高速公路橋梁預(yù)制T梁施工工藝探究

王柱元

（甘肅省交通工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

高速公路建設(shè)過(guò)程中，橋梁作為跨越天然溝谷、河流與其他障礙物的重要工程結(jié)構(gòu)，是高速公路線路中不可或缺的組成部分。橋梁施工過(guò)程中，上部結(jié)構(gòu)往往選擇采用預(yù)應(yīng)力T梁，可以充分利用其受力合理、自重相對(duì)較小、工廠化生產(chǎn)、施工快速高效等優(yōu)點(diǎn)，能夠整體提升工程施工效率與質(zhì)量[1]。預(yù)制T梁的施工環(huán)節(jié)多，技術(shù)水平要求高，質(zhì)量控制難度大，施工單位必須嚴(yán)格遵循施工工藝，確保成型的預(yù)制T梁不出現(xiàn)裂縫、破損等質(zhì)量問(wèn)題[2-3]。本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)預(yù)制T梁的施工工藝、質(zhì)量檢測(cè)方法和施工注意事項(xiàng)進(jìn)行深入探討，以期為類(lèi)似橋梁預(yù)制T梁施工提供借鑒。

1 工程概況

某高速公路ZT45+405～ZT53+420 標(biāo)段，總長(zhǎng)10.32km，設(shè)計(jì)為雙向六車(chē)道，設(shè)計(jì)時(shí)速為100km/h。路段包含整體式路基和分離式路基，整體式路基的寬度為34.5m，分離式路基的寬度為17.64m。本標(biāo)段共包含8座橋梁，橋梁的左、右幅結(jié)構(gòu)采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)T梁。

根據(jù)預(yù)制T梁的要求，首先需要規(guī)劃預(yù)制場(chǎng)，在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)完成各類(lèi)T梁的預(yù)制作業(yè)。結(jié)合本標(biāo)段橋梁預(yù)制T梁的施工要求，擬建設(shè)預(yù)制場(chǎng)一處，用于預(yù)制225片20m的T梁、58片30m的T梁和960片40m的T梁。預(yù)制場(chǎng)內(nèi)布設(shè)4臺(tái)80T龍門(mén)吊，以機(jī)械作業(yè)的方式進(jìn)行T梁和模板等的場(chǎng)內(nèi)吊裝。對(duì)預(yù)制場(chǎng)地面做混凝土硬化處理，提升地面的平整性和穩(wěn)定性，保證車(chē)輛能夠平穩(wěn)通行。

2 預(yù)制T梁施工流程

2.1 底模安裝

預(yù)制T梁所采用的固定鋼底模可以采取分段制作和運(yùn)輸進(jìn)場(chǎng)的方式，底模安裝的過(guò)程中要保證各段的中心線在同一直線上，避免偏差過(guò)大，出現(xiàn)不符合要求的情況。底模按照略高于地表20cm的要求安裝到位，在底模的兩端設(shè)吊裝槽，將距底模兩端端頭部位約1m處作為活動(dòng)段，便于吊梁作業(yè)的開(kāi)展。

2.2 側(cè)模安裝

梁體側(cè)模以型鋼和鋼板為原材料加工成型，模板安裝過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)模板剛度和平整度的檢測(cè)與控制，確保安裝完成的模板滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。板間拼縫部位設(shè)海綿條，提升模板的嚴(yán)密性，防止施工時(shí)漏漿。底模和側(cè)模用拉桿拉筋，增強(qiáng)模板整體的穩(wěn)定性。施工中用預(yù)制場(chǎng)內(nèi)的龍門(mén)吊，可以高效吊裝和拆除模板。

2.3 鋼筋加工

鋼筋進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)全面檢查鋼筋的質(zhì)量，做好除銹、清理油漬、調(diào)直等各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，保證投入使用的鋼筋潔凈、平直、完整。若鋼筋成盤(pán)狀態(tài)，用冷拉法調(diào)直，以Ⅰ級(jí)鋼筋為例，適宜的冷拉率不超過(guò)2%。針對(duì)鋼筋彎曲的異常狀況，在彎筋機(jī)平臺(tái)上予以處理。鋼筋經(jīng)過(guò)處理并且無(wú)問(wèn)題后，分類(lèi)存放，掛牌標(biāo)識(shí)，采取防護(hù)措施，避免鋼筋在存放期間銹蝕。使用前應(yīng)根據(jù)要求完成鋼筋的加工。下料前應(yīng)從鋼筋種類(lèi)、尺寸、直徑等方面做全面的核查，確認(rèn)無(wú)誤后用鋼筋切斷機(jī)按照設(shè)計(jì)的要求精準(zhǔn)下料。

2.4 混凝土澆筑

模板和鋼筋安裝完成以后，要詳細(xì)地檢查，判斷整體的穩(wěn)定性和位置的準(zhǔn)確性以及模板間拼縫的嚴(yán)密性等，確認(rèn)無(wú)誤后，可開(kāi)始澆筑混凝土。

