铁路T梁关键工序施工工艺浅析

杨福国

（中铁二十局集团第四工程有限公司，山东 青岛266061）

1 T梁模板

模板质量的好坏，将直接影响T梁的外观及实体质量。通常分为底模、侧模、端模，施工中采用侧包底、端包侧的拼装工艺。要求尺寸准确、接缝严密、支撑稳固。

1.1 底模

铁路T梁属全预应力梁，在设计底模时必须设置反拱。底模基础应坚实稳固，不得下沉或变形，使用过程中随时检测。对于软弱地基，端头采用钻孔灌注桩，中间采用扩大基础及在基础底用砂卵石换填。

1.2 侧模

侧模分节段加工，考虑混凝土受力后压缩，每节段侧模均需预留压缩量及设置反拱。各种折角宜加工成圆弧状，隔板位置做成上宽下窄、内宽外窄，模板接缝采用平缝拼接，以利于拆模。准确定位各种预留孔、预埋件位置，合理布置附着式振捣器底座。

1.3 端模

预应力锚穴定位均设置在端模上，其尺寸、角度影响T梁的实体质量及使用寿命，对端模板锚穴端面的前倾角进行单独验收，严格检验，以保证锚板端面与预应力管道垂直。

2 混凝土施工

2.1 混凝土拌和

T梁混凝土属高性能混凝土，其配合比、原材料均需经严格检验，合格后方可使用。混凝土拌和采用有自动计量功能的强制式拌和机，其进料误差、拌和时间要能存储并打印。

搅拌混凝土前，严格测定粗细骨料的含水率，准确测定因天气变化而引起的粗细骨料含水量变化，并按实际测定值调整用水量及砂石骨料用量，及时调整混凝土施工配合比。

夏期搅拌采用砂浆包裹法，先向搅拌机投入河砂、水泥、矿物掺和料和外加剂，搅拌均匀后，再加入所需用水量，待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，并继续搅拌至均匀为止。每一阶段的搅拌时间不少于30s，总搅拌时间不少于120s，也不能超过180s。

冬期搅拌混凝土前，需先经过热工计算，并经试拌确定水和骨料需要预热的温度，以满足混凝土最低入模温度5℃以上的要求。此时拌和投料顺序为先向搅拌机投入河砂和碎石，搅拌30s，再加入所需用水量搅拌30s，最后投入水泥、粉煤灰和外加剂继续搅拌。

2.2 混凝土性能检测及试件制作

在浇注混凝土过程中，要取样进行温度、坍落度、含气量、泌水率、坍落度扩展度的检验,同时按要求取样制作混凝土强度、弹性模量试件，混凝土强度试件在浇注总盘数中均布取样，弹性模量试件随机在同一盘中取样。

2.3 混凝土浇注

梁体混凝土浇注必须按照斜向分段、水平分层、连续浇注、一次完成的原则进行浇注，浇注时间控制在3.5h以内。梁体混凝土浇注顺序为：下翼缘→肋板→桥面板→挡碴墙。混凝土从一端向另一端对称进行浇注，当浇注到距离另一端6～8m时，则从另一端开始向相反方向浇注，然后合拢。浇注时明确结构分段分块的间隔、浇注顺序。混凝土每层的摊铺厚度不大于30cm。

2.4 混凝土振捣

T梁底下翼缘、倒角混凝土以附着式振动器振捣；肋板混凝土采用高频振捣器为主插入式振捣棒振捣为辅；桥面板混凝土采用插入式振捣棒振捣；挡碴墙处采用插入式振捣棒振捣。振捣原则：侧振为主，棒插为辅。

浇注T梁下翼缘倒角混凝土及预应力孔道以下位置时，开动浇注部位的高频附着式振动器组（三个为一组，连续开启时间约60～90s）。

浇注T梁腹板预应力孔道以上混凝土时，此时停止开动附着式振动器，避免扰动腹板下半部分已振捣密实的凝混凝土。振动棒插入下层混凝土深度5～10cm，禁止振动棒接触抽拔橡胶管及预埋件。棒插速度要求快插慢拔，拔插间距为200mm。振捣至混凝土无气泡、无下沉、表面泛光为止。

