铁路混凝土T 梁预制常见问题及控制

杨建朋

(北京铁建工程监理有限公司，北京 100055)

0 引言

预应力混凝土铁路桥简支T梁施工具有工序多、作业面多的特点，施工过程中各道工序须流水作业，每一道工序的施工质量都会影响到下一道工序的施工，因此施工过程中容易造成许多质量问题。在实际的工程施工中，由于各种因素影响，T梁质量普遍存在缺陷，难以达到验收标准。以某制梁场为例，进行T梁预制过程中常见质量问题的研究与探讨，提出对应的质量控制措施，使T梁质量达到验收标准。

某制梁场设计采用铁路工程建设通用参考图《时速160 km客货共线铁路预制后张法简支T梁(角钢支架方案)》(跨度:32 m，图号:通桥(2005)2101-Ⅰ)。

T梁施工主要工序流程见图1。

图1 T梁施工工艺流程图

结合T梁预制施工实践经验，T梁常见的质量问题主要体现在钢筋、模板、混凝土、张拉、压浆、封锚几个方面，下面对其进行原因分析，并提出相应的控制措施。

1 钢筋安装

梁体钢筋及桥面板钢筋在固定的绑扎胎具上绑扎牢固，整体吊装到底模板上，这个过程一般不会出现问题。在穿预应力橡胶棒及安装端模板过程中最容易使钢筋位置发生偏移。在穿预应力橡胶棒过程中，还会使定位网钢筋发生损坏。同时，部分钢筋的位置要移动到其他相应位置，以让开预应力橡胶棒[2]。在安装端模板过程中，摆动幅度过大，容易发生整个钢筋笼倾倒现象。在安装侧模板过程中，由于模板与垫块发生侧向滑动使垫块倾倒，也容易出现腹板钢筋保护层不均匀现象。

对于钢筋位置发生偏移，要及时调整到其原来的位置。穿预应力橡胶棒之前，要检查预应力橡胶棒是否光洁，有残留混凝土的要及时除去，在安装过程中不要使预应力橡胶棒头撞到钢筋或定位筋上。安装端模板时将模板起吊到适当位置，及时移动预应力橡胶棒，使端模板顺利安装到位，尽量避免使用蛮力左右摆动。与预应力橡胶棒有冲突的A4及A4'钢筋，则在端模板安装到位后移动到适当位置并绑扎牢固。垫块要绑扎牢固，安装侧模板时要缓慢移动到位，避免撞击钢筋笼。

2 模板

T梁所用钢模板是循环使用的。该制梁场有两条生产线，每条生产线有模板7套，夏季正常情况下生产T梁3片/d，模板利用率很高。底模板固定在制梁台座上，32 m梁预留反拱40 mm，预留下口压缩36 mm。每一套模板在第一次使用前必须进行拼装试验，合格后方可用于T梁浇筑。由于长期循环使用，模板刚度会发生变化，本身会产生形变。所以在T梁预制过程中要定期对模板进行测量，便于及时校正。该制梁场在前期制梁过程中A14制梁台座沉降超标，发现问题后通过对底模板与制梁台座预埋件之间的钢垫板进行调整，使底模板反拱符合规定值。

侧模板是通过与挡碴墙外模板连接的侧模桁架完成吊运安装的。吊点固定，长期吊运使侧模桁架发生弯曲。由于侧模桁架与挡碴墙外模板焊接在一起，致使挡碴墙外模板与侧模桁架连接处向外侧偏移。测量得出最大偏移量达30 mm。发现问题后对此模板进行了修整，将侧模桁架与模板断开，将模板调直重新焊接，并改变起吊部位。另外容易变形的部位还有横隔板模板等。

在模板安装过程中，容易出现的问题还有模板接缝不严密。造成模板接缝不严密的原因有模板变形，模板清理不干净，密封条粘贴不牢固等。其中模板变形是主因。模板是需要经常打磨清理的，以清除模板上的混凝土残渣，尤其是模板接缝、横隔板边角不易清理的地方。模板连接处的密封条要经常更换。模板安装完成后要检查螺栓数目是否足够，是否拧紧，拉杆是否上足等。

3 混凝土

混凝土的外观质量是混凝土质量的直观体现，同时也是整个桥梁工程形象的直接表现，搞好混凝土的外观质量控制对混凝土工程有重要意义。铁路T梁混凝土浇筑量大，且在浇筑的各个阶段也有许多相应的规定。该制梁场从开工到结束两年内，所生产T梁外观质量是不稳定的。经常出现的问题有:

