淺談T梁預制及架設施工

嚴振輝

（上海隧道工程有限公司，上海 200000）

1 工程概況

京杭運河大橋（北側(cè)引橋），孔徑組合9×30m，交角右偏86°，上部構(gòu)造采用裝配式混凝土T梁，下部結(jié)構(gòu)采用肋式臺，柱式墩、樁基礎。T梁高度為2.0m，中梁頂寬1.7m，邊梁頂寬2.05m，底部馬蹄寬度0.5m。共計預制T梁126片。

2 預制場建設

預制場的選址至關重要。我部首先計劃在橋跨之間設置預制場、龍門吊，方便預制同時方便后期T梁的安裝，但根據(jù)現(xiàn)場考察，施工現(xiàn)場有兩條高壓線穿過，分別為800kV和1000kV，受施工高度影響無法安裝大型龍門吊，故將預制場設置于已完成土方填筑的路基上，由于路基填筑已至96頂，故基礎穩(wěn)固，不需特殊處理。預制場長度為200m，寬度26m，總面積5200m2。

2.1 預制區(qū)建設

預制場內(nèi)共設置預制基座12條。底模臺座基礎采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底?；A長度為32m，寬度為1m，正常段厚度為20cm，鋪設一層φ10鋼筋網(wǎng)；在臺座2側(cè)3m范圍內(nèi)基礎寬度加寬至2m，厚度加厚至50cm，并鋪設2層φ16鋼筋，以防止T梁在張拉后兩端應力集中壓壞臺座，所有臺座基礎均采用C30混凝土。

臺座采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度為40cm，寬度為50m，臺座基礎施工完畢后，在其上用φ10鋼筋鋪設一層20cm×20cm鋼筋網(wǎng)片，并在2側(cè)8m范圍內(nèi)進行加密，在臺座設計頂面底模范圍內(nèi)用L5×5角鋼設置框架。在距臺座頂面10cm處沿臺座方向每50cm設置一道φ30mm的PVC管，以利于橫穿拉桿固定側(cè)模，臺座采用C40混凝土進行澆筑，臺座混凝土達到一定強度后，在臺座頂面角鋼框架上焊接一層10mm厚不銹鋼板作為底模，縱向鋼板與鋼板之間預留2mm伸縮縫，防止臺座混凝土與底模鋼板伸縮不同步造成底模起拱。底模設反拱1.5cm。

2.2 預制T梁臺座受力計算

預制場區(qū)頂層地基為容許承載力取100kPa的粘土，預制T梁最大重量為766kN，模板重量為250kN，其他荷載按照50kN考慮。施工總荷載為1066kN。

2.2.1 底座基礎受力計算

考慮地基不均勻性的影響，按最不利地基承載力70kPa計算，底座基礎受力σ=N/A=1066/（32×1）=35.3kPa＜[σ]=70kPa。

2.2.2 T梁張拉后起拱，兩端受力，按簡支計算

箱梁端部3m范圍內(nèi)加厚，基礎特別加強處理，地基容許承載力按100kPa計算。

端部簡支底座基礎受力計算：

σ=N/A=766/（2×3×2）63.8kPa＜[σ]=100kPa。經(jīng)計算，底座基礎滿足受力要求。

2.3 桁車布設

預制場地內(nèi)設80t大桁車2臺，5t小桁車1臺。大桁車軌道跨徑為26m，凈高為12m，負責預制場內(nèi)的提梁、運梁，軌道全長200m；小桁車跨徑15m，負責T梁鋼筋、模板安裝、混凝土澆筑等作業(yè)。

大桁車基礎采用倒T型鋼筋混凝土基礎，底寬b1=90cm，頂寬b2=50cm，高度H=70cm，上層高度h1=30cm，下層高度h2=40cm，采用C30混凝土。配筋方面，底層布設6φ12鋼筋，頂層布設4φ12鋼筋，箍筋采用φ12鋼筋，間距25cm，桁車基礎示意圖如圖1所示。

圖1 龍門吊混凝土基礎

龍門吊軌道基礎混凝土承載力驗算，最大梁重76.6t，取80t計算，每架龍門吊自重按50t，單臺龍門吊自重加梁重為90t?？紤]到龍門吊行走等其他方面增加的荷載設安全系數(shù)1.5，則單側(cè)軌道基礎總承重為90×1.5×10/2=675kN。龍門吊滾輪間距為8m，軌道寬0.25m，則混凝土受力面積為8×0.25=2m2，則軌道基礎承受應力σ=675/2=337.5kPa，遠小于軌道基礎混凝土承載力。

龍門吊由具有相應資質(zhì)的專業(yè)廠家進行生產(chǎn)、安裝，安裝結(jié)束后，按照吳江區(qū)相關要求，進行驗收及備案工作，相關手續(xù)合格后，方可投入使用。

