预应力混凝土T型梁施工技术浅谈

刘利伟

摘 要：预应力混凝土T型梁是一种简支T型梁结构，具有吊装重量轻、施工简单、投入设备少等特点。本文作者结合在南水北调跨渠桥梁的施工实践，简要介绍了该T型梁的预制、张拉等施工技术和施工要点。

关 键 词：后张法 预应力混凝土 张拉控制

一、概述：

张家庄桥属南水北调中线跨渠道的交通桥，设计桩号268+737.69，荷载等级为公路-Ⅱ级，桥面宽度7＋2×0.5米，跨度组合为16＋40＋16米T型梁，共有40米T型梁4根，混凝土强度等级为C50，16米T型梁8根，混凝土强度等级为C30。后张法施工的预应力钢绞线采用直径φs15.2的高强低松弛钢绞线（GB/T 5224-2003标准），预应力钢绞线标准强度fpk=1860MPa，EP=1.95×105MPa,张拉控制应力σcon=0.73fpk=1358MPa，松弛率不大于2.5%。

二、施工方法：

1、施工工艺流程：

制作T梁预制台座→安装T梁底模→安装钢筋骨架→埋设波纹管及锚具等→浇筑混凝土→清理孔道→预应力筋穿束→张拉→孔道灌浆及养护→吊装→桥面铺装及附属工程施工。

2、预制台座制作：

预制场设在桥梁附近，沿渠道方向平整出一块60×40米宽的场地，平行于桥梁方向布设。四周挖排水沟，防止雨水进入，并在四周设隔离网。根据工期要求，预制场设40米T梁底模4套，16米T梁底模8套，均按顺桥方向布设。预制场场地范围内，用渠道弃土填至预设的标高，然后用推土机平整后，用20吨振动压路机进行碾压，压实整平后，做20cm厚石灰土，然后用C25混凝土进行硬化处理。

3、埋设波纹管及锚具：

绑扎骨架钢筋的同时，要注意波纹管定位钢筋的安装。波纹管的固定采用直径φ8的Ⅰ级钢筋制作成“#”字型定位架，与梁体钢筋焊接。在直线段每隔0.8米设一个定位架，曲线段起止点、中心点各设一个，其余部分间距0.5米设一个。安装锚垫板时，压浆孔或排气孔的位置应朝上，以避免水泥浆流入堵塞孔道。管道成孔制作时，波纹管要穿出两端锚垫板，并用胶带将波纹管与锚垫板缠绕粘贴，以防漏浆后堵塞压浆孔，影响后续施工。锚垫板附近混凝土要加强振捣，确保密实。

4、浇筑混凝土：

混凝土采用搅拌运输车运到预制场，使用汽车吊吊料斗入仓的方法。控制混凝土的坍落度在12～15cm之间。混凝土梁体振捣以人工振捣为主，腹板以附着式振动器为主，两种方法相互结合。插入式振动器不得触动锚垫板和模板，振捣时不得损伤预应力管道等。在浇筑过程中要经常检查模板、管道、锚固垫板及支座预埋件以保证其位置及尺寸符合设计要求。

浇筑混凝土前，在波纹管内穿入略小于波纹管内径的塑料管。浇筑过程中每隔30分钟转动塑料管一次，以防止混凝土浆进入管道。穿束前拔出塑料管并进行清孔。

5、穿束：

钢绞线编束时首先将一端理直、平顺，穿入锚环孔内，自一端开始向另一端疏理使其平顺松紧一致，自端头开始每间隔一米用20#钢丝绑扎一道，绑扎牢固，防止互相缠绞。预应力钢束用人工自一端穿入，穿入时钢束端头采用锥形钢管包裹,以防止钢铰线头刺破管道，同时减小穿入阻力。穿钢绞线过程中，如果遇到穿入困难时，不得猛烈撞击以免刺破管道。

6、张拉：

施加预应力前，要对构件进行全面检查，在混凝土强度达到设计或规范要求的张拉强度、外观、尺寸质量符合要求时方可进行张拉，张拉时还应严格遵循设计要求的各钢绞线束的张拉顺序。

钢绞线束夹片锚固体系由专业人员进行安装。安装锚具时注意工作锚环或锚板对中，夹片均匀打紧并外露一致；千斤顶上的工具锚孔位应与构件端部工作锚位排列一致，以防钢绞线在千斤顶穿心孔内打叉。

