后張法預(yù)應(yīng)力砼T梁施工工藝及質(zhì)量控制

劉建華 東華地鐵公司杭州地鐵

隨著現(xiàn)代橋梁建筑技術(shù)的不斷提高和發(fā)展，大跨度高預(yù)應(yīng)力砼梁得到越來越廣泛的應(yīng)用，預(yù)應(yīng)力砼梁有先張法與后張法兩種，而跨徑較大者，多采用后張法的施工工藝。目前國內(nèi)的高速公路大橋，采用后張法預(yù)應(yīng)力砼T型梁越來越普遍，后張法預(yù)應(yīng)力砼T梁的施工質(zhì)量控制，對橋梁的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。本文結(jié)合實際工程施工經(jīng)驗，就大跨度后張法預(yù)應(yīng)力砼T型梁施工工藝及質(zhì)量控制問題進行探討。

杭浦高速公路大井樞紐12號橋工程是既有橋拼寬改造工程，該橋于12至16號墩跨越滬杭鐵路下行線及杭州北車輛段杭州端咽喉區(qū)，主橋采用50m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁，引橋采用20m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁，共有50mT梁8片，20mT梁37片。

1 施工工藝流程

1.1 T梁制作

T梁制作工藝流程如圖1所示。

圖1 T梁制作工藝流程圖

1.2 T梁預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿

T梁預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿工藝流程如圖2所示。

2 施工方法

2.1 模板制作、安裝和拆卸

T梁采用定型鋼模板，安裝時，先將模板清理干凈，并涂刷脫模劑。保持模板正確的線形，每節(jié)模板接縫間、模板與臺座結(jié)合部用乳膠粘貼薄海綿以防止漏漿。拆模后，如海綿破壞，則要重新粘貼?？紤]模板拆卸方便，每節(jié)模板留有一小塊活口板，拆除模板時，先卸去夾腳Ф16螺栓，再拆除各段的活板，向外下方將模板拆卸，以防止模板變形及損壞大梁混凝土。

圖2 T梁預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿工藝流程圖

2.2 鋼筋、波紋管的綁扎及安裝

鋼筋在加工場加工后，在梁臺座上安裝綁扎，先安裝綁扎“馬蹄形”部分的鋼筋，“馬蹄形”部分的箍筋數(shù)量多而密，位置不好控制，為此，采取在臺座側(cè)面劃線定位的方法，用以準確無誤地掌握箍筋的根數(shù)及間距，橫隔板在腹板鋼筋完成后再進行安裝綁扎；腹板及“馬蹄形”部分鋼筋全部成型后，開始焊接波紋管定位筋，定位筋間距為0.5m～1.0m，由于波紋管線形為曲線，為準確控制每一根定位筋的位置，施工中采用尺桿刻度定位法，即按照設(shè)計圖給出的鋼絞線的坐標，算出波紋管底部定位筋的坐標，刻于木方尺桿上，用這尺桿在腹板上劃出定位筋的位置，再焊接定位筋，這樣可以有效地保證定位筋的準確性。翼緣板鋼筋在模板支好后才進行安裝綁扎；為保證鋼筋保護層厚度，除在鋼筋骨架成型時用架立鋼筋控制好間距外，再用墊塊加以控制，按設(shè)計要求厚度的墊塊呈梅花狀綁在鋼筋的交叉點上。腹板鋼筋綁扎完成后，將波紋管按順序逐根穿入，用22＃鉛絲與定位筋綁扎牢固，防止波紋管在施工中產(chǎn)生移位或上浮，最后將加工好的鋼絞線兩端用電工膠布包好包緊，從波紋管一端穿入，從另一端伸出。

2.3 T梁混凝土澆注

根據(jù)有關(guān)部門要求，本工程混凝土采用商品混凝土，為確保T梁混凝土質(zhì)量，施工前需與商品混凝土廠家積極溝通，結(jié)合T梁結(jié)構(gòu)特點與設(shè)計要求，確定混凝土施工的各項控制參數(shù)。