按照試驗(yàn)確定的配合比控制水泥、砂石等原材料的用量，經(jīng)過(guò)充分地拌和后，制得合格的混凝土。確認(rèn)混凝土無(wú)質(zhì)量問(wèn)題后即可加入料桶內(nèi)，用卷?yè)P(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)至T梁模板的臺(tái)座邊，下降至距離翼緣鋼架50～80cm 的位置開(kāi)始澆筑。

混凝土澆筑過(guò)程中，用插入式振搗棒加強(qiáng)振搗，點(diǎn)位間距不超過(guò)20cm，振搗棒不碰觸模板、鋼筋等。振搗過(guò)程中應(yīng)遵循“快插慢拔”的振搗原則，振搗后排出聚集在混凝土內(nèi)的氣泡，提高混凝土的密實(shí)性。為準(zhǔn)確地判斷預(yù)制T梁的施工效果，每片梁澆筑過(guò)程中制作6組試塊，標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)7～14d，測(cè)試各試塊的抗壓強(qiáng)度，供對(duì)比分析。混凝土澆筑完后，每1～2h抽送一次橡膠管（設(shè)置在波紋管內(nèi)），適時(shí)抽動(dòng)的目的在于防止橡膠管發(fā)生固結(jié),混凝土拌和的最短時(shí)間如表1所示。

表1 混凝土拌和的最短時(shí)間

2.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

恒溫蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法在該工程施工中具有良好的效果，可有效適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)溫度偏低的氣候特征。根據(jù)養(yǎng)護(hù)要求搭建鋼骨架的養(yǎng)護(hù)棚主體框架，于骨架上設(shè)置厚度為5cm的巖棉板，覆蓋帆布，起到保溫、保濕的作用。現(xiàn)場(chǎng)配備1臺(tái)4T的蒸汽鍋爐，借助此設(shè)施可以滿(mǎn)足養(yǎng)護(hù)條件。

蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)，靜停階段的溫度需在5℃以上，澆筑后的4h內(nèi)由于水泥水化熱作用開(kāi)始釋放熱量，混凝土普遍以8℃/h的速度升溫，期間應(yīng)保證恒溫溫度不大于60℃；后續(xù)進(jìn)入降溫階段時(shí)，降溫速度控制在10℃/h以?xún)?nèi)。為避免因溫差過(guò)大而產(chǎn)生溫度裂縫，混凝土的內(nèi)外及周?chē)h(huán)境的溫差均要穩(wěn)定在15℃以?xún)?nèi)。養(yǎng)護(hù)期間加強(qiáng)對(duì)溫度的檢測(cè)，根據(jù)實(shí)測(cè)溫度靈活調(diào)節(jié)養(yǎng)護(hù)方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土各部分溫度的有效控制。

2.6 拆模

待混凝土的強(qiáng)度超過(guò)10MPa后，拆除外模。拆模作業(yè)人員需要謹(jǐn)慎操作，確保混凝土的各部分不會(huì)因拆模而磕碰受損（邊角處較為脆弱，更應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)）。拆模后，及時(shí)將模板轉(zhuǎn)運(yùn)至指定區(qū)域，做適度的清理與修整，分類(lèi)存放。

2.7 預(yù)應(yīng)力鋼束張拉

對(duì)于鋼絞線的施工，時(shí)間安排在預(yù)制T梁養(yǎng)護(hù)完成后，作業(yè)設(shè)備采用穿束器，由專(zhuān)業(yè)人員規(guī)范作業(yè)，捋順?shù)摻g線，將其穿入預(yù)先設(shè)置好的孔內(nèi)，穿束后鋼絞線不可出現(xiàn)變形、受損或是其它的異常狀況。

混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%時(shí)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉施工。張拉前做好準(zhǔn)備：向波紋管內(nèi)穿入鋼束，檢查是否可以順暢抽動(dòng)；標(biāo)定張拉機(jī)具，保證參與張拉的儀器有較高的精度。確認(rèn)各項(xiàng)條件均無(wú)誤后，開(kāi)始正式張拉。張拉時(shí)上緊夾片，同時(shí)啟動(dòng)兩端的油泵，待實(shí)測(cè)張拉力達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)持荷5min，可按張拉要求適度超張拉，再回至設(shè)計(jì)應(yīng)力，并進(jìn)行錨固。張拉作業(yè)技術(shù)人員站在T梁兩側(cè)作業(yè)，并由專(zhuān)業(yè)人員加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管控，有效保證張拉的安全性。

