高速公路建設(shè)中的后張法預(yù)應(yīng)力T梁預(yù)制施工技術(shù)研究

王 強(qiáng)

（中鐵建華南投資有限公司,廣東 深圳 518000）

0 引言

預(yù)制裝配化施工具有施工速度快、結(jié)構(gòu)受力好、不占用現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間、經(jīng)濟(jì)成本優(yōu)的特點(diǎn)，在橋梁建設(shè)中越來越廣泛地應(yīng)用，T梁就是其中最重要、最廣泛應(yīng)用的一種預(yù)制裝配式施工工藝。T梁可以提升橋梁的荷載承受能力以及耐久性和穩(wěn)定性，在橋梁運(yùn)行階段能夠更加方便和安全地提供運(yùn)輸支持[1-2]。

1 工程概況

某市的一段高速公路建于六合區(qū)鐵路交匯處的跨越式大橋，該橋的主橋體位于K41+720鐵路，橋梁主梁設(shè)計(jì)為預(yù)制T梁，梁長50 m，簡支結(jié)構(gòu)形式，混凝土標(biāo)號(hào)為C50，上部結(jié)構(gòu)橫向由2片邊梁和5片中梁組成，梁體高度為2.5 m，主梁的橫向間距為2.232 m，邊跨的高跨比為1∶14.7，中跨的高跨比為1∶13.5，過渡墩支點(diǎn)位置的T梁腹板厚度為0.6 m，其余支點(diǎn)位置的腹板厚度為0.4 m，跨中T梁腹板厚度為20 cm，翼緣板的厚度為20 cm，過渡墩的T梁翼緣板厚度增加到42 cm，主梁設(shè)置5道橫梁，支點(diǎn)位置各設(shè)計(jì)一套，跨中區(qū)間段設(shè)置3道，橫隔板的厚度為20 cm。橋梁的主梁斷面結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 主橋T梁斷面結(jié)構(gòu)圖

2 施工工藝流程

后張法預(yù)應(yīng)力T梁施工工藝流程見圖2。

圖2 后張法預(yù)應(yīng)力T梁工藝流程圖

2.1 預(yù)制場(chǎng)及臺(tái)座

（1）T梁預(yù)制場(chǎng)的預(yù)制臺(tái)座設(shè)置4個(gè)，匹配設(shè)置的存梁臺(tái)座也為4個(gè)，位于橋梁西側(cè)的道路位置。

（2）預(yù)制場(chǎng)設(shè)置龍門起重機(jī)，起重機(jī)可以提梁上橋，在T梁架設(shè)的過程中起到提升作用，同時(shí)在橋梁下部結(jié)構(gòu)施工過程中還能起到輔助作用，減少其他履帶吊或者汽車吊等大型起重機(jī)器的使用[3]。

（3）根據(jù)周轉(zhuǎn)和架梁工期計(jì)算，臺(tái)座數(shù)量為4個(gè)可以滿足施工要求，考慮臺(tái)座數(shù)量控制T梁的施工時(shí)間不超過2個(gè)月。

（4）在保證施工進(jìn)度的同時(shí)，項(xiàng)目管理人員考慮施工質(zhì)量和施工安全范圍，在施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸鋼板材料時(shí)，預(yù)留一定的空間作為運(yùn)輸車輛通道。

2.2 模板生產(chǎn)

（1）底模制造。該項(xiàng)目在道路路基上設(shè)置預(yù)制場(chǎng)，橋梁上跨路基，路基地質(zhì)相對(duì)較軟，采用圓形地樁法進(jìn)行施工改造，使之滿足預(yù)制場(chǎng)承載力要求。根據(jù)計(jì)算選用28根圓樁進(jìn)行改造，樁的直徑為0.16*2 m，圓樁的一端澆筑0.15 m的鋼筋混凝土板，施工過程中對(duì)樁體與混凝土進(jìn)行固定，對(duì)T梁預(yù)制場(chǎng)基礎(chǔ)進(jìn)行加固。

（2）側(cè)模制造。邊梁和中梁各設(shè)計(jì)一套模板，模板按照T梁的尺寸進(jìn)行廠家設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)考慮橫隔板的位置，以減少模板組裝時(shí)連接縫隙的數(shù)量，降低混凝土澆筑過程中水泥漿滲漏的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)提高橋梁外觀的美感。模板的骨架結(jié)構(gòu)采用10 cm槽鋼材料，面板采用6 mm以上的鋼板。根據(jù)業(yè)主的外觀質(zhì)量要求，還可以選擇不銹鋼鋼板或者壓合鋼板作為面板，這樣澆筑的T梁外觀色澤一致，鋼筋能夠穿越模板內(nèi)部，增強(qiáng)模板的整體穩(wěn)定性。同時(shí)對(duì)于施工人員，也可以在模板外側(cè)懸掛附著式振搗器，模板設(shè)計(jì)時(shí)就焊接一個(gè)預(yù)埋掛件在側(cè)面，便于懸掛振搗器等設(shè)備。

