低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁施工技術(shù)研究

【摘要】文中對低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的施工技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)分析。通過對模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉等關(guān)鍵工序的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行深入探討，揭示了此類型橋梁在中小跨徑橋梁建設(shè)中的優(yōu)勢。結(jié)合工程實(shí)例，驗(yàn)證了低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁在提高橋梁整體性能方面的有效性，并提出了優(yōu)化施工方案的具體措施。研究結(jié)果表明，該類型橋梁具有受力合理、施工便捷、耐久性好等特點(diǎn)，在公路橋梁建設(shè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁；施工技術(shù)；橋梁建設(shè)

【中圖分類號】TU753 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）10-0120-03

0 引言

在眾多小跨徑公路橋梁中，鉸接空心板梁因其自身缺陷，如鉸縫破損嚴(yán)重、單梁受力不合理等，維修困難，已不能滿足日益增長的交通需求。低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋以其受力合理、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，成為取代空心板梁的理想選擇。

1 低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的特點(diǎn)及優(yōu)勢

低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁屬于一種新型橋梁結(jié)構(gòu)形式。與傳統(tǒng)的鉸接空心板梁相比，高跨比小、梁高較低、腹板采用密肋布置。與傳統(tǒng)的鉸接空心板梁相比，低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁具有諸多優(yōu)勢。首先，密肋布置的腹板能有效提高梁體抗剪性能，避免了傳統(tǒng)空心板梁腹板開裂的問題。腹板采用密肋布置后，剪跨比通?？刂圃?.5～2.0，高于鉸接空心板梁0.8～1.2的剪跨比范圍，使得梁體受力更加合理[1]。其次，T形截面的翼緣板能顯著提高梁體抗彎性能。研究表明，低高度密肋式T梁的抗彎剛度比空心板梁提高20%～35%，裂縫分布更加均勻，裂縫寬度減小30%以上[2]。再次，低高度密肋式T梁施工工藝簡單，無需復(fù)雜的內(nèi)模，一次性澆筑成型，施工周期短、造價(jià)低。如某20 m跨低高度密肋式T梁，采用C50混凝土，每片梁用量僅為22 m3，而同跨徑空心板梁混凝土用量達(dá)30 m3以上[3]。此外，由于取消了鉸縫，低高度密肋式T梁還具有良好的耐久性，使用壽命長。

可以看出，低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁以其受力合理、構(gòu)造簡單、施工方便、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，在中小跨徑橋梁中具有廣闊的應(yīng)用前景。

2 低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁施工技術(shù)

2.1 模板安裝與支撐系統(tǒng)搭建

低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁施工中，模板安裝與支撐系統(tǒng)搭建是確保施工質(zhì)量的關(guān)鍵。首先，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的尺寸要求，精確安裝側(cè)模、底模、內(nèi)模等，模板平整度控制在±2 mm以內(nèi)。同時(shí)，在模板安裝過程中，需采用經(jīng)緯儀或全站儀等測量工具進(jìn)行斷面尺寸復(fù)核，確保幾何尺寸滿足設(shè)計(jì)要求。其次，搭建模板支撐系統(tǒng)時(shí)，立桿采用φ48 mm×3.5 mm無縫鋼管，橫桿采用φ48 mm×3.0 mm鋼管，立桿縱向間距≤1.2 m，橫向間距≤1.0 m。支撐立桿需設(shè)置可調(diào)底座，底座應(yīng)落在硬質(zhì)墊塊上，并采用不少于2道φ16 mm螺栓對立桿進(jìn)行可靠固定。再次，膠合板模板的拼縫處需粘貼膠帶進(jìn)行密封，涂刷脫模劑的用量應(yīng)控制在0.2 kg/m2左右，且涂刷要均勻，避免出現(xiàn)漏刷或厚薄不均的現(xiàn)象，從而防止混凝土澆筑時(shí)的漏漿。最后，在支撐系統(tǒng)搭建完成后，施工人員需全面檢查模板及支撐的穩(wěn)固性，并在梁體澆筑混凝土?xí)r密切關(guān)注模板的變形情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，確保施工安全和質(zhì)量。

2.2 鋼筋綁扎與預(yù)應(yīng)力管道安裝

在鋼筋綁扎方面，梁體縱向受拉鋼筋采用HRB400級熱軋帶肋鋼筋，梁端錨固區(qū)箍筋采用HPB300級光圓鋼筋。縱向受力鋼筋的搭接長度需滿足設(shè)計(jì)要求，一般取值見式（1）。

