后張法預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制T梁施工質(zhì)量控制

董南

【摘 要】由于后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁具有截面尺寸小、自重輕、施工速度快等優(yōu)點(diǎn) ，往往采用工場化集中生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中，一旦某個環(huán)節(jié)控制不嚴(yán)，便會導(dǎo)致鑒T梁批量的出現(xiàn)質(zhì)量問題。鑒于T梁預(yù)制施工的特殊性和重要性， 2005年8月鐵道部科技司發(fā)布“關(guān)于客運(yùn)專線預(yù)制預(yù) 應(yīng)力混凝土簡支梁生產(chǎn)許可證有關(guān)事項(xiàng)的通知”（科技技[2005]84號），要求：“生產(chǎn)客運(yùn)專線預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁的企業(yè)，必須取得全國工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證才具有生產(chǎn)該產(chǎn)品的資格?！北疚囊訲梁預(yù)制各道工序?yàn)橹行?，闡述了T梁預(yù)制生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制重點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】工場化；T梁；預(yù)制；質(zhì)量控制

1、工程概況

新建蘭州至中川機(jī)場鐵路工程，線路總長度60.516km。大、中橋梁長19.05km，隧道長6.56km座，橋隧總長25.61km，橋隧比重42.32%。全線設(shè)蘭州西、陳官營、福利區(qū)、西固、蘭州新區(qū)、中川機(jī)場站6個車站。

蘭新線至蘭州北編組站貨車聯(lián)絡(luò)線，下行線線路長22.425km，出入段環(huán)線長3.096km，線路總計全長25.521km。下行線橋梁長2.448km/6座，隧道長15.98km/13座，橋隧占線路總長82.18%。

中鐵大橋局股份有限公司皋蘭制梁場地處蘭州市安寧區(qū)皋蘭縣，位于線路DK28+700處右側(cè)，供梁范圍為鐵路線DK26+452—DK53+890，共計15座大橋，供梁線路約27.4km，供梁數(shù)量為368雙線孔簡支T梁（其中32mT梁330孔，24mT梁38孔），并于2014年1月8日一次獲得了中國鐵路總公司和全國鐵路產(chǎn)品生產(chǎn)許可證辦公室頒發(fā)的T梁生產(chǎn)許可證。

2、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡支梁產(chǎn)品生產(chǎn)許可證檢驗(yàn)項(xiàng)目及判定標(biāo)準(zhǔn)表主要包括14項(xiàng)關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)及48項(xiàng)主要項(xiàng)點(diǎn)，總計11類62項(xiàng)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)合格率100%，主要項(xiàng)點(diǎn)評分采用折合計分法計分。外形外觀樣品梁平均得分大于或等于85分，且單件梁得分不得低于80分；以上兩條件同時具備，方可判為產(chǎn)品質(zhì)量合格。

3、生產(chǎn)工藝

3.1、臺座

首先是承擔(dān)橋梁預(yù)制、存放的臺座。臺座的設(shè)計必須根據(jù)地質(zhì)情況，經(jīng)過計算滿足制梁、存梁時各種荷載的要求，控制地基不均勻沉降；同時臺座的設(shè)置必須滿足生產(chǎn)施工的需要，合理布局，充分考慮施工場地的利用，節(jié)省工序之間的流程時間。

3.2、模板制作、安裝

預(yù)制鐵路橋簡支T梁的模板由底模、側(cè)模、端模等部件組成。模板的設(shè)計滿足預(yù)設(shè)反拱、預(yù)留壓縮量及模板在安裝、澆筑、振搗、拆模、張拉等工藝時強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求。同時，模板的設(shè)計、制造必須保證梁體各部位形狀與尺寸，滿足裝、拆模方便的要求。拆模時，必須先拆除支座板上定位螺絲，采用施頂脫模，模板兩端千斤頂著力必須均勻，同時防止拉倒模板和克損梁體，吊模板時先將模板拉開再行起吊，不得先起鉤，防止模板頂撞橋面混凝土。

3.3、鋼筋的制作安裝

3.3.1、鋼筋的加工

鋼筋對焊的操作人員必須有崗位證書，持證上崗，同時確保鋼筋加工設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好，待加工鋼筋平直，無彎曲，外觀無油污、鐵銹、傷痕等。加工前，下料人員應(yīng)先根據(jù)下料單進(jìn)行試彎，并根據(jù)供料尺寸的情況統(tǒng)籌安排以減小鋼筋的損耗，構(gòu)造筋下料長度允許偏差為±10mm，切斷刀口平齊，兩端頭不得彎曲。彎制好的半成品鋼筋在檢查合格后，分類堆放并掛牌標(biāo)識。

