后張法預(yù)應(yīng)力T梁預(yù)制施工工藝

中鐵十局集團(tuán) 西北工程有限公司 薛 超

后張法預(yù)應(yīng)力T梁預(yù)制施工工藝

中鐵十局集團(tuán) 西北工程有限公司 薛 超

一、工藝特點(diǎn)及適用范圍

1.后張法預(yù)應(yīng)力T梁預(yù)制工藝特點(diǎn)。

（1）該工藝以混凝土臺座表層貼薄鋼板為底模，既保證了預(yù)制T梁底板底面的平整度和光潔度，又增加了預(yù)制臺座的可重復(fù)使用次數(shù)。

（2）采用大塊鋼模拼裝后吊裝，不僅保證了預(yù)制T梁的幾何尺寸和外部美觀，而且縮短了單片預(yù)制梁的作業(yè)時間。

（3）施工主要采用側(cè)振工藝，解決了T梁混凝土施工時漏振現(xiàn)象，避免了混凝土表面出現(xiàn)蜂窩、麻面現(xiàn)象。

（4）T梁預(yù)制、存放、架設(shè)等工序形成了流水線作業(yè)、工廠化生產(chǎn)，減少了臨時用地，縮短了施工周期，提高了機(jī)具設(shè)備使用效率。

2.適用范圍。該工藝適用于30～50 m跨徑的T梁預(yù)制。

二、關(guān)鍵技術(shù)措施

1.預(yù)制臺座處置。預(yù)制臺座由枕梁、臺座基礎(chǔ)和臺座3部分組成?？紤]到項(xiàng)目所在位置為濕陷性黃土地基，并且T梁張拉時兩端地基受力較大，根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，施工中特別設(shè)置了枕梁。枕梁設(shè)置在臺座基礎(chǔ)兩端，枕梁長12 m、寬2.5 m、深0.8 m（3個臺座共用1個枕梁）。臺座基礎(chǔ)混凝土設(shè)計(jì)為C25，基寬1.0 m，高0.3 m，在基底設(shè)間距為1.0 m的φ25預(yù)埋筋，以便與臺座更好地連接。臺座設(shè)計(jì)為C30混凝土，頂面用角鐵頂面焊接鋼板，寬度0.645 m，高度0.3 m，并按模板拉筋孔位置預(yù)設(shè)拉筋孔道，即預(yù)埋φ50 mmPVC塑料管。臺座兩端設(shè)吊裝孔，預(yù)制梁時用鋼板覆蓋。臺座之間設(shè)預(yù)埋鋼筋環(huán)，以便于調(diào)整模板，鋼板厚度8 m。此外，按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置預(yù)拱度。根據(jù)JTJ041-2000《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》，預(yù)制梁縱向預(yù)拱度可采用拋物線形。

2.組合鋼板設(shè)計(jì)及使用。設(shè)計(jì)時，根據(jù)實(shí)際情況確定模板的最不利荷載的組合，設(shè)計(jì)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ025）的有關(guān)技術(shù)要求。

模板制作時，在保證模板的強(qiáng)度剛度、穩(wěn)定性的前提下選用合格的鋼材。組合鋼模的制作以及各種桿件、配件的加工，均符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《組合鋼模板技術(shù)規(guī)則》（GB214）的規(guī)定，以確保模板成型后質(zhì)量達(dá)到相關(guān)要求。

模板及其配件按批準(zhǔn)的加工圖加工，成品按國家有關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)合格后，方可投入使用，且模板厚度≥ 6 mm。

模板設(shè)計(jì)時，應(yīng)保證不發(fā)生超過允許的變形，能夠承受施工過程中可能產(chǎn)生的各項(xiàng)荷載，不發(fā)生銹蝕，不受油脂及其他外界雜物污染，以免造成混凝土表面變色，影響梁體的外觀質(zhì)量。