2.4 存梁區(qū)建設

T梁存放位于預制區(qū)前方，存梁區(qū)域全長100m，分三排存放，每排存放T梁10片，單層存放，總共存梁數(shù)30片。存梁區(qū)枕梁枕梁長20m，倒T型結(jié)構(gòu)，底部寬度1m，厚度0.2m，上部寬度0.3m，厚度0.35m，采用C30混凝土澆筑，內(nèi)設鋼筋骨架。鋼筋骨架與枕梁同長，鋼筋主筋直徑16mm，間距10cm；箍筋直徑8mm，間距30cm。

地基承載力計算：

地基承載力 f=（G1+G2）/A

式中：G1-T梁重量；G2-枕梁自重；A-枕梁底面積；取鋼筋混凝土比重26kN/m3。

G1=80×10=800kN；

G2=（20×1×0.2+20×0.3×0.35）×26×2=317.2kN；

A=20×1×2=40m2

得到：f=（800+317.2）/40=279.3kPa，小于枕梁基礎承載力。

整個預制場建設完成后，通過了指揮部、監(jiān)理組及第三方驗收單位驗收后投入使用。

3 T梁預制施工

3.1 鋼筋、鋼絞線安裝

鋼筋按照圖紙加工尺寸加工，由于目前標準化施工對鋼筋保護層要求非常高，故施工時采用拉線及支架固定等方式確保鋼筋的定位準確及牢固，以保證施工成品質(zhì)量。對于支立筋位置，在底模上預先彈線予以確定。頂板鋼筋在模板安裝完成后進行綁扎。

波紋管定位以坐標為準，現(xiàn)場可根據(jù)相對位置通過測量長及高位置予以確定。但是應該注意，波紋管現(xiàn)場安裝必須以整體平順為最基本原則。

注意的是，在鋼筋施工時，需要預先固定兩端預埋鋼板，預埋鋼板位置須準確，方能保證后期T梁架設施工質(zhì)量。

3.2 模板施工

兩側(cè)模板由專業(yè)廠家按照圖紙尺寸定制加工完成，運至施工現(xiàn)場試拼合格后使用。面板采用6mm厚不銹鋼板。兩側(cè)模板外側(cè)，間隔2m安裝附著式振搗器，便于后期混凝土澆筑施工。本項目考慮實際情況，現(xiàn)場預備2套半模板，用于預制施工。模板依靠底座預留孔及上部對拉孔，用對拉螺桿予以固定。在鋼筋及鋼絞線及波紋管定位完成檢查合格后安裝模板，模板安裝前后均需要相關驗收工序。

3.3 混凝土施工

由項目自拌混凝土進行施工。T梁振搗使用附著式高頻振搗器與插入式振搗棒組結(jié)合的振搗工藝，附著振搗器安裝在側(cè)模兩側(cè)，其相對位置互相錯開，每側(cè)呈梅花型布置，以便使振搗均勻。澆筑馬蹄部位時，兩側(cè)附著式振搗器同時開啟，每次每側(cè)開啟兩只，順序振搗，單次振搗時間為10-15s。上翼緣板混凝土及腹板上部混凝土可用插入式振搗器振搗密實，再用平板式振動器及時整平、收漿，終凝前梁頂面拉毛，以利梁頂面與橋面鋪裝層連接成整體。

在混凝土澆注過程中應隨機取樣制作試件，試件中至少二組隨梁體同等條件養(yǎng)護，以測定張拉時強度。

3.4 混凝土養(yǎng)護

預制場建設時，設置自動噴淋系統(tǒng)，在拆模后對梁體進行24h不間斷噴淋養(yǎng)護，使梁體在養(yǎng)護期內(nèi)始終保持濕潤。

3.5 張拉、壓漿

根據(jù)相關標準化施工要求，預制場內(nèi)內(nèi)預應力施工均采用自動化方式進行，即智能張拉壓降系統(tǒng)，本項目張拉設備采用柳州豪姆機械有限公司生產(chǎn)的YDC2500-250型預應力智能張拉系統(tǒng)，進場前進行標定。所有數(shù)據(jù)均有專業(yè)技術人員輸入電腦，由電腦控制預應力施工全過程。智能張拉系統(tǒng)在本工程中應用良好。

張拉須在強度、彈性模量均達到要求，齡期達到七天后進行。在張拉時，特別注意三束預應力的張拉順序。我部在現(xiàn)場施工時采用如下張拉順序：50%N2（中束）→100%N3（下束）→100%N2（中束）→100%N1（上束）。

3.6 移梁、存梁

當孔道壓漿水泥漿強度達到設計規(guī)定值后方可移運和吊裝，或水泥漿強度至少達到設計強度的90%（根據(jù)試塊確定）、混凝土強度達到設計值90%后才可移運吊裝。同時注意：