（3）端模加工。端模材料與側(cè)模一致，都使用鋼材，但是需要提前在模板上按照鋼絞線孔洞的位置進(jìn)行開孔，保證鋼絞線錨頭位置與設(shè)計(jì)圖紙一致。

2.3 鋼筋和側(cè)模板安裝

鋼筋采用原位綁扎施工，在臺(tái)座上進(jìn)行鋼筋綁扎，鋼筋綁扎前進(jìn)行定位放樣，按照設(shè)計(jì)圖紙的間距在底座上進(jìn)行鋼筋位置標(biāo)記。綁扎完成后進(jìn)行加固穩(wěn)定，先進(jìn)行底腹板鋼筋綁扎。綁扎完成后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼絞線的波紋管安裝，套管的位置根據(jù)的設(shè)計(jì)圖紙，在梁體結(jié)構(gòu)的1/4和1/2位置進(jìn)行放樣，并用U形鋼筋進(jìn)行加固[4]。波紋管在接頭位置采用連接器或膠條進(jìn)行密封銜接，保證管道在混凝土澆筑過程中不會(huì)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。波紋管安裝后進(jìn)行側(cè)模安裝，安裝中避免擠壓鋼筋變形。

2.4 波紋管安裝

（1）波紋管的安裝中嚴(yán)格控制每一個(gè)步驟的操作，精準(zhǔn)地對(duì)捆扎的鋼筋進(jìn)行固定，設(shè)置間隔長度為0.5 m，在每個(gè)間隔處安裝一根波紋管。

（2）在進(jìn)行波紋管安裝前，對(duì)定位桿進(jìn)行查驗(yàn)，保證其牢固性符合要求，檢查時(shí)進(jìn)行詳細(xì)記錄，作為施工工序的驗(yàn)收記錄表，檢查無誤后工作人員才可以把波紋管連接并捆扎在一起。

（3）混凝土澆筑前在波紋管內(nèi)設(shè)置內(nèi)襯管，內(nèi)襯管采用塑料PVC管，確保澆筑過程中波紋管不會(huì)變形。

（4）預(yù)應(yīng)管材安裝完成后，可以將錨固板固定在鋼絞線的兩側(cè)，并且要確保錨固板與管道垂直，完成以上安裝之后，將波紋管安裝進(jìn)錨固板之內(nèi)，將端口用海綿材料固定，錨固板包裹外包裝袋塞緊，防止出現(xiàn)滲漏等問題。

2.5 澆筑混凝土

混凝土采用商混供應(yīng)，罐車進(jìn)行運(yùn)輸，利用16 t汽車起重機(jī)進(jìn)行混凝土澆筑。T梁混凝土澆筑施工過程中，混凝土從T梁左右兩端被推向梁體中間進(jìn)行灌注，每層的灌注時(shí)間通常在2 h之內(nèi)，主梁的底腹板澆筑完成后，才可以開始對(duì)梁翼板進(jìn)行施工澆筑。對(duì)T梁翼板進(jìn)行澆筑前，施工人員要對(duì)模板進(jìn)行檢查，并手動(dòng)清理混凝土漿等影響后期施工的因素，確保模板在施工過程中可以被再次利用。在對(duì)梁體進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，可以選擇抽樣法對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)也可以在保證梁體一致的前提下，測(cè)算橋梁的抗拉強(qiáng)度。

2.6 混凝土健康養(yǎng)護(hù)

高速公路T梁在澆筑完混凝土后，施工人員必須定期對(duì)梁體進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，可以設(shè)置水管進(jìn)行灑水，或在梁體上鋪設(shè)土工織物，使梁體處于潮濕的狀態(tài)。

2.7 預(yù)應(yīng)力張拉線

鋼絞線作為T梁受力加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，張拉的時(shí)候采用智能張拉設(shè)備，隨時(shí)監(jiān)控張拉應(yīng)力和伸長值。

（1）鋼絞線在平坦的地面上進(jìn)行加工，地面保持干凈，避免將鋼絞線刮毛，影響鋼絞線的受力。根據(jù)設(shè)計(jì)長度，做好標(biāo)記，采用砂輪切割機(jī)將鋼絞線分段加工，嚴(yán)禁采用焊接切割鋼絞線。鋼絞線日常要儲(chǔ)存在的干燥地方，不得淋雨和潮濕。