1)梁体表面有蜂窝、麻面，挡碴墙、马蹄上口斜面位置麻面比较严重，蜂窝主要出现在横向张拉锚穴周围，端部锚下部位。

混凝土蜂窝是指骨料间有空隙而形成的蜂窝状窟窿，具体指混凝土表面缺浆、石子露出深度大于5 mm，但小于钢筋保护层厚度。混凝土麻面是指混凝土表面缺浆、起沙、粗糙，表面呈现无数的小凹点，而无露筋现象。

蜂窝形成的原因主要是浇筑不连续、漏浆，而漏浆的原因是模板接缝不严密。麻面形成的原因主要有马蹄上口斜面排气困难，混凝土振捣不足，气泡未完全排出，部分气泡残留在马蹄上口斜面处;浇筑间隔时间长，振捣时已有部分凝固;模板拼缝漏浆，靠近拼缝的构件表面浆少;模板表面未清理干净，附有水泥浆渣等杂物粘模。

由于梁体较长，为避免混凝土产生蜂窝、麻面、不密实等现象，梁体混凝土浇筑采用斜向分段、水平分层的方式连续进行，从一端向另一端浇筑。在将近另一端时，改从另一端向反方向投料，并在距离该端6 m～8 m处合龙。分层厚度约为30 cm，先后两层混凝土的间隔时间不超过30 min。马蹄上口斜面排气困难是结构设计上的因素，除采取加强振捣的措施外难以改变。梁体混凝土振捣采用附着式振动器为主，插入式振捣棒为辅的振捣方式，在浇筑腹板中、下部时，以附着式振动器的侧向振捣为主，φ30 mm插入式振捣为辅;在浇筑腹板上半部时，以插入式振捣为主，附着式振动器振捣为辅。特别是锚下混凝土要振捣充分，保证锚下混凝土绝对密实。振捣棒振捣应遵循“紧插慢拔”原则，振动棒插入到拔出时间控制在20 s～30 s内，振捣至混凝土不再下沉，表面平坦泛浆、不冒气泡为止;马蹄上口斜面宜作为混凝土分层控制高度，以利排气。

2)梁体表面、挡碴墙等位置有孔洞。

混凝土孔洞是指局部或全部没有混凝土的较大空隙，规定深度不大于30 mm，长度不大于50 mm[1]。

对于挡碴墙根部产生的孔洞，主要是由于振捣不足造成的。该制梁场在开始施工时并未按照批准的施工方案进行施工，而改变施工顺序，先将挡碴墙浇筑完毕，最后浇筑桥面板。而浇筑桥面板时的振捣又导致挡碴墙根部浆体流动。梁体产生孔洞的主要部位是端部N1锚穴下，由于漏浆造成。

为防止挡碴墙根部孔洞出现，浇筑完成梁体中下部以后，改变浇筑顺序，浇筑桥面板时分两次投料。第一次投料由挡碴墙处放下，振捣棒振捣使挡碴墙内混凝土不再下沉，然后进行第二次投料。第二次投料在桥面板，并进行振捣，待桥面板浇筑完成后，再进行挡碴墙浇筑。这样就避免了振捣桥面板时导致挡碴墙混凝土分层、漏浆。浇筑梁体时，在浇筑锚穴位置时投料要慢，同时加强振捣。混凝土要分层下料浇筑，浇筑分层厚度要控制好，不能超过振捣器的振捣半径，且要保证振捣上层混凝土时振捣棒插入下层混凝土至少50 mm，使上下层结合成一体。

3)梁体表面有硬伤掉角。

梁体表面的硬伤掉角主要出现在梁体端部N1，N2锚穴间，横隔板锚穴处，挡碴墙下缘，移梁吊点处。

梁体表面的硬伤掉角主要是由于拆模不当，模板与梁体发生撞击、拖拽、挤压所造成的。其中，拆模过早造成的硬伤掉角现象比较严重。由于模板与梁体接触面比较复杂，接触角度变化大，拆模时模板会对梁体混凝土结构发生碰撞，若混凝土强度未达到规定值(25 MPa)而强行拆模，势必对其造成影响。所以要保证拆模时混凝土强度达到规定值。其次，在拆模过程中，由于工人操作不当也会形成硬伤掉角。在横隔板外露钢筋处由于模板对钢筋的侧向拖拽使横隔板边缘掉角。所以，在拆模过程中要严格按操作规程作业，杜绝野蛮施工。

