土硬度達標后，使用龍門吊拆模。

4）預應力張拉。本項目使用高壓水槍+空壓機清理孔洞，并穿鋼絞線束。所有鋼絞線通過管道后，兩頭工作長度調整至相等水平，并安裝錨具。預制板混凝土硬度＞90%，齡期＞15 d，張拉預應力筋包括一期主梁張拉、二期后連續負彎矩張拉。張拉過程中，錨下控制應力1 395 MPa，兩端張拉。

5）孔道壓漿。本項目采用活塞式水泥漿泵、可制作膠稠狀水泥漿的拌和設備開展孔道壓漿作業，壓漿飽和、緊實；壓漿完成后，做好清理工作，并封錨。

5 結語

綜上所述，預應力混凝土T梁在國內橋梁工程中應用廣泛，在受力、施工操作等方面均有顯著優勢。預應力混凝土T梁實際施工中，應根據項目情況、施工條件合理選擇施工工法，包括先張法和后張法，運用預制梁體技術，合理規劃預制場地，落實混凝土澆筑與養護質量控制，嚴格按規范進行預應力張拉、孔道壓漿，保證梁體質量可靠、橋梁整體結構安全。