T梁混凝土采用水平分層澆筑，每層厚度不大于30cm，澆筑順序為“馬蹄形”部分→腹板→翼緣板，混凝土輸送泵車將混凝土直接泵入模內(nèi)，混凝土以45°傾斜角由兩端向中間澆筑，要求連續(xù)澆筑，一次成型。T梁的腹板寬只有18cm，下面馬蹄寬為54cm，因此，“馬蹄形”部分振搗實是施工關(guān)鍵，常規(guī)的插入式振動器難以達到施工要求，故T梁混凝土澆筑采用附著式振動器與插入式振動器結(jié)合使用的振搗工藝，在波紋管以下部分和梁底“馬蹄形”部分安裝0.5kW的附著式振動器，每側(cè)模板按150cm間距設(shè)一臺，兩側(cè)跳間布置，形成整梁以75cm間隔布置的形態(tài)；在梁端的腰部各增設(shè)一臺附著式振動器，以保證張拉區(qū)混凝土振搗密實。在鋼筋、波紋管密集區(qū)采用附著式振動器進行側(cè)模振搗，同時用小型振動器沿波紋管和鋼筋間間隙插入振搗，但必須嚴防振動棒碰觸波紋管和鋼筋，梁中部及頂部混凝土，則采用插入式振動器振實，振搗時以振搗區(qū)混凝土停止下沉，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿，不冒氣泡為準，并用小錘敲擊“馬蹄形”部分檢查混凝土是否振搗密實。

梁體砼澆筑后，在梁端標明制作日期和安裝方向。為了不損壞T型梁的翼緣，在砼強度未達到12.5Mpa時，不得拆模。拆模時不得用力撬動與敲打而損傷梁體表影響T型梁的外觀質(zhì)量。在砼初凝后，用麻袋覆蓋，并灑水養(yǎng)護，在養(yǎng)護期宜保證砼表面處于濕潤狀態(tài)。

2.4 預(yù)應(yīng)力張拉

2.4.1 張拉設(shè)備

T梁張拉采用YC250B型千斤頂、ZB4－500油泵，以及與之配套的壓力表和油管，千斤頂與壓力表應(yīng)由國家認可的計量部門配套校驗立定，以確定張拉力與壓力表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線。檢驗時，千斤頂活塞的運動方向與實際張拉工作狀態(tài)一致。

張拉機具使用前應(yīng)全面進行檢驗，使用時的檢驗期限應(yīng)視千斤頂情況而定。一般使用超過6個月或200次或千斤頂在工作中出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時，應(yīng)重新檢驗。

2.4.2 張拉工藝

預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉施力程序：0→初應(yīng)力σ0→2倍初應(yīng)力σ0→控制應(yīng)力σk（持荷2min錨固）。σk為張拉時的控制應(yīng)力（包括預(yù)應(yīng)力損失在內(nèi)）。

張拉施工的工作順序：穿束→安裝錨具→安裝千斤頂及張拉設(shè)備→張拉、錨固→拆除千斤頂及張拉設(shè)備→壓漿→存梁。

根據(jù)設(shè)計要求，50mT梁混凝土達到設(shè)計強度的90%及混凝土齡期10天以上方可張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線。預(yù)應(yīng)力張拉采用兩端對稱同時張拉、張拉力和伸長量雙控法，兩端千斤頂升降壓、畫線、測伸長量等工作一起進行。張拉前，采用無油污染的壓縮空氣，對孔道、錨具與鋼絞線端部進行清洗。千斤頂就位后，先將主油缸少許充油，使之蹬緊，讓預(yù)應(yīng)力鋼絞線繃直，并檢查孔道軸線、錨具和千斤頂是否在一條直線上；鋼絞線宜漸進勻速張拉，在鋼絞線張拉至規(guī)定的初應(yīng)力σ0時，停機量測原始空隙并畫線作標記，作為量測伸長量的參考，并檢查鋼絞線有無滑動；將張拉力增加到設(shè)計值并持荷2min，若伸長量符合要求則可封閉錨具并拆除千斤頂；如果伸長量和張拉力與要求相差較大，暫停張拉，查清原因并解決后方可繼續(xù)張拉；如果錨頭處出現(xiàn)滑絲、斷絲或錨具損壞，應(yīng)立即停止作業(yè)，進行檢查。當滑絲、斷絲數(shù)量超過規(guī)定，應(yīng)抽換鋼絞線。張拉完畢后錨具外多余鋼絞線可使用手動式砂輪切割機切割，不得采用電弧焊切割，切割時用濕布包裹錨頭并不斷注入清水降溫。