側(cè)模底邊加工成與底模一致的反拱，安裝前必須檢查模板面是否平整光滑，有無凸凹變形或殘存灰渣，特別是接口處及端模凹穴內(nèi)應(yīng)清除干凈；檢查模板連接端面、底部有無碰撞而造成不符合使用要求的缺陷和變形，振動器支架及其模板焊縫是否有開裂破損等，均應(yīng)及時整修合格；在模板面仔細(xì)均勻地刷脫模劑或脫模漆，不得漏刷。

在側(cè)模安裝前，還要檢查底模是否有下沉，以及反拱是否符合設(shè)計(jì)的要求。應(yīng)特別注意的是，梁體的4個支座板安放處的相對高差不得大于2 mm。

3.預(yù)應(yīng)力數(shù)據(jù)處理。預(yù)應(yīng)力部分的數(shù)據(jù)處理包括鋼束理論伸長量的計(jì)算和確立千斤頂張拉力與張拉機(jī)油表讀數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。

（1）鋼束理論伸長量計(jì)算。鋼絞線的理論伸長值ΔL的計(jì)算公式為

式（1）中，PP為預(yù)應(yīng)力鋼絞線的平均張拉控制力。

兩端張拉的曲線筋計(jì)算公式為

式（2）中，L 為預(yù)應(yīng)力鋼絞線的有效長度（mm）；AP為預(yù)應(yīng)力鋼絞線的截面面積（mm2），一束中有多根鋼絞線時，AP為面積之和；EP為預(yù)應(yīng)力鋼絞線的彈性模量（N/mm2）；X為從張拉端到計(jì)算截面的孔道長度（m）；K為孔道每m 局部偏差對摩擦的影響系數(shù)；μ為預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩擦系數(shù)；θ為張拉端到計(jì)算截面曲線孔道部分切線夾角和；P為預(yù)應(yīng)力筋張拉端張拉力（N）。則

式（3）中，ΔK為預(yù)應(yīng)力筋張拉K控制應(yīng)力（MPa）。

利用式（3）計(jì)算鋼束理論伸長量各參數(shù)取值時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：一是L為鋼束的有效長度及工作錨與工具錨之間的鋼絞線工作段長度之和；二是AP，EP的取值必須是進(jìn)場鋼絞線隨機(jī)抽樣的實(shí)測值；三是對于兩端張拉鋼束，計(jì)算截面取跨徑中心；四是根據(jù)規(guī)范規(guī)定K取值0.001 5；五是根據(jù)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)μ取0.25；六是帶入公式時，θ值換算成弧度制。

（2）確立千斤頂張拉力與張拉機(jī)油表讀數(shù)對應(yīng)關(guān)系。首先應(yīng)由國家認(rèn)可的有相應(yīng)資質(zhì)的權(quán)威檢測部門檢測所用千斤頂及油表，確立千斤頂壓力與油表讀數(shù)之間的匹配關(guān)系并給出線性方程；然后根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)控制應(yīng)力推算出張拉各階段（初張拉、控制張拉、超張拉）張拉力P值；最后將P值帶入檢測單位給定的線性方程計(jì)算出各階段油表讀數(shù)，以便實(shí)現(xiàn)張拉過程雙控的目的。

三、施工過程

1.預(yù)制場地布置。預(yù)制場地必須平整、堅(jiān)實(shí)，避免低洼或積水。必要時，可將場地整平硬化且設(shè)置橫坡及排水溝。根據(jù)地基及氣候條件，采取必要的排水措施，排除雨期積水及養(yǎng)生積水，防止場地松軟沉降。同時，考慮構(gòu)件場內(nèi)、外運(yùn)輸裝卸、混凝土運(yùn)輸?shù)纫蛩?，沿預(yù)制場、存梁區(qū)設(shè)置便道，以滿足施工方便。整個場地應(yīng)安排合理，避免過分擁擠和占用不必要的土地。需要注意以下幾點(diǎn)：

