小孟村渡槽預制T型梁施工

□張玉波 □呂 磊（中國水利水電第十一工程局有限公司）

1.工程概況

位于南水北調中線內(nèi)丘縣境內(nèi)小孟村河上的排洪渡槽，與總干渠交叉樁號126+936，斜交角67.5°。交叉斷面以上流域面積20.1 km2，排洪渡槽的設計流量為193.52 m3/s，校核流量為223.83 m3/s。小孟村河為淺寬式河谷地貌，河底高程約87m，兩岸地面高程約90 m。多數(shù)時節(jié)為無水狀態(tài)，沿河谷有一條地方煤礦的運輸公路，所以渡槽不僅承擔著汛期或洪水來臨時的排洪任務，還是跨總干渠的一條重要交通要道。渡槽主要由進口段、槽身段、出口段等部分組成，其中槽身段長69 m，為三跨預應力混凝土雙槽矩形槽身，多縱梁結構，縱梁為預制預應力T型梁，每跨斜長23 m，單槽單跨7片梁，共計42片梁。預制T型梁單片梁高1.7 m，翼板總寬2 m，槽身典型斷面見圖1。

圖1 槽身典型斷面圖

2.預制T梁施工規(guī)劃

T梁預制施工是本工程的關鍵施工項目，預制場地就近布置在渡槽下游暫未開挖的渠道占地范圍內(nèi)。由于施工場地允許，為了節(jié)省大型起重設備，避免臺座周轉時因橋梁張拉、灌漿等工序等待時間過長而影響到施工進度，T梁預制采用現(xiàn)場一次性臺座作為底模，場地規(guī)劃時考慮梁體吊運過程中拖車及吊車通行要求，并結合施工進度配置了兩套T梁模板。

3.模板設計及安拆施工

底模臺座場地要求整平、壓實，設置排水通道，確保場地排水通暢。臺座布置合理，臺座底模尺寸按照梁體底面尺寸設計，滿足T梁施工要求，標準段采用磚砌，兩端變截面采用C20混凝土澆筑，砌磚頂面統(tǒng)一澆筑5～7 cm厚的混凝土面層，并將表面壓光整平。在磚砌體內(nèi)預埋PVC管作為模板底部的對拉螺栓孔，埋設位置間距根據(jù)模板的分段設計進行設置，避免與模板支撐支腿沖突，一般為60～75 cm。在設計吊裝位置對應的臺座處設置磚砌空腔，空腔內(nèi)填充粗砂，以便于吊裝前拆除。

為確保T型梁預制施工質量，專門設計定做成套的全鋼定型模板。模板設計在考慮自身強度、剛度的前提下，為了便于裝、拆，減少拆裝周轉時間、提高工效，主要從模板的分段、橫隔板、堵頭、支撐體系、梳齒板等幾個方面統(tǒng)籌考慮，使其結構設計合理，拼裝簡單、拆除容易。

3.1 模板組成部分

T梁模板采用定型鋼模板，模板表面光潔、無變形，模板接縫嚴密不漏漿。整套T梁模板由側模和端模組成，底模采用磚砌、混凝土抹面臺座。T梁模板模板標準剖面見圖2。

圖2 T梁模板標準斷面

側模位于梁體的兩側，沿梁長度方向由若干個具有獨立結構的單元節(jié)組成。其長度方向的單元節(jié)由緊貼于混凝土表面的面板、支承面板的水平肋和豎向肋、支架、斜撐等構件組拼成的一個整體。

端模位于梁體的兩端頭，安裝時與側模連接。后張法預應力混凝土T梁需制作兩種端模，一是與梁體模板同時支立的端模，預制時使用；二是封端用端模，張拉和壓漿之后封錨使用。

3.2 側模分段

渡槽T梁單片長23 m，每片梁設計橫隔板5道，相鄰兩橫隔板中心間距5.44 m。從結構上來看，除了隔板外其他部位結構較為簡單，隔板處為整個模板的最薄弱環(huán)節(jié)。單節(jié)模板長度視設計圖的橫隔板位置及間距而定，以≤3 m為原則。為了減少模板安裝過程中的拼接時間及隔板預制體型位置的準確，將隔板異形處作為一個整體進行制作，兩隔板間制作標準節(jié)模板，中梁側模分塊見圖3。

圖3 中梁側模分塊示意圖

3.3 隔板

隔板厚度設計為30 cm厚，按照模板分段思路，隔板與兩側一定長度的標準模板制作成定型模板，這樣勢必為隔板位置的拆除造成了影響。為了便于拆模，對隔板的體型尺寸做了微小的改動，即將隔板厚度調整為內(nèi)端比外端大2 cm，上端比下端大2 cm，這樣斷面改變?yōu)榈固菪涡螤?，既有利于拆模，也便于混凝土邊角的保護。