2.4.3 鋼絞線伸長量計算

預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉時的控制應(yīng)力，應(yīng)以張拉時的實際伸長值與理論計算值進行校核。實際伸長值與理論伸長值相差須在6%以內(nèi)，否則應(yīng)暫停張拉，查明原因并采取措施加以調(diào)整后，再繼續(xù)進行張拉。理論伸長值的計算方法如下：

ΔL-預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長值；

Ap-預(yù)應(yīng)力鋼絞線的截面面積；

Ep-預(yù)應(yīng)力鋼絞線的彈性模量；

L-鋼絞線的長度；

Pp-預(yù)應(yīng)力鋼絞線的平均張拉力；

P-預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉端的張拉力；

x-從張拉端至計算截面的孔道長度；

θ-從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和；

k-孔道每米局部偏差對摩檫的影響系數(shù)；

μ-孔道摩擦系數(shù)。

2.4.4 張拉注意事項

（1）鋼絞線張拉前應(yīng)全面檢查錨具、千斤頂及油泵等張拉設(shè)備的性能、型號、數(shù)量等是否附合設(shè)計和施工要求。特別是千斤頂要與油泵、油壓表、油管等一起進行配套標定。

（2）千斤頂給油、回油工序必須緩慢平穩(wěn)的進行，防止出現(xiàn)滑斷絲現(xiàn)象。鋼絞線張拉后及時對其作畫線標記并進行定期觀測。

（3）張拉現(xiàn)場應(yīng)有明顯標志，與該工作無關(guān)的人員嚴禁入內(nèi)。張拉或退楔時，千斤頂后面不得站人，以防預(yù)應(yīng)力鋼絞線拉斷或錨具、楔塊彈出傷人。

（4）已張拉好而尚未壓漿的梁，嚴禁劇烈震動，以防預(yù)應(yīng)力鋼絞線裂斷而釀成重大事故。

2.5 孔道壓漿與封錨

2.5.1 準備工作

（1）張拉完成后，應(yīng)立即將錨塞周圍預(yù)應(yīng)力鋼筋間隙用水泥砂漿封錨，封錨砂漿抗壓強度不足10Mpa時，不得壓漿。

（2）為使孔道壓漿流暢，并使?jié){液與孔壁結(jié)合良好，壓漿前用壓力水沖洗孔道，并清凈積水。

（3）壓漿前將排氣孔、壓漿孔、排水孔等全面檢查，并對壓漿設(shè)備進行安裝檢驗。

2.5.2 壓漿及封錨

孔道壓漿采用專用壓漿泵進行，預(yù)應(yīng)力張拉完畢后的48h之內(nèi)即對孔道進行壓漿。壓漿分兩次進行，每一孔道宜于兩端先后各壓漿一次。由壓漿泵在梁一端將純水泥漿，經(jīng)壓漿膠管從壓漿咀壓入孔道內(nèi)，壓漿的壓力最少升到0.8Mpa，當壓漿達到另一端飽滿并排出濃漿（排氣孔排出相同稠度的水泥漿）時用木塞堵孔，并穩(wěn)壓10s以上后，可關(guān)閉進漿管截止閥，拆卸進漿管。在第一次壓漿間隔不小于30~45(min)后，可進行第二次壓漿，拔出兩端排氣孔木塞，在另一端安裝進漿管，并將進漿管截止閥全部打開，待排氣孔流出濃漿時，再用木塞堵孔及關(guān)閉進漿管截止閥，并穩(wěn)壓10s以上后關(guān)閉截止閥，拆卸進漿管，完成灌漿工作。