（2）在牽引鋼絞線的過程中，勻速牽拉，不能有鈍角物體與鋼絞線摩擦，并在的梁體的末尾一端留出一定的鋼絞線長度。

（3）張拉千斤頂在使用前，需要有資質(zhì)的單位進(jìn)行校核，保證張拉力準(zhǔn)確，并且張拉超過200次，或者使用超過6個(gè)月之后，需要再進(jìn)行校核校準(zhǔn)。張拉前測(cè)量千斤頂張拉力和油尺之間的關(guān)系，并定期維護(hù)。

（4）張拉法。采用雙控制法對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉力與預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸長值進(jìn)行控制，并且糾正鋼絞線的伸長值，當(dāng)初始應(yīng)力為10%時(shí)，方可開始測(cè)量。

（5）張拉的順序。通常情況下，張力的順序?yàn)橄认蛳略傧蛏希瑥埩σ脖仨殞?duì)稱。

（6）張拉程序?yàn)椋?→10%σk→20%σk→100%σk→錨固。

3 施工過程質(zhì)量控制

3.1 底模臺(tái)座

底模臺(tái)座的地基基礎(chǔ)需要進(jìn)行夯實(shí)加固，保證在平坦的地面上進(jìn)行，并且臺(tái)座基礎(chǔ)不會(huì)沉降，臺(tái)座基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底模面板采用6 mm的鋼板制作，鋼板與基礎(chǔ)之間保留1 mm的空隙，采用原子灰對(duì)空隙進(jìn)行填充，或者采用灌漿的方式進(jìn)行，即使鋼板因?yàn)闇囟犬a(chǎn)生變形，也不會(huì)影響臺(tái)座底模的使用。

3.2 鋼筋綁扎

鋼筋進(jìn)場(chǎng)前要進(jìn)行材料驗(yàn)收，驗(yàn)收爐排編號(hào)、鋼筋直徑、鋼筋數(shù)量、鋼筋型號(hào)和產(chǎn)品合格證等，并且抽樣送檢進(jìn)行抗拉測(cè)試，測(cè)試結(jié)果報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收。鋼筋按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)的編號(hào)、形狀下料進(jìn)行存儲(chǔ)，半成品要分類分編號(hào)堆存在一起，綁扎完成后復(fù)核鋼筋籠的外輪廓尺寸，保證鋼筋籠的保護(hù)層符合規(guī)范要求。鋼筋與鋼絞線位置沖突的，不得隨意切割鋼筋，應(yīng)進(jìn)行局部調(diào)整，并對(duì)鋼筋加強(qiáng)。鋼筋綁扎完成后在臺(tái)座上安裝防撞欄桿預(yù)埋筋、梁底頂預(yù)埋鋼板、泄水孔與伸縮縫預(yù)埋筋等，保證其各自安裝在相應(yīng)的位置，并對(duì)這些部件進(jìn)行加固，減小其在施工過程中發(fā)生位移的可能性。

3.3 模板

T梁的模板需要有資質(zhì)的單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，制作后進(jìn)行模板驗(yàn)收，驗(yàn)收模板的平整度和拼縫，所有的數(shù)值都需要在規(guī)范范圍內(nèi)。模板安裝時(shí)拼縫連接的位置貼5 mm的雙面膠，保證拼縫沒有空隙。模板運(yùn)輸和安裝過程中，要注意模板棱角的保護(hù)，尤其是吊裝過程中，注意指揮，不得磕碰。或者拆模過程中，不能強(qiáng)力敲打或者撬動(dòng)模板，避免模板變形。

3.4 預(yù)應(yīng)力管道

預(yù)應(yīng)力管道嚴(yán)格按照?qǐng)D紙的參數(shù)進(jìn)行布置，包括預(yù)應(yīng)力管道的數(shù)量、型號(hào)，各個(gè)斷面位置的高度，在鋼筋籠綁扎完成后按照設(shè)計(jì)圖紙尺寸放樣，保證預(yù)應(yīng)力管道固定牢固。