安装张拉设备时，对于直线预应力筋，使张拉力的作用线与孔道中心线重合；对曲线预应力筋，使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线重合。

（1）预应力钢束设计张拉力，按下式计算：

Pj=δcon•Ap（式-1）

式中 δcon——预应力钢束设计张拉控制应力值

Ap—— 一束预应力筋的截面面积

（2）预应力钢束施工张拉力

预应力筋的张拉力依据设计要求进行计算，设计时松弛损失按一次张拉程序取值：0～Pj锚固；设计时松弛损失按超张拉程序取值，对夹片锚等不可卸载锚具：0～1.03Pj锚固。

（3）预应力筋的张拉伸长值计算

△L=P•LT/ ApEs （式-2）

式中P= Pj[1-（Kx+μθ）/2]

P——预应力筋的平均张拉力

LT——预应力筋的实际长度

Ap——预应力筋的截面面积

Es——预应力筋的实测弹性模量

Pj——张拉控制力

K——孔道局部偏摆系数，按规范取值

μ——预应力筋与孔道壁的摩擦系数，按规范取值

x——从张拉端至计算截面的孔道长度，可近似取轴线投影长度，对一端张拉x= LT，对两端对称张拉，x= LT/2

θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角（以弧度计），对一端张拉，θ取曲线孔道的总转角，对两端张拉，θ取曲线孔道总转角的一半。

普通松弛钢绞线束采用自锚性能的夹片式锚具的张拉程序为：0→初应力(0.1σk)→1.03σk(持荷2min锚固)。其中：σk为张拉时的控制应力（包括预应力损失在内）；两端同时张拉时，两端千斤顶顶升降压、画线、测伸长值、插垫等工作应一致。

7、孔道灌浆及养护：

孔道灌浆采用纯水泥浆，用灰浆搅拌机搅拌。水泥浆的标号为C50，水及外加剂要对预应力筋无腐蚀作用，且不得使用含有氯化物和硝酸盐的掺料。压浆使用活塞式压浆泵，压浆的压力以保证入孔内的水泥浆密实为准。开始压力要小，逐步增加，一般为0.5MPa～0.7MPa；当输浆管道较长或采用一次压浆时，应适当加大压力。每个孔道压浆至最大压力后，稳压一段时间。压浆应达到孔道另一端饱满和出浆，并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。

8、施工技术要点：

（1）钢束锚固端位置准确、牢固、严加检查，发现问题及时处理。两端的外露钢束不锈蚀、不油污、不破损，要用套管来保护。

（2）钢束施工过程中及封锚前的期间内一律禁止电弧焊切割钢绞线，应用切割机切割。

（3）注意准确安放支座预埋钢板、防撞护栏锚固钢筋及其它预埋件。

（4）钢束靠近模板的地方和锚垫板处钢筋密集，下料振捣都有困难，要采取随下料随振捣的方法，除使用30mm插入式振动器正确振捣外，尚需由人工用木杆或无锐角的圆钢插捣，但要防止损伤预应力管道。

（5）预应力钢束的张拉采用应力控制为主，伸长量作校验的双控制。按设计张拉应力，钢绞线的实际伸长值（两端之和）与理论伸长值相比较应保持在6%以内，若发现异常现象，应停止张拉并查明原因予以处理。

（6）钢束按对称原则张拉，每次张拉不少于两束；要尽量减小预应力筋与孔道的摩擦，以免造成过大的应力损失或使构件出现裂缝、翘曲变形。

（7）张拉时，梁两端的压力表读数相差＞0.5Kpa时，两端应同时停止张拉，卸荷更换油表后，重新张拉。

（8）预应力筋张拉后，测定预应力筋的回缩与锚具变形量，其值不得大于6mm；如果大于上述允许值，应重新张拉，或更换锚具后重新张拉。

（9）预应力筋的断丝、滑丝，每束不得超过1根，如超过限制数，应进行更换。

三、结束语：

预应力混凝土T梁是一种简支T型梁结构，具有吊装重量轻、施工简单及投入设备少等特点，可在预制场内集中预制，对预应力混凝土的施工质量能较好的保证，尤其适用于施工工期短，质量要求高的工程。

参考文献：

【1】JTJ041–2000 《公路桥涵施工技术规范》北京：人民交通出版社，2006；

本文根据南水北调中线的相关设计图纸、技术文件和现行国家及行业技术规范、规程、标准等编制。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。