（1）臺座間距的確定以T梁面板寬度加2～3 m為適宜。

（2）臺座縱向間距不小于8 m。

（3）注意臺座和軌道之間的距離，并充分考慮龍門吊是否影響提梁。

（4）布置養(yǎng)生用水管道應(yīng)考慮布置在軌道外側(cè)，并在每排制梁區(qū)設(shè)置水龍頭，以方便養(yǎng)生使用。

2.門吊安裝。龍門吊是預(yù)制場內(nèi)必不可少的設(shè)備，其主要作用是用作場內(nèi)移梁、模板拆裝、倒運(yùn)、混凝土入模等。龍門吊機(jī)的承載結(jié)構(gòu)由萬能桿件組拼，下部支撐于型鋼底座平車上，每臺底座平車設(shè)4軸共8個鋼輪（直徑80 cm）。龍門吊機(jī)走行由軌道兩頭2臺電動卷揚(yáng)機(jī)牽引底座平車實(shí)現(xiàn)。龍門吊安裝順序：首先進(jìn)行地基處理，鋪設(shè)軌道；然后組拼塔柱和天梁；最后吊裝底座平車、塔柱和天梁。在設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)處理地基直到滿足承載力要求，先鋪設(shè)碎石或低標(biāo)號混凝土墊層，再鋪設(shè)枕木和鋼軌。天梁及塔柱組拼完成后，吊裝底座平車、塔柱和天梁。最后用高強(qiáng)G 型螺栓將天梁固定在塔柱上。需要強(qiáng)調(diào)的是，龍門吊拼裝完成后、正式啟用之前，必須對各部件進(jìn)行檢查并進(jìn)行走行及吊重試運(yùn)行，經(jīng)過安全檢查部門檢查合格后方可投入使用。此外，龍門吊設(shè)計(jì)時還要考慮兩個方面，一是根據(jù)預(yù)制場寬度要求設(shè)置龍門跨徑，二是根據(jù)每片T梁自重設(shè)計(jì)龍門吊起重重量。

3.模板安裝。采用廠制特大型組合鋼模板，模板加固使用拉筋，模板頂口設(shè)置口撐，側(cè)模底側(cè)采用可調(diào)支座調(diào)整模板水平高度，以保證梁體尺寸準(zhǔn)確性，必要時外加斜拉和支撐，保證模板不松動、不脫模、不下沉。各塊模板之間用螺栓連接，板縫中均嵌入固定式彈性嵌縫條，防止漏漿影響梁體美觀。立模時用龍門吊逐塊吊到待用處，再用32 t螺旋千斤頂將模板逐塊頂升就位，最后上緊可調(diào)絲桿豎向支撐。

4.骨架制作。該工藝鋼筋骨架分兩階段成型，一是初始階段，在該階段，將底模鋼板打磨干凈，均勻涂刷脫模劑，按設(shè)計(jì)圖紙綁扎底板、腹板鋼筋，焊接預(yù)應(yīng)力管道定位筋，安裝正彎矩預(yù)應(yīng)力管道穿預(yù)應(yīng)力筋，安裝外模。在第二階段，綁扎頂板鋼筋，安裝負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力錨具、預(yù)應(yīng)力管道并穿預(yù)應(yīng)力筋，此時要記預(yù)留防撞護(hù)欄、伸縮縫預(yù)埋鋼筋。對于泄水孔、支座鋼板，預(yù)埋時必須保證其位置正確。

5.混凝土工程。

（1）材料及配合比的選定。預(yù)應(yīng)力混凝土所使用的原材料均要經(jīng)過試驗(yàn)，碎石粒徑控制在4.75 ～ 19 mm。石料壓碎值≤12%。砂采用由顆粒堅(jiān)硬、強(qiáng)度高、耐風(fēng)化的中粗砂。本工程中須采用經(jīng)檢驗(yàn)合格的飲用水。水泥應(yīng)采用品質(zhì)穩(wěn)定、強(qiáng)度等級為52.5級的硅酸鹽水泥。

