鐵路混凝土T 梁預(yù)制常見問題及控制

楊建朋

(北京鐵建工程監(jiān)理有限公司，北京 100055)

0 引言

預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡支T梁施工具有工序多、作業(yè)面多的特點，施工過程中各道工序須流水作業(yè)，每一道工序的施工質(zhì)量都會影響到下一道工序的施工，因此施工過程中容易造成許多質(zhì)量問題。在實際的工程施工中，由于各種因素影響，T梁質(zhì)量普遍存在缺陷，難以達(dá)到驗收標(biāo)準(zhǔn)。以某制梁場為例，進(jìn)行T梁預(yù)制過程中常見質(zhì)量問題的研究與探討，提出對應(yīng)的質(zhì)量控制措施，使T梁質(zhì)量達(dá)到驗收標(biāo)準(zhǔn)。

某制梁場設(shè)計采用鐵路工程建設(shè)通用參考圖《時速160 km客貨共線鐵路預(yù)制后張法簡支T梁(角鋼支架方案)》(跨度:32 m，圖號:通橋(2005)2101-Ⅰ)。

T梁施工主要工序流程見圖1。

圖1 T梁施工工藝流程圖

結(jié)合T梁預(yù)制施工實踐經(jīng)驗，T梁常見的質(zhì)量問題主要體現(xiàn)在鋼筋、模板、混凝土、張拉、壓漿、封錨幾個方面，下面對其進(jìn)行原因分析，并提出相應(yīng)的控制措施。

1 鋼筋安裝

梁體鋼筋及橋面板鋼筋在固定的綁扎胎具上綁扎牢固，整體吊裝到底模板上，這個過程一般不會出現(xiàn)問題。在穿預(yù)應(yīng)力橡膠棒及安裝端模板過程中最容易使鋼筋位置發(fā)生偏移。在穿預(yù)應(yīng)力橡膠棒過程中，還會使定位網(wǎng)鋼筋發(fā)生損壞。同時，部分鋼筋的位置要移動到其他相應(yīng)位置，以讓開預(yù)應(yīng)力橡膠棒[2]。在安裝端模板過程中，擺動幅度過大，容易發(fā)生整個鋼筋籠傾倒現(xiàn)象。在安裝側(cè)模板過程中，由于模板與墊塊發(fā)生側(cè)向滑動使墊塊傾倒，也容易出現(xiàn)腹板鋼筋保護(hù)層不均勻現(xiàn)象。

對于鋼筋位置發(fā)生偏移，要及時調(diào)整到其原來的位置。穿預(yù)應(yīng)力橡膠棒之前，要檢查預(yù)應(yīng)力橡膠棒是否光潔，有殘留混凝土的要及時除去，在安裝過程中不要使預(yù)應(yīng)力橡膠棒頭撞到鋼筋或定位筋上。安裝端模板時將模板起吊到適當(dāng)位置，及時移動預(yù)應(yīng)力橡膠棒，使端模板順利安裝到位，盡量避免使用蠻力左右擺動。與預(yù)應(yīng)力橡膠棒有沖突的A4及A4'鋼筋，則在端模板安裝到位后移動到適當(dāng)位置并綁扎牢固。墊塊要綁扎牢固，安裝側(cè)模板時要緩慢移動到位，避免撞擊鋼筋籠。

2 模板

T梁所用鋼模板是循環(huán)使用的。該制梁場有兩條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線有模板7套，夏季正常情況下生產(chǎn)T梁3片/d，模板利用率很高。底模板固定在制梁臺座上，32 m梁預(yù)留反拱40 mm，預(yù)留下口壓縮36 mm。每一套模板在第一次使用前必須進(jìn)行拼裝試驗，合格后方可用于T梁澆筑。由于長期循環(huán)使用，模板剛度會發(fā)生變化，本身會產(chǎn)生形變。所以在T梁預(yù)制過程中要定期對模板進(jìn)行測量，便于及時校正。該制梁場在前期制梁過程中A14制梁臺座沉降超標(biāo)，發(fā)現(xiàn)問題后通過對底模板與制梁臺座預(yù)埋件之間的鋼墊板進(jìn)行調(diào)整，使底模板反拱符合規(guī)定值。