3.3.2、鋼筋的焊接

熱軋鋼筋連接必須采用閃光對焊，不得采用搭接接頭。鋼筋的閃光對焊在碰焊棚內(nèi)進(jìn)行，焊接時的環(huán)境氣溫不低于0℃。每批鋼筋焊接前，先選定焊接工藝和參數(shù)，按實(shí)際條件進(jìn)行試焊，并檢驗(yàn)接頭外觀質(zhì)量及規(guī)定的力學(xué)性能。僅在試焊質(zhì)量合格和焊接工藝（參數(shù)）確定后，方可成批焊接。完成的閃光對焊接頭以200個為一批，分批進(jìn)行外觀檢查和力學(xué)性能檢驗(yàn)。

3.3.3、鋼筋的綁扎

鋼筋骨架綁扎采用橋面和梁體鋼筋分別整體綁扎方法。為保證鋼筋綁扎尺寸準(zhǔn)確，梁體、橋面鋼筋和定位網(wǎng)鋼筋必須在胎模上成型，然后在制梁臺座上拼裝綁扎成整體鋼筋籠鋼筋骨架安裝時，為控制梁體各部位保護(hù)層厚度，在鋼筋外側(cè)放置或懸掛與梁體同壽命的混凝土墊塊，且保證梁體的耐久性及強(qiáng)度。綁扎鐵絲尾段不得伸入保護(hù)層內(nèi)，鋼筋最小凈保護(hù)層除頂層30mm外，其余均為35mm。

3.4、混凝土灌注

3.4.1混凝土的拌制、運(yùn)輸

按照選定的配合比配制符合施工要求的混凝土拌合物，采用運(yùn)輸罐車將混凝土運(yùn)送到現(xiàn)場后，用現(xiàn)場門吊配合料斗將混凝土送入指定的位置，保證布料準(zhǔn)確均勻。澆筑梁體底板和腹板混凝土采用斜向分段分層法從一端向另一端連續(xù)澆筑。

3.4.2 混凝土灌注

澆筑混凝土前，應(yīng)針對澆筑起點(diǎn)、澆筑進(jìn)展方向、澆筑厚度澆筑方法、振搗方法以及鋼筋混凝土保護(hù)層厚度的控制措施對現(xiàn)場作業(yè)人員進(jìn)行交底。并對模板、鋼筋做好澆筑前的檢查及混凝土性能的測試，確?，F(xiàn)場滿足澆筑條件。

梁體混凝土的灌注采用連續(xù)澆筑一次成型。澆注方法為：縱向分段，斜向分層（以30～45°為宜），由一端向另一端循序漸進(jìn)地施工方法，每層厚度不超過30cm（腹板不超過20cm）。每次振搗按混凝土所澆筑的部位使用相應(yīng)區(qū)段上的腹板振動器，并輔以插入式振動器振動。振搗混凝土必須密實(shí)并防止過振、漏振；振搗時振搗棒不得碰撞模板和預(yù)應(yīng)力筋管道。

縱向分段斜向分層澆筑示意圖

兩層混凝土澆筑的間歇時間在環(huán)境溫度30℃以上時不超過1小時，在30℃以下時不超過1.5小時，一片梁的澆筑時間不宜超過3.5小時，并做好現(xiàn)場值班記錄，如實(shí)填寫灌注記錄表。

3.4.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

梁體混凝土澆筑完成后，即應(yīng)按規(guī)定用保水性能良好的材料進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)。梁體的養(yǎng)護(hù)分為自然養(yǎng)護(hù)（夏季）和蒸汽養(yǎng)護(hù)（冬期）兩種。

3.4.1 蒸汽養(yǎng)護(hù)

采用蒸汽養(yǎng)護(hù)時，應(yīng)合理布置蒸養(yǎng)管道，確保整個T梁養(yǎng)護(hù)溫度一致。同時按工藝要求在混凝土內(nèi)或預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)安裝T梁混凝土測溫感應(yīng)元件，通過導(dǎo)線傳至梁體外采集混凝土溫度數(shù)據(jù)，對養(yǎng)護(hù)棚內(nèi)溫度實(shí)施跟蹤。蒸汽養(yǎng)護(hù)分為靜停、升溫、恒溫、降溫四個階段。通過加汽或停汽，將升溫幅度控制在10℃/h之內(nèi)，根據(jù)實(shí)測溫度調(diào)整蒸汽量，保證混凝土溫差滿足標(biāo)準(zhǔn)要求（梁體混凝土芯部與表層、表層與環(huán)境溫度之差不超過15℃）。

