邛名高速南河特大桥“T”型梁后张法预制施工技术

蒋　冬

(中国水利水电第七工程局有限公司，四川 成都　610081)



邛名高速南河特大桥“T”型梁后张法预制施工技术

蒋冬

(中国水利水电第七工程局有限公司，四川 成都610081)

摘要：南河特大桥整座桥梁位于半径为5 000 m的平曲线上，造成同跨梁体长度不一致；同时，设计单位对T梁端头采用了二期混凝土进行封锚处理，该设计方式使T梁端头极易形成错台等质量缺陷；另外，T梁端头处理不好极易出现剪切裂缝等质量缺陷。为此，解决上述设计缺陷及施工中的常见质量问题就显得非常必要。针对上述问题提出了切合实际的解决方案并予以实施，取得了较好的效果。

关键词：南河特大桥；“T”型梁；预制技术

1工程概述

S8邛崃至名山高速公路南河特大桥位于邛崃市白鹤乡。南河特大桥是邛名高速公路的控制性工程之一，起止桩号为：K10+478.75～K11+745.81，设计长度为1 267.06m。上部由42孔30m结构简支桥面连续T梁组成，全桥共预制T梁425片。

南河特大桥T梁长度为30m，高2m，梁与梁之间间距为2.5m，中梁和边梁翼板宽度分别为1.8m及2.02m，翼板及横隔梁间留有0.7m的横向湿接缝。预制T梁顶面设计有2%的横坡，路面横坡通过支座垫石高差形成。

2施工准备工作

2.1预制梁场的布置

图1　预制梁场布置图

预制梁场是T梁加工生产的地方，根据桥梁施工特点和南河特大桥的地形条件，我们将南河左岸K10+070～K10+480路基段(即0#桥台后侧)布置为预制梁场。为确保预制场的场地宽度、便于运梁炮车方便运梁上桥，将该路基段填筑至路基顶面并做统一平整处理。后场主要布置拌和系统、砂石料仓、钢筋及钢绞线加工车间等，前场主要布置预制台座、运梁通道及两台净跨径为20m、载重能力为75t的龙门吊车。具体布置情况见图1。

2.2梁体台座布置要点

梁场共设置28个T梁台座，供梁体预制和存梁用，不单独设置存梁区。T梁台座沿路基中线分左右两侧布置，每侧两行，台座间横向间距为4m，纵向间距为40m，第一排台座距离南河桥0#桥台10m。

为确保梁体在张拉后台座两端不出现沉降变形甚至裂缝，在台座两端头位置浇筑3.3m(长)×1.5m(宽)×0.5m(厚)的钢筋混凝土墩进行结构加强，台座设计为40cm(宽)×30cm(高)的C25钢筋混凝土，布置4根30m长的φ12钢筋，箍筋为φ8@20cm。台座顶面和两侧必须平整光滑，以保证侧模的安装就位和T梁底的平整度。

根据技术规范要求，T梁台座在跨中必须设置预拱度，边梁预拱度为-35mm,中梁预拱度为-30mm,由梁体中部向两端渐变并按二次抛物线布置。假设梁体跨中预拱度为A(mm)的话，则预拱度的方程式为：Y=A/225×X2-A (式中X以m计，Y以mm计，见图2)。

计算结果见表1。

图2　梁体预拱度简图

3T梁后张法预制施工

表1　中、边梁台座反拱度设置表

T梁预制工艺流程为：梁肋及隔板钢筋绑扎→穿波纹管、钢绞线、埋设埋件→立模板、模板加固→翼板钢筋绑扎→验收→混凝土浇筑→拆模养护→张拉→灌浆→封锚→验收后移运。

3.1定型钢模板加工及安装

T梁定型钢模采用由专业钢模生产厂定制加工而成，其中钢模面板采用5mm厚A3钢板，加劲肋采用槽钢焊制，同时对每一块定型钢模进行编号以确定其拼装位置，以免拼装时出现错误。

模板拼装前须经过检查验收合格后才能使用，模板拼装时在节间夹一层1cm厚的橡胶海绵，并用螺栓拧紧防止漏浆。在安装吊运时，人工配合龙门吊进行，用φ20的对拉螺杆进行模板固定，保持模板的空间宽度。安装端头模板时，必须保证锚垫板垂直于管道轴线。

3.2钢筋制安及波纹管安装

每批次钢筋到场后均按设计规范要求进行抽检，合格后才能使用。钢筋在加工车间按设计尺寸下料、弯制、加工成型运至现场进行安装。

波纹管从专业生产厂家购买，尺寸必须符合设计及规范要求。安装波纹管前用φ8的钢筋制作成“井”字架按设计要求准确地定出波纹管的位置。安装连接波纹管时，用接头管连接并用胶带密封，防止浇筑混凝土时漏浆堵塞预应力孔道，相邻波纹管接头相互错开至少30cm。