側(cè)模板是通過與擋碴墻外模板連接的側(cè)模桁架完成吊運安裝的。吊點固定，長期吊運使側(cè)模桁架發(fā)生彎曲。由于側(cè)模桁架與擋碴墻外模板焊接在一起，致使擋碴墻外模板與側(cè)模桁架連接處向外側(cè)偏移。測量得出最大偏移量達(dá)30 mm。發(fā)現(xiàn)問題后對此模板進(jìn)行了修整，將側(cè)模桁架與模板斷開，將模板調(diào)直重新焊接，并改變起吊部位。另外容易變形的部位還有橫隔板模板等。

在模板安裝過程中，容易出現(xiàn)的問題還有模板接縫不嚴(yán)密。造成模板接縫不嚴(yán)密的原因有模板變形，模板清理不干凈，密封條粘貼不牢固等。其中模板變形是主因。模板是需要經(jīng)常打磨清理的，以清除模板上的混凝土殘渣，尤其是模板接縫、橫隔板邊角不易清理的地方。模板連接處的密封條要經(jīng)常更換。模板安裝完成后要檢查螺栓數(shù)目是否足夠，是否擰緊，拉桿是否上足等。

3 混凝土

混凝土的外觀質(zhì)量是混凝土質(zhì)量的直觀體現(xiàn)，同時也是整個橋梁工程形象的直接表現(xiàn)，搞好混凝土的外觀質(zhì)量控制對混凝土工程有重要意義。鐵路T梁混凝土澆筑量大，且在澆筑的各個階段也有許多相應(yīng)的規(guī)定。該制梁場從開工到結(jié)束兩年內(nèi)，所生產(chǎn)T梁外觀質(zhì)量是不穩(wěn)定的。經(jīng)常出現(xiàn)的問題有:

1)梁體表面有蜂窩、麻面，擋碴墻、馬蹄上口斜面位置麻面比較嚴(yán)重，蜂窩主要出現(xiàn)在橫向張拉錨穴周圍，端部錨下部位。

混凝土蜂窩是指骨料間有空隙而形成的蜂窩狀窟窿，具體指混凝土表面缺漿、石子露出深度大于5 mm，但小于鋼筋保護(hù)層厚度。混凝土麻面是指混凝土表面缺漿、起沙、粗糙，表面呈現(xiàn)無數(shù)的小凹點，而無露筋現(xiàn)象。

蜂窩形成的原因主要是澆筑不連續(xù)、漏漿，而漏漿的原因是模板接縫不嚴(yán)密。麻面形成的原因主要有馬蹄上口斜面排氣困難，混凝土振搗不足，氣泡未完全排出，部分氣泡殘留在馬蹄上口斜面處;澆筑間隔時間長，振搗時已有部分凝固;模板拼縫漏漿，靠近拼縫的構(gòu)件表面漿少;模板表面未清理干凈，附有水泥漿渣等雜物粘模。

由于梁體較長，為避免混凝土產(chǎn)生蜂窩、麻面、不密實等現(xiàn)象，梁體混凝土澆筑采用斜向分段、水平分層的方式連續(xù)進(jìn)行，從一端向另一端澆筑。在將近另一端時，改從另一端向反方向投料，并在距離該端6 m～8 m處合龍。分層厚度約為30 cm，先后兩層混凝土的間隔時間不超過30 min。馬蹄上口斜面排氣困難是結(jié)構(gòu)設(shè)計上的因素，除采取加強振搗的措施外難以改變。梁體混凝土振搗采用附著式振動器為主，插入式振搗棒為輔的振搗方式，在澆筑腹板中、下部時，以附著式振動器的側(cè)向振搗為主，φ30 mm插入式振搗為輔;在澆筑腹板上半部時，以插入式振搗為主，附著式振動器振搗為輔。特別是錨下混凝土要振搗充分，保證錨下混凝土絕對密實。振搗棒振搗應(yīng)遵循“緊插慢拔”原則，振動棒插入到拔出時間控制在20 s～30 s內(nèi)，振搗至混凝土不再下沉，表面平坦泛漿、不冒氣泡為止;馬蹄上口斜面宜作為混凝土分層控制高度，以利排氣。