3.4.2自然養(yǎng)護(hù)

在自然氣溫較高的情況下可采用梁面灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)可采用混凝土的拌和用水或符合飲用標(biāo)準(zhǔn)的自來水，T梁端部、外側(cè)腹板其他由于無法進(jìn)行覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)部位采用噴涂養(yǎng)護(hù)液進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。當(dāng)日平均氣溫低于5℃，不得進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，應(yīng)噴涂養(yǎng)護(hù)劑，采取保溫措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)的時間從灌注完開始計時，不少于14天。

3.5、模板拆除

混凝土強(qiáng)度達(dá)到25MPa，且能保證構(gòu)件棱角完整，聯(lián)接板根部、隔墻根部及梁面板腋部不開裂時方可拆模。拆模時梁體表面溫度與環(huán)境溫度之差不得超過15℃，否則梁體必須予以覆蓋。

3.6、預(yù)應(yīng)力施工

3.6.1 預(yù)應(yīng)力成孔

預(yù)應(yīng)力孔道采用抽拔橡膠棒成孔的方法。在橡膠抽拔棒安裝前，在每根橡膠抽拔棒孔內(nèi)穿一根鋼絞線限制橡膠抽拔棒的彎曲、下垂。安裝時按照設(shè)計圖中預(yù)應(yīng)力筋的曲線坐標(biāo)在梁底和腹板上進(jìn)行定位，并用定位鋼筋網(wǎng)進(jìn)行固定。制孔橡膠管在跨中采用內(nèi)徑比橡膠管直徑大1mm、厚度為0.5mm、長度為300mm的短鐵皮管套接，鐵皮中間用扎絲纏緊，兩端用膠帶纏緊，并用扎絲綁牢，以防止水泥漿進(jìn)入管道內(nèi)部。兩根橡膠管在跨中必須對接，其間隙不得大于10mm。橡膠管

3.6.2鋼絞線的制作和穿束

開盤用卷揚(yáng)機(jī)牽引或人工牽引，用鋼尺丈量，下料可采用砂輪機(jī)切割，嚴(yán)禁鋼絞線受拉部位受到火花灼傷。每個孔道內(nèi)的鋼絞線，盡量采用同一盤上的鋼絞線，以求力學(xué)性能一樣，防止因彈性模量互不相等而產(chǎn)生應(yīng)力不均的現(xiàn)象。

穿束過程中要根據(jù)穿入孔道內(nèi)鋼絞線的彈性模量做好鋼絞線使用臺賬，確保鋼絞線的追溯性。鋼絞線穿入后要及時將露出的部分用帆布袋密封，防止養(yǎng)護(hù)用水和雨水打濕生銹。

3.6.3 預(yù)應(yīng)力張拉

預(yù)施應(yīng)力按初張拉和終張拉兩個階段。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到33.5Mpa以上，方可進(jìn)行初張拉；當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到58.5Mpa以上及彈性模量達(dá)36GPa且混凝土齡期不少于14天時可進(jìn)行終張拉。張拉時，梁兩端同時先對千斤頂主油缸充油，使鋼絞線束略為拉緊，充油時，隨時調(diào)整錨圈、千斤頂位置，使孔道、錨具和千斤頂三者之軸線互相吻合，同時注意使每根鋼絞線受力均勻，使兩端基本同步張拉，保持千斤頂加壓速度相近，使兩端同時達(dá)到同一荷載值。張拉鋼絞線束采用兩端同時逐級加載的辦法進(jìn)行，升級加載值為讀數(shù)5MPa的倍數(shù)到接近鋼絞線的控制應(yīng)力時，兩端再同時加載到鋼絞線束的控制力，持荷2分鐘，并維持油壓表讀數(shù)不變，然后主油缸回油，鋼絞線束錨固，最后回油卸頂，張拉結(jié)束。張拉順序嚴(yán)格按設(shè)計圖紙進(jìn)行。終張時對初張拉的預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行補(bǔ)拉。張拉完畢24h后復(fù)查，確認(rèn)無滑絲、斷絲現(xiàn)象并檢查鋼絞線回縮量，符合要求時即可進(jìn)行鋼絞線頭的切割，切割處距工作錨表面35mm±5mm，且鋼絞線端頭距梁端面≥40mm。

