谈40 m 预应力T 梁预制工艺及质量控制

2012-08-15王师

山西建筑 2012年5期

王师

1 工程概况

山西省河津至运城高速公路(简称:“河运高速”)是山西省“三纵、十一横、十一环、十一条连接线”高速公路网调整规划之西纵的重要组成部分，河运高速五分部梁厂主要负责上市大桥和大沟大桥两座桥的40 m预应力钢筋混凝土梁的预制。

两桥共有210片T梁，设计梁长40 m，梁高2.5 m，翼缘板宽1 m，厚度16 cm，腹板宽度20 cm，梁端加宽至60 cm，腹板下部局部加大，呈“马蹄形”，梁底马蹄宽60 cm，梁两端横隔梁间距为5.4 m，中间间距为6.5 m，主梁梁体混凝土设计强度为50 MPa，中跨中梁内布7束钢绞线、中跨边梁内布7束和8束钢绞线、边跨中梁内布8束钢绞线、边跨边梁内布8束钢绞线。

2 施工方案

T梁在路基内集中预制，预制场内设置24个混凝土预制台座和21个钢筋混凝土存梁台座。T形梁外模和端模采用定型钢模板;钢筋机械加工，整体绑扎;混凝土在拌和站集中拌和，泵送浇筑;预应力采用超张拉工艺，压浆结束后端梁封锚处理，龙门吊移梁存放。

3 施工工艺

1)预制场的布置。预制场设在两座桥中间的路基上，重型压路机将原地面压实，确保土基密实度满足要求，最后浇筑厚度为20 cm C30混凝土，预制梁厂共设24个预制台座，台座为60 cm×50 cm C30混凝土，台座间距60 cm预埋φ3 cm塑料管作为拉杆孔洞，梁场修建临时排水沟。龙门吊基础为80 cm×50 cm C30混凝土，共架设5 t龙门吊2台、80 t龙门吊2台。

2)模板制作、安装和拆卸。T梁采用定型钢模板，安装时，先将模板清理干净，涂刷隔离剂，保持模板正确的线形，由于本梁的横隔板多，考虑到每节模板接缝间，我们将模板定做成大型模板，在横隔板与横隔板之间是一块模板，模板与台座结合部，用橡胶管切入台座内以防止漏浆，横隔板处采用乳胶粘贴海绵，外侧涂抹不漏剂防止漏浆。拆模后，如海绵破坏，则要重新粘贴;拆模板时，向外下方将模板拆卸，以防止模板变形及损坏大梁混凝土。

3)钢筋、波纹管的绑扎、安装。钢筋在加工场加工后，在大梁台座上安装绑扎，先安装绑扎“马蹄形”部分的钢筋，“马蹄形”部分的箍筋数量多而密，位置不好控制，为此，采取在台座侧面划线定位的方法，用以准确无误地掌握箍筋的根数及间距，横隔板在腹板钢筋完成后再进行安装绑扎;腹板及“马蹄形”部分钢筋全部成型后，开始焊接波纹管定位筋，定位筋间距直线段为1 m、曲线段为0.5 m，由于波纹管线形为曲线，为准确控制每一根定位筋的位置，施工中采用尺杆刻度定位法，即按照设计图给出的钢绞线的坐标，算出波纹管底部定位筋的坐标，刻于木方尺杆上，用这尺杆在腹板上划出定位筋的位置，再焊接定位筋，这样可以有效地保证定位筋的准确性。翼缘板钢筋在模板支好后才进行安装绑扎;为保证钢筋保护层厚度，除在钢筋骨架成型时用架立钢筋控制好间距外，再用垫块加以控制，将按设计要求厚度的垫块呈梅花状绑在钢筋的交叉点上。腹板钢筋绑扎完成后，将波纹管按顺序逐根穿入，采用“U”字形定位钢筋固定牢固，防止波纹管在施工中产生移位或上浮，最后将定做好的比波纹管小0.5 mm的塑料管穿入，防止浇筑混凝土时水泥浆进入波纹管。

4)大梁混凝土的浇筑工艺。为确保大梁混凝土质量，采用集中拌合混凝土，罐车运输，混凝土泵送;T梁采用水平分层浇筑，每层厚度不大于50 cm，浇筑顺序为“马蹄形”部分→腹板→翼缘板，混凝土输送泵车将混凝土直接泵入模内，混凝土以45°倾斜角由一端向另一端浇筑，要求连续浇筑，一次成型。T梁的腹板宽只有20 cm，下面马蹄宽为60 cm，因此，“马蹄形”部分振捣实是施工关键，常规的插入式振动器难以达到施工要求，故大梁混凝土浇筑采用附着式振动器与插入式振动器结合使用的振捣工艺，在波纹管以下部分和梁底“马蹄形”部分安装1.5 kW的附着式振动器，每侧模板按间距150 cm呈梅花形布设两排;在梁端的腰部各增设一台附着式振动器，以保证张拉区混凝土振捣密实。振捣时以振捣区混凝土停止下沉，表面呈现平坦、泛浆，不冒气泡为准，并用小锤敲击“马蹄形”部分检查混凝土是否振捣密实。