3.4 堵頭

T梁預制時端部需預留張拉錨槽，錨槽模板需嚴格按照縱梁端部各細部尺寸進行設計，做成斜階梯狀，確保張拉用錨板與設計預應力孔道的垂直度，同時，錨孔尺寸也應準確定位。其作用是封堵端頭，控制錨墊板預應力孔道的位置，錨端堵板示意圖見圖4。第二種堵板是在預應力張拉和管道壓漿之后封錨時使用，其形狀為矩形平面。

圖4 錨端堵板示意圖

3.5 梳齒板

梳齒板支立于預制梁翼板側面，因為翼板預留筋需在二期混凝土（濕接縫）施工時與相鄰預制梁焊接為整體，一期混凝土澆筑時翼板鋼筋需外露一定長度，所以翼板側模要根據(jù)鋼筋的間距和保護層厚度要求制作成梳齒狀，既能起到擋板的作用，又可以使鋼筋在設計位置外露并加以固定，其梳齒板樣式見圖5。

圖5 梳齒板示意圖

3.6 模板的安裝、拆除要點

3.6.1 模板安裝

模板出廠前需嚴格自檢各部位尺寸，并進行試拼裝，以確保其滿足梁體預制施工要求，檢查無誤后，按順序編號。

在鋼筋骨架安裝完成并通過驗收后，開始模板的安裝，翼板部分等妨礙模板安裝的鋼筋需待模板安裝完成后再進行安裝、綁扎，兩個工序要互相配合。

模板安裝前涂刷脫模劑，按照出廠編號拼裝，安裝時與臺座各部位尺寸對應，確保安裝位置準確，拼裝完成后檢查各部位尺寸，并采取可行的加固措施，如有縫隙，應及時用止?jié){條或木片堵塞，防止漏漿。模板安裝完成并通過驗收合格后，方可進入下道工序施工。封端模板安裝位置要準確，嚴格控制端面的垂直度。

3.6.2 模板拆除

預制梁模板的拆除時間按照規(guī)范要求執(zhí)行，過早或過晚拆模均對混凝土的保護或模板拆除作業(yè)造成影響。

模板拆除順序：梳齒板→縱梁端?！舭宥骂^→側模標準節(jié)→側模異形節(jié)。

拆模操作程序：去掉模板支架的底撐設施，拆除頂部和底部臺座預埋的對拉桿及待拆模板與相鄰模板的連接螺栓，注意保護成品梁體，防止碰撞梁體導致缺棱掉角。

4.預制梁施工

4.1 鋼筋架立

鋼筋在預制廠內(nèi)統(tǒng)一加工，在臺座上綁扎成型，為增加鋼筋骨架整體性，綁扎要求牢固，并增加點焊數(shù)量。鋼筋保護層采用塑料墊塊控制，在臺座混凝土表面均勻涂刷脫模劑，以確保底模順利脫模。

4.2 波紋管安裝

波紋管安裝以底模為基準，按預應力束曲線坐標定出相應位置，將波紋管固定在定位鋼筋上。接縫數(shù)量盡可能保持最少，每個接縫的連接，采用大一號同型波紋管作接頭管，接頭管長80mm。波紋管連接后用密封膠帶封口，避免混凝土澆筑時水泥漿滲入管內(nèi)造成管道堵塞。在穿鋼絲束以前，所有管道端部均密封并加以保護。安裝波紋管位置準確，采用鋼筋卡子用鐵絲綁扎固定，避免管道在澆筑混凝土過程中產(chǎn)生移位，保證預應力筋位置準確，特別使端頭錨墊板與波紋管孔道中心保持垂直。波紋管內(nèi)穿入比波紋管直徑稍小的塑料管，防止混凝土澆筑過程中波紋管移位、變形。

4.3 混凝土澆筑

混凝土澆筑前檢查模板安裝尺寸、接縫、拉桿螺栓、模板拼接螺栓，要求安裝尺寸準確，支立牢固。

混凝土拌和在有自動計量的拌和站進行，水泥、砂石料、外加劑及拌合用水的各項性能指標均要符合規(guī)范要求，在拌和過程中注意混凝土的稠度并嚴格控制水灰比，隨時檢查混凝土坍落度，若出現(xiàn)異常情況立即查明原因并予以糾正。

預制梁混凝土在拌和站統(tǒng)一拌制，由8 m3混凝土攪拌車水平運輸，25 t汽車吊吊1 m3臥罐入倉。

T梁混凝土澆筑采用先澆腹板，再澆筑翼板的方法進行，每一層始終從梁的一端循序進展到另一端。混凝土澆筑過程中檢查模板加固情況，漏漿處及時堵塞。混凝土振搗采用插入式振動棒振搗，每次振搗時間以混凝土不再下沉，無氣泡上升，表面出現(xiàn)薄層水泥漿并有均勻的外觀和水平面為止。