3.6.4 張拉質(zhì)量要求：

（1）以應(yīng)力控制為主，伸長值做為校核：實(shí)際伸長量不超過計算伸長量的±6%（兩端之和），每端鋼絞線回縮量控制在6mm以內(nèi)。

（2）錨固后，夾片外露必須平齊，錯牙不超過1mm。終拉后的24h內(nèi)，每端各鋼絞線的回縮量不大于1mm。

（3）夾片式錨具回縮量：當(dāng)有頂壓時不得大于4mm，無頂壓時不得大于6mm。

（4）每片梁滑絲、斷絲總數(shù)不得超過鋼絞線總絲數(shù)的5‰，并不得位于梁體同一側(cè)，且一束內(nèi)斷絲不得超過1絲。

（5）后張梁終張后實(shí)測梁體彈性上拱，實(shí)測梁體彈性上拱不大于1.05倍設(shè)計計算值。終張拉30d時梁體拱度≤L/1000。

（6）張拉過程中出現(xiàn)以下情況之一者，需要換錨具或換鋼絞線重新張拉：

后期張拉時發(fā)現(xiàn)早期張拉的錨具當(dāng)中夾片斷裂者； 錨具內(nèi)夾片斷裂者；

錨環(huán)可見裂紋者；切割鋼絞線或者壓漿時又發(fā)生滑絲者。

3.6.5 張拉安全注意事項(xiàng)：

（1）高壓油管使用前作耐壓試驗(yàn)，不合格的不能使用。

（2）油壓表安裝必須緊密滿扣，不得漏油。

（3）張拉時，應(yīng)按有關(guān)要求在兩端做好防護(hù)，千斤頂后面不準(zhǔn)站人，也不得踩踏高壓油管。

（4）張拉時發(fā)現(xiàn)張拉設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)聲音異常，立即停機(jī)檢查維修。

（5）錨具、夾具均設(shè)專人妥善保管，不得銹蝕、積灰、損傷。

（6）千斤頂不得超出規(guī)定的行程，轉(zhuǎn)移油泵時對油壓表有震動影響時必須將油壓表拆卸下來另行攜帶轉(zhuǎn)送。

3.7、壓漿

鋼絞線束張拉完畢，經(jīng)檢查簽證后才能進(jìn)行壓漿，為減少預(yù)應(yīng)力的損失，張拉后必須在24h～48h內(nèi)進(jìn)行孔道壓漿。壓漿前，清除梁體孔道內(nèi)雜物和積水。管道壓漿采用真空輔助壓漿。壓漿設(shè)備采用連續(xù)式泵。采用真空泵抽吸預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)的空氣，使孔道壓力穩(wěn)定在-0.06～-0.08MPa的真空度，然后在孔道的另一端用壓漿機(jī)以0.5～0.6MPa的壓力將拌制好的漿體壓入預(yù)應(yīng)力孔道，以提高孔道壓漿的密實(shí)度。

壓漿時由梁一端壓入漿體，管道出漿口裝有三通管，當(dāng)另一端噴出的漿體濃度與進(jìn)漿濃度一致時，關(guān)閉出漿口，繼續(xù)壓漿，漿體注滿管道后，在壓力達(dá)到0.5～0.6MPa時，關(guān)閉進(jìn)漿口，且持壓3min，待漿體初凝不流動時方可拆卸漿閥，以確保孔道內(nèi)漿體飽滿密實(shí)。壓漿時最大壓力不超過0.6MPa。灌漿順序先下后上，緩慢進(jìn)行。互相串通的孔道必須同時壓漿。同一孔道的壓漿工作必須一次完成，不得中途停壓，否則必須用清水沖洗干凈已壓漿的孔道，以便重新壓漿。水泥漿終凝后，方可卸拔壓漿閥門。漿體自拌制壓入孔道的延續(xù)時間，不得超過40min。壓漿后從錨墊板壓出漿孔檢查壓漿密實(shí)情況，如有不實(shí)，及時補(bǔ)灌，以保證孔道完全密實(shí)。

3.8、封錨

壓漿完后在三天內(nèi)封錨。封錨混凝土采用強(qiáng)度等級同梁體的補(bǔ)償收縮混凝土，摻合料及配合比由試驗(yàn)確定。

封錨順序依次為：錨穴周邊混凝土鑿毛—→清掃干凈—→涂刷錨具、錨墊板及外露鋼絞線的防水涂料—→濕潤錨穴周邊混凝土—→填塞補(bǔ)償收縮細(xì)石混凝土并搗實(shí)—→抹平表面—→對混凝土圓周進(jìn)行防水處理。