2)梁體表面、擋碴墻等位置有孔洞。

混凝土孔洞是指局部或全部沒有混凝土的較大空隙，規(guī)定深度不大于30 mm，長度不大于50 mm[1]。

對于擋碴墻根部產(chǎn)生的孔洞，主要是由于振搗不足造成的。該制梁場在開始施工時并未按照批準(zhǔn)的施工方案進(jìn)行施工，而改變施工順序，先將擋碴墻澆筑完畢，最后澆筑橋面板。而澆筑橋面板時的振搗又導(dǎo)致?lián)醪陦Ω繚{體流動。梁體產(chǎn)生孔洞的主要部位是端部N1錨穴下，由于漏漿造成。

為防止擋碴墻根部孔洞出現(xiàn)，澆筑完成梁體中下部以后，改變澆筑順序，澆筑橋面板時分兩次投料。第一次投料由擋碴墻處放下，振搗棒振搗使擋碴墻內(nèi)混凝土不再下沉，然后進(jìn)行第二次投料。第二次投料在橋面板，并進(jìn)行振搗，待橋面板澆筑完成后，再進(jìn)行擋碴墻澆筑。這樣就避免了振搗橋面板時導(dǎo)致?lián)醪陦炷练謱印⒙{。澆筑梁體時，在澆筑錨穴位置時投料要慢，同時加強振搗?；炷烈謱酉铝蠞仓?，澆筑分層厚度要控制好，不能超過振搗器的振搗半徑，且要保證振搗上層混凝土?xí)r振搗棒插入下層混凝土至少50 mm，使上下層結(jié)合成一體。

3)梁體表面有硬傷掉角。

梁體表面的硬傷掉角主要出現(xiàn)在梁體端部N1，N2錨穴間，橫隔板錨穴處，擋碴墻下緣，移梁吊點處。

梁體表面的硬傷掉角主要是由于拆模不當(dāng)，模板與梁體發(fā)生撞擊、拖拽、擠壓所造成的。其中，拆模過早造成的硬傷掉角現(xiàn)象比較嚴(yán)重。由于模板與梁體接觸面比較復(fù)雜，接觸角度變化大，拆模時模板會對梁體混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞，若混凝土強度未達(dá)到規(guī)定值(25 MPa)而強行拆模，勢必對其造成影響。所以要保證拆模時混凝土強度達(dá)到規(guī)定值。其次，在拆模過程中，由于工人操作不當(dāng)也會形成硬傷掉角。在橫隔板外露鋼筋處由于模板對鋼筋的側(cè)向拖拽使橫隔板邊緣掉角。所以，在拆模過程中要嚴(yán)格按操作規(guī)程作業(yè)，杜絕野蠻施工。

4)梁體表面有粘皮現(xiàn)象。

梁體表面的粘皮現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在擋碴墻側(cè)面，梁體側(cè)表面及橋面板下側(cè)也時有發(fā)生。T梁出現(xiàn)粘皮是由于模板長期不打磨清理，模板表面的混凝土殘余積累到一定程度就會造成粘皮。要杜絕粘皮現(xiàn)象，就要保證模板清理干凈，拆模后對粘在模板上的混凝土殘余要及時打磨清理，并涂刷適量脫模劑。一般情況下，每次拆模后都要對模板進(jìn)行清理，模板使用幾次后就要進(jìn)行一次徹底打磨。

4 張拉

對預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡支T梁來說，張拉施工是一道關(guān)鍵工序，分初張拉和終張拉。當(dāng)混凝土強度達(dá)到初張拉強度(33.5 MPa)時進(jìn)行初張拉，順序為:N2，N2'，N5，N6，N7，初張拉后將 T 梁移到存梁區(qū)。當(dāng)混凝土強度達(dá)到終張拉強度(58.5 MPa)，彈性模量達(dá)到36 GPa，齡期不少于14 d時進(jìn)行終張拉，順序為 N3，N6，N1，N1'，N4，N5，N7，N2，N2'。