3.3混凝土施工应注意的问题

南河特大桥预制“T”梁混凝土设计强度为C50，其属于高标号混凝土，为确保混凝土施工质量，应重点注意以下几方面工作。

(1)原材料及配合比选取：在进行水泥、砂石等原材料选料时，严格按规范要求进行，做到不符合要求的材料不许进场；在进行混凝土配合比选取时，在多组配合比试验中择优选取，并取得设计及监理工程师的确认。

(2)混凝土的拌制：为确保混凝土拌制质量，拌和站采用自动计量系统进行砂石料配料，采用带计量器的螺旋输送泵输送水泥，采用时间继电器进行水量控制。

(3)混凝土浇筑顺序：混凝土的浇筑由梁体一端向另一端分台阶进行浇筑，每个台阶长度宜控制在2～3m左右。混凝土的浇筑分四层进行，分层厚度为50cm。浇筑混凝土的顺序为先浇筑梁肋底部、再浇筑端横隔板和肋板、最后浇筑翼板。

(4)混凝土振捣：采用在定型钢模肋板两侧安装附着式振捣器结合软轴振动棒的方式进行振捣。在浇筑过程中，软轴振动棒的移动间距不超过其作用半径的1.5倍，与模板保持5～10cm的距离，并插入下层混凝土5～10cm。每一处振捣完毕后边振边缓慢提出振捣棒，避免振动棒碰撞模板、波纹管、钢筋及其他预埋件。对于边角处等振动棒难以到达的部位，采用附着式振捣器进行振捣。

(5)混凝土的养护：在混凝土浇筑完毕1h后，表面用湿麻袋覆盖，避免阳光直射。混凝土初凝后开始洒水养护，养护洒水的间隔时间以保持混凝土表面潮湿为宜。根据相对湿度，连续洒水养护7～14d。

(6)模板的拆除：当混凝土浇筑完14h后，根据现场气温决定拆除模板的最佳时间。模板的拆除由梁的一端向另一端进行，先拆除模板上的对拉螺杆，然后逐块拆除模板上的螺栓。模板拆除后，将每块模板吊至安装地点。

3.4预应力系统及T梁张拉

梁体预应力所用的材料如钢绞线、锚具、夹片、锚垫板等必须先通过有关试验检测，合格后才能使用。

3.4.1钢绞线的制作与切除

钢绞线在下料前先准确计算并实测每个孔道的长度，然后两端各加上千斤顶的工作长度(70cm)作为钢绞线的下料长度，以免造成浪费。

钢绞线的加工切断采用φ300砂轮切割机，不能使用电弧焊和氧焊切割，防止因温度过高而使钢绞线脱锚。切除时，用湿毛巾盖住锚具和钢绞线，使切割时产生的热量不传到钢绞线的受力部分。一般切口至锚具端部控制在50mm。

3.4.2施加预应力前的准备工作

(1)压梁体混凝土试块，检查梁体混凝土是否达到设计强度的85%。

(2)千斤顶校正系数应不大于1.05级，其校正有效期不超过一个月。油压表精度不低于1级，其校正有效期不超过一周。

(3)先用高压水冲洗预应力孔道，再用高压风清除孔道内的积水和污物，然后穿钢绞线。

(4)对所用的钢绞线、锚具、夹片在使用前先进行外观检查，确保无损伤、无扭结或未粘有污物。

3.4.3T梁张拉顺序

为保证梁体预应力钢束张拉质量，采用张拉应力和伸长值双控制，即采用应力控制方法张拉，以伸长值进行校核。张拉控制应力σcom=0.75；fpk=1 395MPa。当预制T梁混凝土强度达到85%设计强度后方可张拉，且需两端同时张拉，张拉顺序为：N1→N2→N3。张拉程序：0→初应力(10%σcom)→20%σcom→量伸长值→σcom(持荷2min锚固)，在张拉力达到σcom时测定伸长量，实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。

注：σcom=0.75，fpk=1 395MPa(fpk为标准抗拉强度，fpk=1 860MPa)。

3.4.4T梁张拉

张拉前，首先检查钢绞线束的外露长度，并对其进行调整；对锚垫板进行清理，重点是波纹管及注浆孔的清理并按下列程序进行施工。

(1)理论伸长值计算，后张法预应力束张拉时理论伸长值△L(cm)计算公式如下(参见公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000)：