選定配合比時，根據(jù)不同的含砂率、水灰比、外加劑等因素進(jìn)行多組設(shè)計(jì)比較。除滿足混凝土強(qiáng)度和彈性模量要求外，還要確?；炷翝仓樌屯獗碣|(zhì)量，盡量減少表面氣泡。配合比須經(jīng)監(jiān)理同意批準(zhǔn)后，方能使用。

根據(jù)T梁鋼筋和管道密集、斷面尺寸較小，振動難的特點(diǎn)，坍落度宜控制在100 ～ 140 mm，攪拌出和易性較好的混凝土，并隨時進(jìn)行坍落度測定。同時對粗、細(xì)集料進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證粒徑不超。

（2）混凝土拌和、運(yùn)輸及澆筑?；炷涟韬筒捎脧?qiáng)制式攪拌機(jī)自動計(jì)量配料進(jìn)行拌和，應(yīng)滿足拌和時間及澆筑要求?；炷恋倪\(yùn)輸采用混凝土輸送車、龍門吊等運(yùn)輸工具運(yùn)至現(xiàn)場，卸入吊斗，然后由龍門吊或其他起吊設(shè)備提升吊斗進(jìn)行灌注。澆筑時根據(jù)時間的長短，可采用分層澆筑法或組合式澆筑法，并按規(guī)定在現(xiàn)場制取混凝土試件。

（3）混凝土振搗?；炷恋恼駬v以附著式振搗為主，振搗棒振搗為輔，主要采用側(cè)振工藝。梁體兩側(cè)的附著式振動器要交錯布置，以免振動力互相抵消。附著式振動器要集中控制，灌什么部位振什么部位，嚴(yán)禁空振模板，附著式振動器與側(cè)模振動架要密貼，以便使混凝土最大限度地吸收振動力。振動時間以混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿為度，具體步驟如下。

①混凝土入模時，相應(yīng)位置的馬蹄、腹板上的振動器全部開動，混凝土邊入模邊振動。

②待混凝土全部進(jìn)入馬蹄部位后，停止腹板部位振動，只開馬蹄部位振動器，震至混凝土密實(shí)。

③振動器開動的數(shù)量以灌注混凝土長度為準(zhǔn)，嚴(yán)禁空振模板。

④灌注腹板部位混凝土?xí)r，嚴(yán)禁開動馬蹄部位的振動器。

⑤灌注上翼板混凝土?xí)r，振搗以插入式振動器為主，用平板振動器將混凝土面整平。

⑥梁端混凝土振搗采用直徑為30 mm的振搗棒搗固，以保證梁端混凝土密實(shí)。在鋼筋較密及波紋管密集處，或其他插入式振動器難發(fā)揮作用的地方，用搗固鏟人工搗固，并配合附著式振動器振搗，然后對梁頂面混凝土收平拉毛。

⑦澆筑時應(yīng)派專人檢查模板和所有的堅(jiān)固件。

6.預(yù)應(yīng)力工程。

（1）材料及機(jī)具的選定。選用設(shè)計(jì)或業(yè)主指定規(guī)格型號的預(yù)應(yīng)力管道、預(yù)應(yīng)力筋和錨具等材料。進(jìn)場材料必須附有出廠質(zhì)量保證書或試驗(yàn)合格報(bào)告單；進(jìn)場后嚴(yán)格按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2000抽樣檢測，檢測合格后方可投入使用。千斤頂、油泵、油表等用于張拉的設(shè)備儀表選取時，應(yīng)根據(jù)工作錨型號、預(yù)應(yīng)力的類型、控制應(yīng)力的大小、理論伸長量選用配套千斤頂；由千斤頂?shù)淖畲髲埨邦~定油壓配備比千斤的額定油壓高5 MPa ～ 10 MPa的油泵。油壓表的正常允許使用范圍為靜載下不應(yīng)超過測量上限的75%，動載下不應(yīng)超過測量上限的67% 。使用前，應(yīng)對千斤頂、油表、油泵配套進(jìn)行校檢。