4、梁體缺陷分析與相應(yīng)防范措施

4.1麻面

原因分析：a.混凝土攪拌不均勻；b.模板表面不平整；c.脫模劑涂刷不均勻。

預(yù)防措施：a.攪拌時間至少保證2min；b.模板表面打磨光滑平整；c.脫模劑刷均勻。

4.2蜂窩

原因分析：a.振搗操作不規(guī)范；b.混凝土坍落度過?。籧.混凝土離析。

預(yù)防措施：a.嚴(yán)格振搗操作；b.混凝土坍落度控制在140～180mm；c.合理選擇配合比，避免水膠比過大；d.混凝土入倉自由下落高度不超2m。

4.3氣泡

原因分析：a.水膠比過大；b.過量使用引氣型外加劑；c.攪拌、振搗不到位；d.原材料級配不當(dāng)。

預(yù)防措施：a.選擇合適的配合比，選用適量引氣型外加劑；b.保證攪拌時間；c.掌握振搗密實(shí)三原則：混凝土頂面不再出現(xiàn)氣泡、混凝土不再下沉、混凝土表面泛漿。

4.4缺棱掉角

原因分析：a.拆模方法不當(dāng)；b.混凝土強(qiáng)度未達(dá)到即拆模；c.硬物碰撞。

預(yù)防措施：a.拆模不能過早；b.采用正確的模板支撐及拆除方法；c.加強(qiáng)成品梁保護(hù)，嚴(yán)防碰撞；d.采用優(yōu)質(zhì)脫模劑，使脫模方便，不死拉硬撬。

4.5砂線及漏漿

原因分析：a.砂率過大；b.原材料級配不良；c.模板接縫不嚴(yán)密。

預(yù)防措施：a.調(diào)整砂率；b.采購合適級配的原材料；c.模板接縫墊密封膠條并保證密貼。

4.6水紋

原因分析：a.混凝土坍落度過大；b.水灰比過大；c.過振；d.模板不牢固。

預(yù)防措施：a.調(diào)整水膠比；控制坍落度；b.避免過振；c.緊固模板。

4.7顏色不一

原因分析：a.原材料不為同一批；b.外加劑質(zhì)量不穩(wěn)定；c.攪拌不穩(wěn)定；d.脫模劑涂刷不均勻。預(yù)防措施：a.同一片梁應(yīng)使用同一批原材料；b.選擇質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)外加劑；c.混凝土原材料計量準(zhǔn)確；d.拌合穩(wěn)定；e.脫模劑涂刷均勻；f.模板平整度控制在3mm/m。

4.8表面裂紋

原因分析：a.鋼筋保護(hù)層??；b.配合比不當(dāng)，水泥用量過大；c.拆模時野蠻操作；d.混凝土入模溫度過高或過低；e.蒸養(yǎng)時升、降溫速度過快。

預(yù)防措施：a.鋼筋骨架位置準(zhǔn)確，保證鋼筋保護(hù)層；b.每立方米混凝土中膠凝材料用量不超過500kg；c.混凝土入模溫度宜在5℃～30℃；d.拆模規(guī)范操作；e.蒸養(yǎng)時升、降溫速度每小時不得大于10℃，拆除養(yǎng)護(hù)罩時梁體表面溫度與環(huán)境氣溫之差小于15℃，并隨時測定梁體混凝土溫度，控制水化熱造成的內(nèi)外溫差過大；f.自然養(yǎng)護(hù)要及時覆蓋灑水，保持混凝土表面濕潤。

5、結(jié)束語

T梁施工質(zhì)量控制，不僅僅局限于本文從技術(shù)方面介紹的關(guān)鍵控制點(diǎn)，更重要的是在T梁工場化集中生產(chǎn)過程中，如何將這些標(biāo)準(zhǔn)始終如一的在現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)施。為確保T梁預(yù)制質(zhì)量，應(yīng)從建場開始就對人員、機(jī)械、工裝進(jìn)行合理化配置，實(shí)時編制相關(guān)的管理、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)文件，試驗(yàn)、物資追溯及時跟進(jìn)，施工過程中的記錄、檢查證、T梁制梁分析形成制度日常進(jìn)行，真正實(shí)現(xiàn)T梁生產(chǎn)的流水化作業(yè)、工場化生產(chǎn)，同時也符合現(xiàn)階段精細(xì)化管理的要求。

參考文獻(xiàn)：

1、預(yù)應(yīng)力混凝鐵路簡支梁產(chǎn)品許可證實(shí)施細(xì)則 TB/T 3043-2011

2、客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁暫行技術(shù)條件 鐵科技【2004】120號