" " " " " "（1）

式中：為搭接長度，mm；as為搭接系數(shù)，as=1.2～2.0；d為縱向鋼筋直徑，mm。

箍筋彎鉤的彎折內(nèi)徑應(yīng)大于4倍箍筋直徑，且不小于φ50 mm。鋼筋綁扎采用雙股扭轉(zhuǎn)鋼絲，綁扎點(diǎn)數(shù)不少于搭接長度的1/3，且兩端各延伸5個(gè)綁扎點(diǎn)。對于曲率半徑較小的彎曲鋼筋，需采用專用的彎曲機(jī)進(jìn)行彎曲，以確保彎曲質(zhì)量。在預(yù)應(yīng)力管道安裝方面，T梁常采用直徑為50～80 mm的金屬波紋管。金屬波紋管需采用可靠的支撐系統(tǒng)進(jìn)行固定，管道水平間距控制在250～300 mm，鉛垂間距控制在500 mm左右。管道轉(zhuǎn)角處的曲率半徑不宜小于管道外徑的30倍，且轉(zhuǎn)角處需增設(shè)支撐點(diǎn)。為確保預(yù)應(yīng)力筋的順利穿束，管道之間的連接必須牢固可靠，可采用專用的管道接頭或高強(qiáng)膠帶進(jìn)行連接。管道安裝完成后，需采用壓縮空氣對管道進(jìn)行吹洗，清除管道內(nèi)的雜物和積水，并用堵頭封堵管道端口，防止?jié)仓炷習(xí)r砂漿和雜物進(jìn)入管道。

2.3 混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)

在混凝土澆筑方面，通常采用泵送混凝土的方式進(jìn)行澆筑。為保證混凝土的和易性，在泵送過程中應(yīng)控制混凝土坍落度在160～200 mm之間，同時(shí)摻加減水劑以提高混凝土的流動性和保水性。澆筑過程中，應(yīng)采用插入式振搗器進(jìn)行振搗，振搗器的插入間距不宜大于振搗器作用半徑的1.5倍，每插點(diǎn)的振搗時(shí)間為5～15 s，以表面無下沉、無氣泡、泛漿或輕微發(fā)花為合適[4]。需要注意的是，振搗時(shí)應(yīng)快插慢拔，避免漏振和過振，確?；炷恋拿軐?shí)度。澆筑完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行混凝土表面的收面和抹平，以減少表面蒸發(fā)和塑性收縮裂縫的產(chǎn)生。

在混凝土養(yǎng)護(hù)方面，低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁常采用蒸汽養(yǎng)護(hù)或電熱膜養(yǎng)護(hù)的方式。養(yǎng)護(hù)溫度的選擇需滿足式（2）要求。

" （2）

式中：t為養(yǎng)護(hù)溫度，℃；t0為初凝溫度，t0=20～30 ℃；a為溫升系數(shù)，一般取15～20；τ為養(yǎng)護(hù)時(shí)間，h。

養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)控制溫度升降速率不超過15 ℃/h，養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不少于12 h。電熱膜養(yǎng)護(hù)時(shí)，表面覆蓋一層塑料薄膜，四周用砂漿或細(xì)石混凝土封閉，形成相對密閉的養(yǎng)護(hù)空間。養(yǎng)護(hù)過程中，要密切關(guān)注混凝土表面的溫濕度變化，及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)參數(shù)，避免溫度過高或濕度過低導(dǎo)致的表面裂縫。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%以上時(shí)，方可停止養(yǎng)護(hù)，自然養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)強(qiáng)度[5-6]。

2.4 預(yù)應(yīng)力張拉與壓漿

預(yù)應(yīng)力張拉與壓漿過程中，張拉工藝的選擇需綜合考慮預(yù)應(yīng)力筋的類型、數(shù)量、規(guī)格等因素，常見的張拉工藝包括一次性張拉和分級張拉。對于低高度密肋式T梁，通常采用分級張拉的方式，即將預(yù)應(yīng)力筋分為若干組，按照設(shè)計(jì)的張拉順序和張拉力大小逐級施加預(yù)應(yīng)力。在實(shí)際操作中，需嚴(yán)格控制張拉力的大小和偏差，一般要求張拉力控制在設(shè)計(jì)值的±5%以內(nèi)[7]。同時(shí)，為避免預(yù)應(yīng)力筋錨固端突然滑移導(dǎo)致的預(yù)應(yīng)力損失，可采用超張拉的方式，即在設(shè)計(jì)張拉力的基礎(chǔ)上增加一定的超張拉力。張拉完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的錨固和壓漿。壓漿材料通常采用水泥基壓漿料，水灰比控制在0.40～0.45之間，可摻加膨脹劑和減水劑以提高壓漿料的流動性和體積穩(wěn)定性。壓漿時(shí)，應(yīng)先采用壓縮空氣對管道進(jìn)行吹掃，清除管道內(nèi)的積水和雜物，再通過壓漿孔將壓漿料壓入管道內(nèi)，直至灌注飽滿為止[8]。

為確保壓漿質(zhì)量，應(yīng)采用壓漿泵連續(xù)勻速壓漿，嚴(yán)禁間斷壓漿。壓漿過程中，應(yīng)設(shè)置排氣孔和溢漿孔，及時(shí)排除管內(nèi)氣體和多余的壓漿料，避免出現(xiàn)壓漿不飽滿或離析泌水等問題。壓漿完成后，需對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行二次張拉，補(bǔ)償壓漿過程中產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失。二次張拉力的大小可取一次張拉力的5%～10%[9]。