經(jīng)過近兩年現(xiàn)場施工觀察，張拉過程中容易出現(xiàn)的問題是兩端張拉不同步，當(dāng)張拉力達(dá)到規(guī)定值時，兩端伸長量就難以控制在允許誤差(±6%)范圍內(nèi)。滑絲、斷絲現(xiàn)象極少發(fā)生。為減少誤差應(yīng)做好以下工作:1)控制千斤頂加速度，使其保持相近;2)減小每次加載值，增加加載次數(shù)。經(jīng)過調(diào)整，伸長量控制在允許誤差內(nèi)。初期施工中，由于在預(yù)應(yīng)力孔道穿鋼絞線是一根一根人工作業(yè)的，鋼絞線在預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)產(chǎn)生纏繞現(xiàn)象，不能保證兩端在相對應(yīng)的錨具孔內(nèi)穿過。在張拉過程中鋼絞線瞬間繃緊與管道壁發(fā)生劇烈碰撞，產(chǎn)生巨大的響聲。為解決此問題，將同一孔道鋼絞線編為一束，同時穿入，可采用卷揚機進(jìn)行引拉，也可采用人工傳入。不建議采用機械送入。因為鋼絞線是憑借穿送機牙口對鋼絞線的咬合力傳入的，穿送機牙口易對鋼絞線造成切口破壞，影響其使用壽命。

5 壓漿

壓漿的目的是防止預(yù)應(yīng)力鋼絞線的銹蝕，使預(yù)應(yīng)力鋼絞線同結(jié)構(gòu)混凝土粘結(jié)成整體，填充孔道的空間以防積水和冰凍。管道壓漿采用真空輔助壓漿工藝，在終張拉完畢48 h內(nèi)進(jìn)行[2]。

壓漿施工過程中常出現(xiàn)的主要問題是預(yù)應(yīng)力孔道注漿不密實，是指水泥漿從入口壓入孔道后，前方通氣孔或觀察孔不見有漿水流過，或溢出的漿水稀薄。鉆孔檢查發(fā)現(xiàn)孔道中沒有縫隙，甚至沒有灰漿。

造成上述現(xiàn)象的主要原因是灰漿配制不當(dāng)，使得流動度過小。漿體流動度要求在(18±4)s之間，若小于14 s，則說明配制漿體稀，不能滿足使用要求。施工中使用的是數(shù)控壓漿臺車，按設(shè)置好的配比進(jìn)行漿體配制，減少了人工配制產(chǎn)生的誤差?；覞{在終端溢出后持荷時間不足會造成注漿不密實。T梁在一端注漿，在另一端用真空泵輔助，當(dāng)另一端流出漿體符合要求時關(guān)閉閥門，注漿端則保持 0.5 MPa～0.6 MPa的壓力，但不得高于0.6 MPa。觀察壓力表，當(dāng)壓力不足時補充適當(dāng)壓力。當(dāng)壓力表讀數(shù)不再變化時可關(guān)閉壓漿端閥門。當(dāng)錨具封堵不嚴(yán)密時會有漿體流出，從而不能正常持壓。錨具封堵水泥應(yīng)做密實，使用壓漿盒做封堵的，壓漿盒應(yīng)與錨墊板連接牢固，中間不得有縫隙。

6 封錨

當(dāng)壓漿結(jié)束鑿除封堵后可進(jìn)行封錨施工。封錨前應(yīng)將封錨處混凝土鑿毛，并對錨具進(jìn)行防銹處理。封錨混凝土易產(chǎn)生塑性變形造成與原混凝土之間有縫隙的現(xiàn)象，應(yīng)在混凝土初凝前重新?lián)v固，使其與原混凝土之間達(dá)到密實效果。

7 結(jié)語

采取以上措施對鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土T梁質(zhì)量進(jìn)行控制，T梁質(zhì)量明顯提高。T梁預(yù)制過程中的每一個施工工序都是非常重要的，T梁施工具有工藝性強、技術(shù)性高的特點，質(zhì)量控制受到多方面因素的影響，尤其是人為因素。對于施工過程中常見的問題，如果控制不好，就會造成嚴(yán)重后果。只有對梁場實行標(biāo)準(zhǔn)化管理，對T梁預(yù)制全過程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和科學(xué)管理，才能確保預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的施工質(zhì)量。

[1] TB/T 3043-2005，預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡支T梁技術(shù)條件[S].

[2] TB 10424-2010，J 1155-2011，鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] 鐵道部令第25號，鐵路建設(shè)工程質(zhì)量管理規(guī)定[S].