混凝土澆筑過程中，注意對波紋管、錨墊板等埋件的保護，嚴防發(fā)生位移和漏漿。

在混凝土澆筑和預應力筋張拉前，錨具的所有支承表面（如墊板）清潔干凈。

為了保證混凝土密實，梁端部錨固區(qū)，可使用外部振搗器加強振搗，集料尺寸不要超過兩根鋼筋或預埋件間凈距的一半。

預制T梁封錨端及隔板等二期混凝土接觸面需鑿毛成粗糙面，以利新舊混凝土良好結合。

5.預應力張拉、孔道壓漿及封錨

5.1 準備工作

鋼絞線等所用材料檢驗合格并報監(jiān)理工程師審批后用于工程。張拉所用千斤頂、電動油泵、壓力表等設備的標定，獲取標定報告并報監(jiān)理單位審批后投入使用。張拉施工人員資質申報，經(jīng)監(jiān)理工程師批準后持證上崗。檢查T梁混凝土強度是否達到預應力張拉混凝土強度要求，達到后方可進入張拉工序。在梁體端部搭設安全防護擋板，擋板寬度不少于1.5m，高度不低于梁頂面。

5.2 鋼鉸線下料、編束

鋼絞線束下料長度：按照設計圖紙要求，根據(jù)預制構件的孔道長度加上兩端各預留0.6 m的工作長度作為下料長度，其中工作長度包含工作錨、千斤頂、工具錨所占長度。鋼絞線下料場平坦，下墊方木或彩條布，防止將鋼絞線直接接觸土地以免生銹，也不得在混凝土地面上生拉硬拖，磨傷鋼絞線。鋼鉸線的盤重大、盤卷小，彈力大，為防止下料過程中鋼絞線紊亂并彈出，事先制作一個簡易的鐵籠。下料時，將鋼絞線盤卷裝在鐵籠內(nèi)，從盤卷中央逐步抽出，確保安全,鋼鉸線下料采用砂輪鋸切割，不得采用電焊切割。鋼絞線編束采用鐵絲綁扎，間距2～3 m。編束時先將鋼絞線理順，并使各根鋼絞線松緊一致。

5.3 穿束

本工程T梁的鋼絞線采用后穿法，要求鋼束的前端扎緊并裹膠布，既減少對波紋管接口的沖擊，又便于鋼絞線順利通過波紋管孔道。

5.4 錨具、千斤頂?shù)陌惭b

安裝順序：

準備工作→安裝工作錨板→安裝工作錨夾具→安裝限位板→安裝千斤頂→安裝工具錨→安裝工具錨夾片。

安裝技術要求：

鋼束外伸部分要保持干凈，不得有油污、泥沙等雜物，施工人員不得隨意踩踏。錨環(huán)及夾片使用前要用煤油或柴油清洗干凈，不得有油污、鐵屑、泥沙等雜物。工作錨必須準確放在錨墊板定位槽內(nèi)，并與孔道對中。工作錨和工具錨孔中各裝入兩個夾片，用膠圈套好，可用長約30 cm的鐵管穿入鋼鉸線向前輕輕將夾片頂齊，不可用力過猛，夾片間隙要均勻。夾片安裝完后，其外露長度4～5 mm，并均勻一致，發(fā)現(xiàn)有不合格者則進行更換。穿入工作錨，工具錨的鋼束要順直，末端要對號入座，不得使鋼束扭結、交叉。安裝千斤頂時不要推拉油管及接頭，油管要順直，不得扭結成團。工具錨安裝前，鋼束穿入工具錨時，位置要與工作錨鋼束位置對應，不得交叉扭結。

5.5 預應力張拉

預應力鋼束張拉時，按技術要求采用張拉力與伸長量雙控，即以控制拉力為主，以鋼束實際伸長量進行校核。實測伸長量與理論伸長量的偏差不得超過±6%，否則應停止張拉查明原因。

5.5.1 張拉伸長值校核

高強低松弛預應力鋼絞線標準強度fpk=1860 MPa，T型梁張拉控制應力σcon=0.7fpk=1302 MPa。張拉時鋼束理論伸長值以設計圖紙給定的伸長值為依據(jù)。設計伸長值匯總見表1。

表1 T梁鋼束張拉設計伸長值匯總表

實際伸長值測量方法如下：

鋼絞線總伸長量為所測出的伸長量之和，并加上初始張拉力時推算伸長值。

張拉時首先張拉至0.1σcon并用直尺測出千斤頂?shù)挠透咨斐鲎x數(shù)l1，然后再張拉至0.2σcon同樣測出千斤頂?shù)挠透鬃x數(shù)l2，最后張拉至設計應力σcon測出油缸讀數(shù)l3。