（1）T梁預制完成后，及時對T梁噴涂統(tǒng)一標識和編號，編號內(nèi)容包括預制時間、施工單位、梁體編號、部位名稱等。

（2）T梁預制完成后，除加強養(yǎng)護外，要保證穩(wěn)固、安全存放，存放區(qū)設置存梁枕梁，并對每片T梁進行斜撐支護。

（3）存梁區(qū)周邊排水設施完好，通道順暢。

（4）存梁期限不超過設計要求，在條件許可情況下，盡快完成架梁施工。

（5）用龍門吊吊梁時，采用鋼絲繩全包裹，在與梁體接觸位置設置保護三角墊塊，防止梁體混凝土被損壞。

4 T梁架設

根據(jù)本工程實際情況，T梁安裝采用架橋機自第一跨開始逐跨進行。

4.1 架設順序

采用逐跨架設，安裝完一跨后架橋機過孔安裝下一跨。

4.2 架橋機

根據(jù)T梁重量、跨度和現(xiàn)場環(huán)境，我部采用SDLB120t/30m雙導梁架橋機進行T梁安裝，為保證高壓線下施工安全，架橋機整體高度為5m。

SDLB120/30型雙導梁架橋機為輪軌式過孔新型架橋機，過孔時沿橋面鋼軌一次連續(xù)走行到位。主結(jié)構(gòu)之間采用銷軸和法蘭連接。該架橋機在結(jié)構(gòu)上可分為主梁、提升小車前支腿、中支腿、行走軌道、運梁平車、液壓和電氣等幾部分，構(gòu)成一個完整的結(jié)構(gòu)體系。

4.3 T梁運輸機械

預制T梁位于預制場存梁區(qū)內(nèi)，由專門運梁車運至安裝現(xiàn)場。運梁采用輪胎式運梁車進行，其技術參數(shù)如下：高1.2m，輪距1.8m，前后各三軸線橋，110-20輪胎規(guī)格，承載量120t。在預制場內(nèi)，由兩臺80t龍門吊將T梁吊裝至運梁車上。

（1）運梁平車必須由專門的司機負責駕駛。

（2）運梁平車運梁時應設專人沿途監(jiān)護，嚴禁非作業(yè)人員靠近。

（3）運梁平車運梁應慢速行駛，行駛速度不宜大于5m/min，并應及時糾偏。

（4）運梁平車司機要經(jīng)常注意檢查車輛的剎車、離合器、大梁、輪胎等關鍵部位，發(fā)現(xiàn)異常情況要及時處理。

（5）要經(jīng)常注意運梁平車的維修、保養(yǎng)，要保持良好的車況，嚴禁車輛帶病運輸。

（6）T梁吊放到運梁平車上后，要及時將T梁捆綁好，并在兩側(cè)加設斜撐加固。

4.4 技術準備

（1）T梁的檢查：檢查T梁預埋件位置、尺寸等是否符合設計圖紙要求；校正濕接縫位置、中橫梁的鋼筋；同時應核對編號，保證正確就位。

（2）測量放樣：用全站儀對本橋跨距進行認真復核，提供架梁前的第一手資料；在蓋梁上彈出每片T梁安裝邊線。

（3）臨時支座：根據(jù)我標實際情況，T梁安裝過程中，T梁先安裝在臨時支座上，臨時支座頂標高須經(jīng)嚴格推算。T梁架設完成，澆筑橫向鏈接，安裝永久支座，澆筑墩頂現(xiàn)澆連續(xù)段，并按圖紙規(guī)定完成相應負彎矩鋼絞線張拉，澆筑完混凝土橋面鋪裝后，再將臨時支座拆除，將梁體重量由永久支座承受。

臨時支座采用雙砂筒結(jié)構(gòu)，外鋼管內(nèi)徑φ115mm，壁厚6mm，內(nèi)鋼管外徑φ110mm，壁厚6mm，砂筒頂心內(nèi)用C50混凝土澆注成整體，每個砂筒底口位置開一個活動的門。砂筒在使用之前，先用60t的壓力現(xiàn)行預壓，以消除砂桶內(nèi)砂的沉降值，臨時支座砂筒示意圖如圖2所示。

圖2 砂桶

砂筒內(nèi)采用優(yōu)質(zhì)石英砂，用1.25mm篩子篩出大顆粒，烘干后放入砂筒中，砂筒中的數(shù)量根據(jù)砂筒高度，需卸荷高度等綜合考慮。內(nèi)塞與外筒之間澆熱瀝青封水，使砂穩(wěn)定，同時保證使用過程中砂不受潮出現(xiàn)徐變和引起卸荷困難。

5 施工總結(jié)

在T梁施工中，應注意幾點：①由于T梁張拉時起拱，重量轉(zhuǎn)移至底座兩端，所以在其底座安裝時，一定要在兩端范圍內(nèi)加厚加大，增加承載力；②T梁中梁嚴格意義上為對稱性結(jié)構(gòu)，存梁時可由自身保持穩(wěn)定性，但考慮施工因素，所以存梁時必須進行兩側(cè)斜向支撐，以保證存梁安全，特別是在兩層堆放時；③T梁吊裝建議采用鋼絲繩全包裹的方式，在吊裝時，兩臺機械應保持同步性，使T梁在整個吊裝過程中保持穩(wěn)定，防止傾斜影響成品質(zhì)量甚至損壞梁體。