3.5 混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

預(yù)制T梁的鋼筋結(jié)構(gòu)較為密集，施工過程中可以考慮同時(shí)使用附著式振動(dòng)器與插入式振動(dòng)器進(jìn)行振搗，以獲得更好的振搗效果。在使用混凝土對(duì)梁體進(jìn)行澆筑的過程中，兩種振動(dòng)器要依照施工的實(shí)際情況進(jìn)行使用，梁體的下部受到管道的阻礙，可選用附著式震動(dòng)器；梁體的上部沒有管道阻礙，則可以選用插入式震動(dòng)棒。在使用兩種震動(dòng)器的過程中，若遇到錨頭或波紋管固定的不易振搗的部位，則要適當(dāng)改變振搗器的工作時(shí)間，并留意混凝土的振搗時(shí)間。澆筑梁體時(shí)要嚴(yán)格按照規(guī)定的順序由梁體一段進(jìn)行分層澆筑，特別注意應(yīng)在斜面部位進(jìn)行兩次或三次澆筑，并且要在混凝土初次凝固前實(shí)施并完成振搗工作。在混凝土材料選擇時(shí)，必須限制混凝土粗骨料的粒度，在完成T梁腹板的澆筑工作后，不可馬上澆筑梁體頂部，并且澆筑每層混凝土在末端的5 m處時(shí)，要進(jìn)行反向澆筑，以提高工程的整體質(zhì)量。澆筑工作完成后，要注意對(duì)梁體進(jìn)行科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)，確保后期建筑的使用。

3.6 鋼絞線張拉

鋼絞線的張拉需要在確定混凝土的強(qiáng)度達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)后才可以進(jìn)行，在張拉的過程當(dāng)中，可以使用兩端同步張拉的方式，對(duì)鋼絞線的應(yīng)力與延伸量都進(jìn)行限制。并且在施工的過程中可以將兩束鋼絞線進(jìn)行交替張拉，對(duì)張拉次數(shù)大于三次或張拉力大于鋼絞線最大強(qiáng)度的鋼絞線進(jìn)行更換。鋼絞線在相同截面的斷絲率應(yīng)小于等于1%，不得出現(xiàn)鋼絞線整根斷裂的情況。鋼絞線的張拉需要使用千斤頂與壓力表裝置進(jìn)行工作，對(duì)于千斤頂，工程管理者應(yīng)當(dāng)定期對(duì)其進(jìn)行檢查和維修校正。在鋼絞線張拉的過程當(dāng)中，不可出現(xiàn)使用千斤頂前不校驗(yàn)的情況，同時(shí)也不可出現(xiàn)千斤頂與壓力表裝置不配套使用的情況，若鋼絞線在張拉時(shí)斷絲不影響工程整體的質(zhì)量，則可以繼續(xù)進(jìn)行張拉，用以確保鋼絞絲總應(yīng)力保持恒定。若斷絲情況嚴(yán)重，則需要施工人員更換新的鋼絞絲進(jìn)行張拉。完成張拉工作后夾片外露應(yīng)小于等于1 mm，回縮值應(yīng)小于等于6 mm，在通過核查發(fā)現(xiàn)不存在滑絲情況后利用砂輪鋸切斷外露的鋼絞絲。

4 注意事項(xiàng)

（1）預(yù)應(yīng)力孔道的接頭包裹嚴(yán)實(shí)，接頭順暢，接頭漏漿對(duì)于后期鋼絞線穿束影響非常大。

（2）模板表面脫模劑涂刷均勻，混凝土澆筑過程中避免集中過度振搗，否則T梁外表面色差較大。

（3）注意預(yù)留通氣孔、泄水洞（外邊緣）、吊梁孔、伸縮縫預(yù)留槽等。

（4）錨頭后方鋼筋較密，混凝土澆筑時(shí)應(yīng)重點(diǎn)振搗，保證澆灌密實(shí)，否則張拉的時(shí)候容易造成錨墊板破損，出現(xiàn)意外事故。

（5）張拉兩側(cè)要同步，張拉操作人員由熟悉操作的人員參加，或者培訓(xùn)合格后方準(zhǔn)上崗，并有技術(shù)熟練的人員負(fù)責(zé)指揮。

（6）壓漿順序從下往上，由低到高進(jìn)行，每個(gè)孔道的壓漿作業(yè)必須一次完成，不得中途停頓，預(yù)制混凝土T梁在孔道水泥漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定后方可進(jìn)行移運(yùn)和吊裝，同時(shí)不應(yīng)低于梁身混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的55%，且不低于20 MPa。

5 結(jié)語

T梁是公路橋梁結(jié)構(gòu)中不可或缺的組成部分，T梁的施工質(zhì)量是影響橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性關(guān)鍵因素。公路橋梁施工中，優(yōu)化施工工序，嚴(yán)格把控施工規(guī)范要求的重點(diǎn)內(nèi)容，控制工序質(zhì)量，加強(qiáng)過程管理，實(shí)施預(yù)制結(jié)構(gòu)狀態(tài)跟蹤，預(yù)先進(jìn)行施工技術(shù)交底，進(jìn)行首件施工技術(shù)總結(jié)，糾正施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，可以有效地提高T梁預(yù)制的施工產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)于提高橋梁使用壽命、確保項(xiàng)目履約和整個(gè)項(xiàng)目的質(zhì)量有重要意義，對(duì)類似的其他項(xiàng)目也具有參考意義。