張拉質(zhì)量控制采取“雙控”的方法，張拉力達(dá)到要求的同時(shí)，用鋼絞線伸長(zhǎng)量進(jìn)一步校核，要求兩項(xiàng)指標(biāo)均無(wú)誤。其中，鋼絞線實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論值的偏差需在6%以?xún)?nèi)。張拉結(jié)果顯示某項(xiàng)或多項(xiàng)指標(biāo)未達(dá)到要求時(shí)，隨即暫停張拉，根據(jù)實(shí)際情況妥善處理。

現(xiàn)場(chǎng)氣溫低于5℃時(shí)，先采取保溫措施，再進(jìn)行張拉，禁止低溫條件下直接張拉。確認(rèn)張拉效果達(dá)到要求后，確定多余的鋼絞線，用冷切割的方法將該部分切除，余留鋼絞線的長(zhǎng)度以5cm左右為宜。切割時(shí)精準(zhǔn)控制作業(yè)量，并加強(qiáng)防護(hù)，不可損傷鋼絞線。

2.8 孔道壓漿

壓漿前先清理堆積在孔內(nèi)的積水和雜物，使其保持潔凈。測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的氣溫并關(guān)注未來(lái)氣溫的變化情況，溫度低于5℃時(shí)不安排壓漿。漿液按照水灰比0.40～0.45，稠度14～18s的要求拌制，時(shí)間在2min以上，制得合格的漿液后，隨即開(kāi)展壓漿施工。現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員在壓漿期間檢查出氣孔是否流出漿液，有漿液流出時(shí)檢測(cè)其稠度。若流出漿液的稠度與壓入漿液的稠度一致，隨即對(duì)出氣孔做封堵處理，再維持該狀態(tài)壓漿1min，增強(qiáng)壓漿的飽滿(mǎn)性。最后拆除無(wú)需使用的注漿管道，嚴(yán)密封堵注漿孔。

注入的漿液需經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后方可成型，在此期間漿液的強(qiáng)度有限，需加強(qiáng)防護(hù)，禁止對(duì)其產(chǎn)生振動(dòng)。壓漿施工過(guò)程中，每批漿料需制作3組試件，進(jìn)行28d的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，作為分析實(shí)際壓漿效果時(shí)的漿液參數(shù)依據(jù)。

2.9 封錨

封錨時(shí)間安排在孔道壓漿1d之后。根據(jù)配筋圖將鋼筋布設(shè)到位，建立穩(wěn)定的封錨端模板架，再進(jìn)行混凝土澆筑。振搗采用插入式振搗器，經(jīng)過(guò)處理后使混凝土具有一定的密實(shí)性。成型的封錨混凝土與T梁表面平整對(duì)齊。

2.10 移梁

移梁時(shí)，調(diào)用兩臺(tái)龍門(mén)吊，平穩(wěn)地將豎直鋼板吊起，梁的底部超過(guò)其它梁面時(shí)停止；在桁車(chē)和兩臺(tái)龍門(mén)吊的共同配合下，將預(yù)制T梁轉(zhuǎn)至存梁場(chǎng)并下放到位。移梁時(shí)做到精細(xì)化作業(yè)，嚴(yán)格控制梁體的方位，要求移梁全過(guò)程中梁體均維持水平、穩(wěn)定的狀態(tài)，不與周邊的任何物體產(chǎn)生磕碰。

3 預(yù)制T梁質(zhì)量檢測(cè)與施工注意事項(xiàng)

3.1 質(zhì)量檢測(cè)方法及要求

預(yù)制T梁成型后，抽樣并進(jìn)行靜載試驗(yàn)，判斷預(yù)制T梁的質(zhì)量，確保輸送至現(xiàn)場(chǎng)的預(yù)制T梁均滿(mǎn)足工程質(zhì)量要求。試驗(yàn)中，配套靜載試驗(yàn)臺(tái)、油泵、標(biāo)準(zhǔn)油壓表、放大鏡等，先檢驗(yàn)各類(lèi)參與試驗(yàn)的裝置，要求各類(lèi)裝置均可穩(wěn)定運(yùn)行。各項(xiàng)基礎(chǔ)條件均達(dá)到試驗(yàn)要求后，于混凝土承受全部應(yīng)力30d后開(kāi)始試驗(yàn)。試驗(yàn)加載由5臺(tái)千斤頂同步實(shí)現(xiàn)，分階段有序進(jìn)行：第一循環(huán)為預(yù)加載，加載量等同于使用時(shí)的短期荷載值；第二循環(huán)為正式加載，將抗裂檢驗(yàn)荷載作為最大荷載。靜載試驗(yàn)對(duì)環(huán)境溫度較為敏感，為獲得準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果，在氣溫和梁體溫度相對(duì)穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行。根據(jù)溫度要求，條件允許時(shí)盡可能在夜間進(jìn)行，原因在于此階段的氣溫變化較小，對(duì)加載試驗(yàn)的影響相對(duì)有限。各循環(huán)加載時(shí)用加載系數(shù)K表示加載等級(jí)。加載期間及時(shí)測(cè)量構(gòu)件在特定荷載作用下的表現(xiàn)，記錄數(shù)據(jù)。加載中，還應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：