3 典型施工案例分析

3.1 工程背景

為深入研究低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的施工技術(shù)，以某高速公路淮北段范家崗天橋?yàn)檠芯繉ο?，開展了實(shí)際工程應(yīng)用研究。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用三跨16 m低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，兩側(cè)現(xiàn)澆濕接，設(shè)計(jì)荷載采用公路-I級。橋址區(qū)地層巖性以細(xì)砂、圓礫為主，地下水類型為孔隙潛水，富水性中等，場地類別為I類，地基土容許承載力標(biāo)準(zhǔn)值f＇ak = 200 kPa。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，橋原設(shè)計(jì)采用16 m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，考慮空心板梁鉸縫病害嚴(yán)重，維修和養(yǎng)護(hù)成本高等問題，設(shè)計(jì)單位決定采用低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁取代原設(shè)計(jì)的空心板梁。

在實(shí)際施工中，針對低高度密肋式T梁跨徑較大、混凝土強(qiáng)度等級高、預(yù)應(yīng)力筋穿束困難等特點(diǎn)，項(xiàng)目部進(jìn)行了科學(xué)的施工組織設(shè)計(jì)，合理選用施工機(jī)械，優(yōu)化施工方案，最大限度地發(fā)揮低高度密肋式T梁的受力性能和耐久性能，為同類工程積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

3.2 技術(shù)實(shí)施過程

在案例天橋低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁施工過程中，施工單位制定了周密的施工方案，嚴(yán)格按照施工工藝流程進(jìn)行操作。

1）在支架體系搭設(shè)方面?？紤]低高度密肋式T梁跨徑大、梁高低，項(xiàng)目部采用了滿堂式鋼管支架+工字鋼槽型梁的模板支撐體系，有效提高了模板的整體穩(wěn)定性和安全性。支架立桿采用φ48 mm×3.5 mm無縫鋼管，間距1.0 m；橫桿采用φ48 mm×3.0 mm鋼管，間距1.2 m。同時(shí)，在支架和工字鋼之間設(shè)置了多點(diǎn)可調(diào)底座，現(xiàn)場安裝時(shí)采用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀實(shí)測標(biāo)高，高差控制在±2 mm以內(nèi)，確保了模板的平整度和預(yù)埋件位置的精確性。

2）在鋼筋籠綁扎方面。低高度密肋式T梁屬于薄壁截面，鋼筋直徑一般為10～25 mm，型號包括HRB400、HRB335等。施工中，先綁扎腹板箍筋，再綁扎翼緣板的縱向鋼筋，最后綁扎翼緣板的箍筋。其中，腹板箍筋采用φ10 mm鋼筋，間距200 mm；翼緣板縱向鋼筋采用φ16 mm鋼筋，間距120 mm；翼緣板的橫向鋼筋采用φ12 mm鋼筋，間距200 mm。鋼筋連接方式以綁扎連接為主，搭接長度嚴(yán)格控制。

3）在預(yù)應(yīng)力管道及預(yù)應(yīng)力筋安裝方面。范家崗天橋T梁共采用30根φ15.24 mm精軋螺紋鋼預(yù)應(yīng)力筋，每孔配置3根。預(yù)應(yīng)力筋采用VSL體系，管道采用φ50 mm鍍鋅金屬波紋管，管道彎曲半徑≥5 m。管道安裝時(shí)每6 m設(shè)置一個(gè)支撐點(diǎn)，支撐采用φ6.5 mm鋼筋。管道壓漿孔設(shè)置間距≤15 m，排氣孔間距≤20 m。

4）在混凝土澆筑方面，T梁采用C50高性能混凝土，水膠比控制在0.33左右，摻量緩凝高效減水劑，坍落度控制在180±20 mm。采用HZS180型混凝土攪拌站集中拌制，采用泵車泵送入模，插入式振動器振搗，振搗時(shí)間5～15 s。澆筑完成后采用電熱膜覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)，控制保溫溫度和濕度，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d。

5）在張拉預(yù)應(yīng)力筋方面，T梁采用YCW-240型穿心式千斤頂，千斤頂極限拉力2 000 kN。張拉過程中，先對梁端張拉，再跨中張拉，多次反復(fù)，直至預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力穩(wěn)定。張拉控制應(yīng)力與伸長量如表1所示。張拉完成后及時(shí)壓漿，壓漿采用C50細(xì)石混凝土，壓漿料流動度控制在190±20 mm，石子最大粒徑不超過2 mm。

通過合理安排施工工序，優(yōu)化施工方案，加強(qiáng)過程質(zhì)量控制，案例天橋低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁順利完成施工，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量、高效率、低成本的建設(shè)目標(biāo)，為同類工程提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)語

本研究通過對低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的施工技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，揭示了此類型橋梁在中小跨徑橋梁建設(shè)中的優(yōu)勢。研究驗(yàn)證了低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁在提高橋梁整體性能方面的有效性，并且提出了優(yōu)化施工方案的具體措施。未來工作中，可以繼續(xù)探索更為先進(jìn)的施工技術(shù)和材料，進(jìn)一步提升低高度密肋式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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[作者簡介]葛雙宏（1984—），男，安徽無為人，本科，高級工程師，研究方向：公路橋梁施工。