（2）預(yù)應(yīng)力鋼束定位。定位方法為首先焊接定位筋，然后布置預(yù)應(yīng)力管道，最后穿預(yù)應(yīng)力筋。對于曲線布置的預(yù)應(yīng)力鋼束，采用坐標(biāo)法焊接定位筋，具體方法為從一端開始，以1 m 間距按曲線方程算出該點(diǎn)鋼束中心距底模、側(cè)模距離，精確量測并作標(biāo)志，在標(biāo)志點(diǎn)上焊接定位筋。預(yù)應(yīng)力鋼束定位應(yīng)做到不偏、不沉、不浮、不破、平順圓滑，位置準(zhǔn)確。

（3）張拉控制技術(shù)。T梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度時開始張拉，張拉過程中要控制好張拉操作、伸長量量測和錨固3個重要環(huán)節(jié)。在張拉準(zhǔn)備階段，要清理錨墊板及鋼束工作段表面的灰漿，安裝錨環(huán)及工作夾片。在設(shè)備就位階段，要安裝限位板、千斤頂就位對中、安裝工具錨。在張拉階段，兩端對稱同步進(jìn)行，應(yīng)控制好加載速度；油表讀數(shù)達(dá)到初始應(yīng)力對應(yīng)質(zhì)量測初伸長量；達(dá)到控制應(yīng)力對應(yīng)讀數(shù)量測伸長量；按規(guī)范要求持荷，達(dá)到持荷時間量測回縮量；打開截止閥張拉油缸緩慢歸零，千斤頂活塞回程工具夾片跟進(jìn)錨固。伸長量測量時應(yīng)注意，不同的千斤頂錨固工藝不同，伸長量測量方法也不盡相同，因此在張拉前要弄清楚所用千斤頂錨固工藝；3次測量選取同一基準(zhǔn)面；切忌只測量伸長值而忘記測量回縮值。

（4）孔道壓漿。張拉完成14 d內(nèi)務(wù)必孔道壓漿，管道壓漿采用真空輔助壓漿。采用真空泵抽吸預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)的空氣，水泥漿拌制均勻后，須經(jīng)2.5 mm×2.5 mm的濾網(wǎng)過濾方可壓入管道。管道出漿口應(yīng)裝有三通管，并確認(rèn)出漿濃度與進(jìn)漿濃度一致后，方可封閉保壓。壓漿前管道真空度應(yīng)穩(wěn)定在– 0.06 ～ – 0.10 MPa；漿體注滿管道后，在0.50～0.60 MPa的壓力下保持2 min，以確保壓入管道的漿體飽滿密實(shí)；壓漿的最大壓力不得超過0.60 Mpa。管道真空壓漿如圖1所示。

各管道壓漿應(yīng)按先下后上的順序進(jìn)行，每個管道的壓漿應(yīng)一次完成。如有串孔現(xiàn)象，應(yīng)對串孔的有關(guān)管道同時進(jìn)行壓漿。待管道水泥漿初凝后，方可拆卸壓漿閥等密封件。此時，管道水泥漿不應(yīng)有任何外溢現(xiàn)象。拆卸后的壓漿閥等配件應(yīng)及時清洗，其中不應(yīng)留有水泥漿。

7.移梁、存梁作業(yè)。T梁壓漿達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度和齡期后，用2臺龍門吊吊出臺座橫移在運(yùn)梁平板車上；移走龍門吊，將梁運(yùn)至存梁區(qū)。再用2臺龍門吊將T梁吊起，橫移至存梁臺座上儲存。移梁、存梁時采用兩點(diǎn)支撐，支點(diǎn)距梁端頭≤1 m，并在兩側(cè)用方木支撐，或梁與梁之間采取臨時固結(jié)的辦法，防止傾覆。

四、結(jié)論

通過對后張法50 m T梁預(yù)制施工工藝特點(diǎn)的闡述，掌握T梁預(yù)制過程中的模板拼裝、混凝土振搗、張拉等關(guān)鍵施工技術(shù)，積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對今后類似條件的T梁預(yù)制有較多的借鑒意義。