4)梁体表面有粘皮现象。

梁体表面的粘皮现象经常出现在挡碴墙侧面，梁体侧表面及桥面板下侧也时有发生。T梁出现粘皮是由于模板长期不打磨清理，模板表面的混凝土残余积累到一定程度就会造成粘皮。要杜绝粘皮现象，就要保证模板清理干净，拆模后对粘在模板上的混凝土残余要及时打磨清理，并涂刷适量脱模剂。一般情况下，每次拆模后都要对模板进行清理，模板使用几次后就要进行一次彻底打磨。

4 张拉

对预应力混凝土铁路桥简支T梁来说，张拉施工是一道关键工序，分初张拉和终张拉。当混凝土强度达到初张拉强度(33.5 MPa)时进行初张拉，顺序为:N2，N2'，N5，N6，N7，初张拉后将 T 梁移到存梁区。当混凝土强度达到终张拉强度(58.5 MPa)，弹性模量达到36 GPa，龄期不少于14 d时进行终张拉，顺序为 N3，N6，N1，N1'，N4，N5，N7，N2，N2'。

经过近两年现场施工观察，张拉过程中容易出现的问题是两端张拉不同步，当张拉力达到规定值时，两端伸长量就难以控制在允许误差(±6%)范围内。滑丝、断丝现象极少发生。为减少误差应做好以下工作:1)控制千斤顶加速度，使其保持相近;2)减小每次加载值，增加加载次数。经过调整，伸长量控制在允许误差内。初期施工中，由于在预应力孔道穿钢绞线是一根一根人工作业的，钢绞线在预应力孔道内产生缠绕现象，不能保证两端在相对应的锚具孔内穿过。在张拉过程中钢绞线瞬间绷紧与管道壁发生剧烈碰撞，产生巨大的响声。为解决此问题，将同一孔道钢绞线编为一束，同时穿入，可采用卷扬机进行引拉，也可采用人工传入。不建议采用机械送入。因为钢绞线是凭借穿送机牙口对钢绞线的咬合力传入的，穿送机牙口易对钢绞线造成切口破坏，影响其使用寿命。

5 压浆

压浆的目的是防止预应力钢绞线的锈蚀，使预应力钢绞线同结构混凝土粘结成整体，填充孔道的空间以防积水和冰冻。管道压浆采用真空辅助压浆工艺，在终张拉完毕48 h内进行[2]。

压浆施工过程中常出现的主要问题是预应力孔道注浆不密实，是指水泥浆从入口压入孔道后，前方通气孔或观察孔不见有浆水流过，或溢出的浆水稀薄。钻孔检查发现孔道中没有缝隙，甚至没有灰浆。

造成上述现象的主要原因是灰浆配制不当，使得流动度过小。浆体流动度要求在(18±4)s之间，若小于14 s，则说明配制浆体稀，不能满足使用要求。施工中使用的是数控压浆台车，按设置好的配比进行浆体配制，减少了人工配制产生的误差。灰浆在终端溢出后持荷时间不足会造成注浆不密实。T梁在一端注浆，在另一端用真空泵辅助，当另一端流出浆体符合要求时关闭阀门，注浆端则保持 0.5 MPa～0.6 MPa的压力，但不得高于0.6 MPa。观察压力表，当压力不足时补充适当压力。当压力表读数不再变化时可关闭压浆端阀门。当锚具封堵不严密时会有浆体流出，从而不能正常持压。锚具封堵水泥应做密实，使用压浆盒做封堵的，压浆盒应与锚垫板连接牢固，中间不得有缝隙。

6 封锚

当压浆结束凿除封堵后可进行封锚施工。封锚前应将封锚处混凝土凿毛，并对锚具进行防锈处理。封锚混凝土易产生塑性变形造成与原混凝土之间有缝隙的现象，应在混凝土初凝前重新捣固，使其与原混凝土之间达到密实效果。

7 结语

采取以上措施对铁路预应力混凝土T梁质量进行控制，T梁质量明显提高。T梁预制过程中的每一个施工工序都是非常重要的，T梁施工具有工艺性强、技术性高的特点，质量控制受到多方面因素的影响，尤其是人为因素。对于施工过程中常见的问题，如果控制不好，就会造成严重后果。只有对梁场实行标准化管理，对T梁预制全过程进行严格的质量控制和科学管理，才能确保预应力混凝土T梁的施工质量。

[1] TB/T 3043-2005，预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁技术条件[S].

[2] TB 10424-2010，J 1155-2011，铁路混凝土工程施工质量验收标准[S].

[3] 铁道部令第25号，铁路建设工程质量管理规定[S].