5)预应力施工。T梁主体混凝土强度不小于90%以上设计强度时，才能进行预应力张拉，T梁张拉用两台YC250B型千斤顶两端同时张拉，张拉控制应为0.75Rby(Rby是钢绞线的标准强度)，预应力张拉程序为:0→张拉初始应力(15%)→张拉控制应力(30%)→张拉控制应力(100%)→超张拉控制应力(102%)→持荷2 min→100%(锚固)。当钢绞线的张拉力达到条件时，测量伸长量，在工具锚后的钢绞线划线做记号，作为量测伸长量的起点和滑丝的监测点，张拉完成后，计算钢绞线束的伸长量并进行记录。T梁张拉顺序设计规定为50%N2→50%N3→100%N1→100%N1′→50%N2→50%N3→100%N4;张拉完成后，在距锚头5 cm处用砂轮机将多余钢绞线切割，切割时用湿布包裹锚头并且不断注入清水降温。

6)孔道压浆。a.水泥浆采用集中拌合，罐车运输到现场，视气温情况而定，一般不超过30 min～45 min，水泥浆在使用前和压注过程中应经常搅动。b.压浆应缓慢、均匀地进行，比较集中和邻近的孔道，先连续压浆完成，以免串到邻孔的水泥浆凝固堵塞孔道;不能连续压浆时，后压的孔道应在压浆前用压力水冲洗通畅。c.压浆采用一端压浆，当另一端排水孔冒浓浆后，封排水孔加压，持压5 min，关闭压浆阀，转到另一束，全梁压浆。

4 外观质量控制措施

1)气泡问题。a.出现原因:混凝土表面产生气泡是由于混凝土在振捣过程中部分气体滞留在模板表面形成，与模板表面平整度、脱模剂质量、混凝土坍落度、浇筑分层厚度、振捣方法及振捣设备有关。b.解决方法:模板使用前必须认真抛光除锈，使模板表面平整光洁，并涂抹高质量的脱模剂。严格控制混凝土的坍落度，要求试验人员随时监测同一罐混凝土在拌和站及浇筑地点的坍落度。找出混凝土在运输过程中坍落度损失，调整混凝土拌和用水量。严格控制混凝土的浇筑厚度，采取斜向分段、水平分层的方法连续浇筑，确保分层厚度控制在20 cm～30 cm之间。混凝土振捣时，采用振动棒配合附着式高频振动器进行振捣，振动棒采用直径50 mm振动棒，每点振捣时间宜控制在20 s～30 s左右，目测到混凝土无下沉和不冒气泡为止，插点间距应控制在30 cm左右。上层混凝土振捣时应插入下层混凝土面以下5 cm～10 cm为宜。

2)水印现象。a.出现原因:T梁水印主要出现在腹板侧面位置，引起T梁表面出现水印的因素是:新拌混凝土料水灰比过大而导致混凝土表面泌水过多，上层混凝土浇筑振捣时，下层混凝土顶面泌水被振动沿着模板往上反复冲洗而产生水印。b.解决方法:严格检测砂石料含水率，并随时更新施工配合比，勤检测，确保混凝土和易性和坍落度符合设计要求，坚决杜绝使用坍落度过大或和易性不好的混凝土，避免出现泌水水印或孔洞。

3)收缩裂纹。a.出现原因:如果混凝土水灰比过大，混凝土料含水率高，易引起梁体表面混凝土水分过多散失而出现严重收缩，混凝土表面一旦出现较大收缩就会使混凝土早期抗拉强度不足而产生裂纹。因此，混凝土表面浮浆过多、混凝土水灰比过大或混凝土离析是引起混凝土表面出现干缩裂纹的主要因素。b.解决方法:坚决杜绝使用水灰比过大混凝土，混凝土浇筑完毕后及时清理浮浆，同时，加强早期养护，混凝土初凝后用土工布覆盖，终凝后在翼板上安放水桶，接上水管，在管上每0.5 m扎眼，能保证24 h翼板湿润;在拆除模板后在腹板上安装自动喷淋装置，自动定时开放，保证腹板的湿润;连续养护7 d，以有效防止混凝土产生收缩裂纹。

4)色泽不均。a.出现原因:混凝土浇筑不连续且间隔时间较长，会在浇筑间隔时间长的部位形成色泽不均现象，如果过多振捣，也可引起混凝土的水泥离析而形成色泽不一现象。因此，色泽不均与混凝土浇筑的速度、浇筑的连续性和振捣工艺有关。b.解决方法:加强对模板的除锈、除尘力度，每次模板使用前再次抛光，并涂优质脱模剂，同时搞好防尘保护。混凝土必须连续浇筑施工，确保施工无间断，防止出现施工冷缝出现色差。混凝土振捣时，严禁过量振捣，防止水泥离析而出现黑斑。