張拉至設計油壓值后，按張拉程序持荷2 min測量伸長值，即可將張拉油壓緩慢降至零，活塞回程夾片自動跟進錨固。觀察鋼絞線刻痕是否平齊，若不平齊說明有滑束現(xiàn)象，如遇有這種情況要對滑束進行補拉，使其達到控制應力，斷裂或滑脫的數(shù)量嚴禁超過結構同一截面預應力總根數(shù)的1%，且一束鋼鉸線不超過1絲。

對預應力鋼束張拉中發(fā)現(xiàn)異常情況，必須卸錨時，可使用卸錨器。

對已錨固的鋼束進行卸錨，卸錨時千斤頂應預先伸出3～5 cm，留有余量以便卸錨。

實際伸長值的計算：張拉結束后進行實際伸長值的計算，實際伸長值按下列公式計算：L實=L2-L1，當計算的伸長值不在規(guī)范誤差范圍內(nèi)應停止張拉，查找原因，如無法解決時及時與設計聯(lián)系。

5.5.2 張拉順序

依據(jù)設計圖紙及技術要求，本工程T型梁預應力鋼束進行對稱、兩端張拉。

5.5.3 張拉過程控制

張拉應緩慢進行，逐級加荷，穩(wěn)步上升，千萬不能操之過急，給油不要忽快忽慢，防止發(fā)生事故。張拉要有專人記錄，專人測量伸長值，對張拉應力進行校核，防止發(fā)生由于壓力表出故障造成拉力不足等現(xiàn)象。張拉至設計油壓值后，按張拉程序持荷2 min測量伸長值，即可將張拉油壓緩慢降至零，活塞回程夾片自動跟進錨固。張拉完畢，卸下千斤頂及工具錨后，要檢查工具錨處每根鋼鉸線的刻痕是否平齊，若不平齊說明有滑束現(xiàn)象，如遇有這種情況要對滑束進行補拉，使其達到控制應力，每束鋼束中斷絲滑絲數(shù)不得超過1根鋼絲。

對預應力鋼束張拉中發(fā)現(xiàn)異常情況，必須卸錨時，可使用卸錨器對已錨固的鋼束進行卸錨，卸錨時千斤頂應預先伸出3～5 cm，留有余量以便卸錨。

5.6 孔道壓漿

5.6.1 孔道的檢查

預應力筋張拉完畢后，應及時壓漿。灌漿前檢查灌漿孔是否暢通，不允許發(fā)生堵孔現(xiàn)象。

5.6.2 壓漿材料選擇

水泥漿強度根據(jù)設計要求不低于C40，水泥漿配比由試驗室依據(jù)已論證批復的配合比試驗報告確定，經(jīng)試驗合格后進行配制。

5.6.3 灌漿

壓漿采用活塞式單缸泵，壓漿壓力控制在0.3～0.4MPa。水泥漿自調制到灌入孔道的延續(xù)時間一般不宜超過30-45min。水泥漿在使用前和灌漿過程中經(jīng)常進行攪拌，以保持稠度一致。壓漿應從排氣孔壓出與規(guī)定稠度相同水泥漿為止，為保證管道中充滿灰漿，關閉出漿口時，保持≥0.5MPa的一個穩(wěn)定時段，穩(wěn)壓時間≥2min。

5.7 封錨

封錨前，先將已鑿毛的混凝土面和錨具周圍沖洗干凈。錨固完畢，經(jīng)監(jiān)理驗收后即可用砂輪機切割端頭多余的預應力筋，錨固后的外露長度≥30mm?；謴土憾朔舛瞬课坏臉嬙熹摻?，封端模板采用定型鋼模板，澆筑完后做好封錨混凝土的養(yǎng)護工作。

6.結語

小孟村排洪渡槽主體工程T梁按計劃吊裝，工程質量評定為優(yōu)良，并為后續(xù)上部槽身施工提供了充足的施工時間，總結該工程施工有以下幾點認識：

模板的合理設計和正確安拆是T梁預制施工質量、進度保障的重要因素，在施工中嚴格控制模板的制作、安裝與拆除的每個環(huán)節(jié)，提高周轉使用率和預制梁的質量。采用后穿預應力筋施工方法，要嚴格控制波紋管的定位和施工過程中的保護，嚴防發(fā)生位移和漏漿。T梁混凝土澆筑采用先分層澆腹板，再澆筑翼板的方法進行，每一層始終從梁的一端循序推進到另一端。混凝土澆筑過程中嚴格控制振搗時間，減少氣泡的產(chǎn)生，保證混凝土的密實和施工質量。模板吊運、預應力張拉及孔道壓漿等工序施工時，做好設備的檢查和人員的崗前培訓，同時做好安全防護措施，嚴防事故發(fā)生，確保施工安全。