封端前對梁端鑿毛并清洗干凈，砼的強度等級不低于設(shè)計強度。在梁體灌漿后并養(yǎng)護，待所灌水泥漿強度達到要求后才能吊裝使用。

2.6 質(zhì)量控制措施及質(zhì)量情況

2.6.1 張拉機具的選擇和使用

根據(jù)設(shè)計張拉力的大小選擇千斤頂?shù)膰嵨?、行程以及與之配套的高壓油泵和油表。由于施加到梁體上的預(yù)應(yīng)力值的準確性對預(yù)應(yīng)力梁的質(zhì)量至關(guān)重要，因此，張拉前必須將張拉機具送有資格的檢定單位進行校驗；使用超過200次或半年后，必須重新校驗。張拉機具由專職人員操作使用，本工程選擇兩臺YC250B型千斤頂，其張拉力大于控制張拉力的1.5倍以上，滿足施工要求。

2.6.2 鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼絞線、錨具的質(zhì)量控制

所有鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼絞線進場必須有出廠合格證，并進行外觀檢查；鋼絞線逐盤進行外觀檢查，表面不得有裂縫、毛刺、機械損傷、油污、銹蝕、死彎等缺陷；鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼材以同爐號不超過60T為一個取樣單位，經(jīng)檢驗合格后方可使用。錨具、夾片必須有出廠合格證，進場時按規(guī)定進行外觀檢查、硬度檢驗，經(jīng)檢驗合格后方可使用。

2.6.3 混凝土質(zhì)量控制

混凝土到現(xiàn)場后，必須進行坍落試驗，符合要求后方可澆筑，混凝土嚴格按程序分層澆筑，一次完成；振搗手明確分工，按操作規(guī)程進行，確保振搗均勻、密實，不漏振也不過振；混凝土初凝后用麻袋覆蓋，終凝后再灑水養(yǎng)護，灑水頻率以混凝土表面經(jīng)常處于濕潤狀態(tài)為準，連續(xù)養(yǎng)護7天。

2.6.4 預(yù)應(yīng)力施工過程質(zhì)量控制

（1）張拉設(shè)備采用同一型號千斤頂、油表、油泵和壓力表，油泵和壓力表一一對應(yīng)。

（2）兩端千斤頂同時張拉，由專人指揮，張拉速度緩慢均勻，盡量做到同步進行，使升壓速度接近相等。

（3）T梁鋼絞線張拉由控制張拉力和伸長量雙控制，以控制張拉力為主，以伸長量校核；實測伸長量超過理論伸長量的±6%時，應(yīng)停止張拉，查找原因。

2.6.5 壓漿質(zhì)量控制

（1）鑒于50m預(yù)應(yīng)力T梁孔道較長，孔道為曲線，且采用波紋管成孔特點，若按規(guī)范要求采用0.5～0.7(MPa)壓力，難以達到壓漿飽滿和密實的要求，考慮壓漿過程中壓力的損失，將壓漿壓力提高到0.8～1.0(Mpa)。

（2）施工過程必須計量準確，嚴格控制水灰比。

（3）持壓時間必須充分保證，考慮僅壓注一次，水泥漿有泌水和凝結(jié)收縮，會使孔道上部產(chǎn)生空隙，所以，對孔道進行二次壓漿，可使水泥漿充滿孔道，二次壓漿的間隔時間以先壓注的水泥漿充分泌水又未初凝為度。

2.6.6 反拱度的控制

50mT梁臺座預(yù)留豎向8～10(cm)預(yù)拱度，數(shù)值由中間向兩端減少，其作用在于減少大梁張拉時的反拱，確保橋面鋪裝的厚度及質(zhì)量。

3 結(jié)束語

后張法預(yù)應(yīng)力砼T梁在現(xiàn)代橋梁施工中得到了廣泛的應(yīng)用，只有進行精確的計算，使用正確的操作方法和嚴格的施工工藝，才能達到較高的施工質(zhì)量。杭浦高速大井樞紐12號橋T型梁采取上述施工方法和控制措施，有效地保證了T梁的施工質(zhì)量，贏得了業(yè)主、監(jiān)理及相關(guān)單位的一致好評。