△L=PPL/APEP

(2)除去锚垫板、喇叭口内、波纹管内的残余混凝土，装上工作锚圈、夹片，锚圈锥孔、夹片必须清洁，钢绞线、锚圈及夹片上不允许有浮绣、油污及混凝土等杂物。

(3)安装限位垫板，吊装千斤顶，安装锚具。

(4)开动高压油泵，使千斤顶张拉油缸进油——张拉。分级张拉时记录每级张拉的油压和钢绞线伸长值。

(5)达到设计应力后持荷2 min，缓慢释放油缸压力至零，钢绞线则自行整齐地锚固在锚具内。

(6)移走张拉设备，切除多余的钢绞线，24 h内完成管道压浆工作。

3.5压浆与封锚

(1)张拉完毕后要尽快压浆，压浆前应清除孔道内的积水。

(2)水泥浆水灰比不能大于0.45，浆体最大自由膨胀量不能大于10%。

(3)灰浆中宜掺用起缓凝、减水作用的外加剂，但不得掺加氯盐或其它对钢筋有腐蚀作用的外加剂。

(4)温度低于0 ℃时，孔道内不得有积水，温度低于+5 ℃时或高于+32 ℃时，不得进行孔道压浆。

(5)水泥浆应搅拌均匀，先加水后加水泥，机械拌和时间不能少于2 min。水泥浆放入压浆罐时应进行过滤，过滤网孔格不得大于2.5 mm×2.5 mm。

(6)压浆顺序为先下后上，如有串孔现象发生时，所有串孔应同时压浆。

(7)由一端进行压浆，将压力控制在0.5～0.7 MPa之间，当水泥浆从另一端流出且与规定的稠度相同时，立即封堵排气孔并关闭远端的阀门，继续持压10 s，再继续持压不少于2 min，关闭注浆端阀门，停止注浆。

压浆完毕，将锚具周围冲洗干净，按设计要求浇筑封锚混凝土，随后对封锚混凝土进行良好的养护以减少收缩，防止其与梁体间出现裂缝。

4施工中存在的问题及采取的处理措施

(1)同跨梁长度不等的处理。

原因分析：由于南河特大桥位于半径为5 000 m的平曲线上，从而造成同跨梁体长度不一致，其中梁体最短为29.87 m, 最长为30 m。

处理措施：采用调整端头模板位置来调整梁体长度，并对同跨T梁进行编号，以确定其安装位置。

(2)T梁二期封锚处理。

原因分析：T梁端头原设计采用二期混凝土封锚，但根据以往经验，如果采用二期混凝土封锚，梁端易出现错台等质量缺陷而造成外观质量差。

处理措施：将梁端二期封锚改进为梁端一次浇筑成型，即只在梁端面预留锚圈槽口，待孔道压浆完成后用细石混凝土将锚圈槽口封堵即可。

(3)梁体端头剪切裂缝的处理。

原因分析：梁体张拉前重量是均匀的作用于台座上，张拉后梁体由反拱变为正拱，即跨中脱离台座变为梁端两支点受力，在剪力作用下梁体端部会出现剪切裂缝。

处理措施：在安装端头模板前，在梁端预埋钢板与端头模板间铺一层厚度为1 cm的珍珠泡沫板或油毛毡，这样，梁体在张拉后将由梁端预埋钢板受力而不会出现剪切裂缝。

5结语

邛名高速南河特大桥梁体从2009年1月开始施工，同年12月底完成全部施工任务。无论是施工自检，还是监理或中心实验室抽检，425片T梁全部评定为优良。不仅如此，通过上述看似简单的技术方案的改进，使南河特大桥预制T梁真正做到了“内实外美”。截止目前，邛名高速通车已接近5 a，南河特大桥工程没有出现任何质量问题。

蒋冬(1974-)，男，四川资中人，工程师，从事水电工程施工技术及管理工作.

(责任编辑：李燕辉)

第二十次中国水电设备学术讨论会召开

10月15～16日，第二十次中国水电设备学术讨论会在成都召开。会议围绕大型水电机组的设计、研制和运行等相关技术问题开展了交流和探讨。来自中国水力发电学会、水电规划设计总院、三峡集团、中国水科院、水利部机电研究所，中国电建集团、长江设计院、东方电机公司、哈尔滨电机公司和清华大学、武汉大学、河海大学、哈尔滨工业大学等相关科研院所、高校和水电企业的近150名专家和代表参加了讨论会。本次讨论会分别安排了专题报告、主题发言、论文交流和分专业讨论等技术交流活动。为期两天的会议里，与会专家和代表围绕水电机组的设计、研制、安装和运行这一主题，从水力设计与选型、水机设计与制造，电机设计与制造、试验研究、稳定运行，水电机组安装与运行等多个方面开展了广泛深入的交流和探讨，学术氛围非常浓厚。本次讨论会对于加强产学研相结合，促进我国水电设备设计与研制技术的进步与创新，推动我国水电事业的建设与发展具有重要的作用和意义。本次讨论会由中国水力发电工程学会、电机工程学会、动力工程学会相关专业委员会和三峡集团共同主办。

收稿日期:2015-10-20

文章编号:1001-2184(2015)06-0036-04

文献标识码:B

中图分类号:TV52;TU7；[TU997]

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