（1）試驗(yàn)前先確定車(chē)輪的位置，在橋面做清晰的標(biāo)記，再根據(jù)該標(biāo)記駕駛車(chē)輛至指定位置。避免車(chē)輛過(guò)度集中在某處，否則橋梁局部有過(guò)強(qiáng)的車(chē)輛荷載，易影響到橋梁的穩(wěn)定性。試驗(yàn)時(shí)取關(guān)鍵應(yīng)力和撓度測(cè)試點(diǎn)，測(cè)定具體數(shù)據(jù)，供試驗(yàn)分析使用。

（2）按照每種跨度每批30片抽1片的頻率安排靜載試驗(yàn)，不足30片的視為一批次。

（3）生產(chǎn)期間材料、預(yù)制T梁結(jié)構(gòu)、制作工藝等方面有較大變動(dòng)時(shí)，需單獨(dú)安排靜載試驗(yàn)，檢驗(yàn)調(diào)整后的T梁預(yù)制效果，對(duì)不足之處做出優(yōu)化。

（4）預(yù)制T梁存在影響結(jié)構(gòu)剛度或承載力的缺陷時(shí)，或是對(duì)部分生產(chǎn)資料有疑問(wèn)時(shí)，也需安排靜載試驗(yàn)。

3.2 施工注意事項(xiàng)

（1）T梁模板到場(chǎng)后，先安排試拼，檢查各模板的布設(shè)位置、板間拼縫的寬度、對(duì)拉螺桿孔的位置等.根據(jù)檢查結(jié)果判斷到場(chǎng)的T梁模板是否達(dá)到要求。若試拼無(wú)誤，表明T梁模板可用于正式拼裝。

（2）鋼絞線的表觀應(yīng)潔凈、形態(tài)須良好，此類(lèi)材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)必須提供材質(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告，現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)人員核對(duì)每捆鋼絞線的標(biāo)識(shí)號(hào)，判斷其是否與檢查報(bào)告相同。此外，每捆鋼絞線的使用去向均要有完整的記錄，以便作為驗(yàn)收時(shí)的依據(jù)。

（3）鋼絞線進(jìn)場(chǎng)后要采取防曬、防雨等多項(xiàng)防護(hù)措施，保證鋼絞線在使用前不出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。安排人員每月檢查一次鋼絞線，向其均勻涂刷專(zhuān)用防護(hù)油，以此來(lái)保證鋼絞線的質(zhì)量。預(yù)制T梁混凝土澆筑完成4h后，向波紋管內(nèi)通水，采取此方法降低混凝土內(nèi)部的溫度，防止混凝土因內(nèi)外部溫差過(guò)大而產(chǎn)生裂縫。波紋管堵塞時(shí)，用鋼絲連接一小節(jié)鋼管，疏通管道。混凝土有一定強(qiáng)度后拆模，再盡快封堵波紋管出口，防止外部雜物落入其中。

（4）T梁端頭的鋼筋密度大，振搗設(shè)備在該處作業(yè)時(shí)可能會(huì)碰觸鋼筋，導(dǎo)致鋼筋偏位、受損。因此，施工人員需仔細(xì)振搗，控制振搗的點(diǎn)位、深度、時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)。其中以支座抗剪鋼筋部位最為特殊，必須有效避免出現(xiàn)鋼筋遭擾動(dòng)的情況。

（5）預(yù)制T梁拆模后檢查表觀質(zhì)量，存在蜂窩、麻面問(wèn)題時(shí)，將對(duì)應(yīng)部位的混凝土鑿除，清理粉塵及各類(lèi)雜物，再用環(huán)氧樹(shù)脂灰漿修補(bǔ)至平整的狀態(tài)。T梁的保護(hù)層厚度有限，可能僅經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)蔫彸髢?nèi)部鋼筋便會(huì)裸露至外界。針對(duì)此情況，先向外露鋼筋涂刷SIKA608鋼筋鈍化劑，起到防護(hù)的作用，再進(jìn)一步安排鑿除混凝土的修補(bǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)高速公路快速建設(shè)的過(guò)程中，預(yù)制T梁之所以得到廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)計(jì)單位的正確設(shè)計(jì)，施工企業(yè)對(duì)施工工藝的正確實(shí)施，能夠把控預(yù)制T梁的諸多施工環(huán)節(jié)多，能高水平地確保成型的預(yù)制T梁不出現(xiàn)裂縫、破損等質(zhì)量問(wèn)題。本文對(duì)質(zhì)控細(xì)節(jié)的總結(jié)，可對(duì)類(lèi)似高速公路橋梁預(yù)制T梁施工提供參考。