浇注T梁桥面板混凝土时，插入式振动棒捣固密实。人工找平顶板，保证顶板厚度、平整度、坡度。施工过程中安排专人检查模板是否有变形、移位和漏浆，发现问题及时处理。

混凝土振捣注意事项：混凝土振捣时避免碰撞模板、钢筋和预埋件。混凝土浇注过程中，随时对混凝土进行振捣并使其均匀密实。混凝土较粘稠时，需加密振点分布。混凝土振捣过程中，避免重复振捣，防止过振。加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，防止在振捣混凝土过程中产生漏浆。

采用插入式振捣棒振捣混凝土时，使用的高频振捣棒的作用范围分别为：φ50mm棒30cm，插入式振捣器的移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土内的深度为5～10cm，与侧模应保持5～10cm的距离。当振动完毕需变换振捣棒在混凝土拌和物中的位置时，边振动边竖向提出振捣棒，不得将振捣棒放在拌和物内平拖。不得用振捣棒驱赶混凝土。

对于T梁腹板与下翼缘，端头部分、预应力筋锚固区以及接(头)缝处等其它钢筋密集部位，应加强振捣。挡碴墙内侧桥面板混凝土振捣完成后，应用人工进行精密整平压实；人工抹面后及时上铺薄膜，以避免风吹裂纹。抹面时严禁洒水，并应防止过度操作影响表层混凝土的质量。

2.5 混凝土养护

浇注完成采用蒸汽养护时，分静停、升温、恒温、降温四个阶段。

静停阶段：环境温度不低于5℃，冬季可以通少量蒸汽达到。浇注完4h后升温，升温阶段：升温速率控制在10℃/h，整个阶段持续3～4小时使棚内环境温度达到35～45℃。恒温阶段：保持环境温度控制在35～45℃并持续20～32小时；降温阶段：整个降温阶段控制在4～5个小时，降温速率控制在10℃/h。当降温至梁体温度与环境温度之差不超过15℃时，撤除养护罩。T梁养护棚内降温较慢时，适当采取通风措施。

蒸汽养护定时测温，并作好记录。热偶式温度感应片布置在肋板跨中、靠梁端1～2m处。整个养护过程由专人测温，分别对养护棚内和环境温度进行监控。恒温时每小时测一次温度，升、降温时每30min测一次，防止混凝土裂纹产生。监测混凝土芯部温度是否超过60℃，个别最大不得超过65℃；梁体芯部与梁体表面、梁体表面与环境温度不得超过15℃。蒸汽养护结束后，要立即进入自然养护，时间不得少于14d。

浇注完成采用自然养护时，梁体表面采用上铺土工布或麻袋覆盖，并上铺一层塑料薄膜，梁体洒水次数应以能保持混凝土表面充分潮湿为度。当环境相对湿度小于60%，自然养护不应少于28d；相对湿度在60%不得少于14d。在任意养护时间，淋注于混凝土表面的养护水温度与混凝土表面温度差值不得大于15℃。当平均气温低于5℃时，采取保温措施，禁止对混凝土表面洒水。

3 预应力施工

3.1 制孔

预应力孔道采用定位网片定位、抽拔橡胶管成孔工艺。

预应力孔道定位网片在胎卡具上焊制，在绑扎梁体底腹板钢筋骨架时，将焊好的定位网片按设计位置安放，并与腹板、底板钢筋连接牢固。

底腹板钢筋骨架绑扎完毕后，沿定位网片孔位由下至上顺序穿入抽拔橡胶管；穿管采用前面一人牵引，后面有人推进的方法。抽拔管在梁体中接头部分采用镀锌铁皮包和胶带裹严，避免混凝土渗入造成堵孔。

3.2 成孔

在梁体混凝土初凝后终凝前(用手对梁体混凝土表面施压未见明显变形即可，此时混凝土强度一般在6～8MPa)进行抽拔橡胶管的抽拔，以不得损伤混凝土孔道壁且易拔出为原则。抽拔后混凝土孔道不得发生变形和坍塌现象。

利用卷扬机对橡胶抽拔管进行抽拔，一次抽拔不得多于2根，拔管时应将胶管抽拔端包裹麻布袋或其它织布品，避免钢丝绳划伤胶管。开始抽拔时，卷扬机速度应尽量放慢，快要出孔时速度也应尽量放慢，避免速度过快纲绞线芯棒击穿抽拔管，中间抽拔过程可以保持匀速。在抽拔过程中，若发现抽拔管断面异常紧缩时，要放慢抽拔速度，并立即采取单根抽拔。每次抽拔管抽拔时，应先抽拔出0.5m～1.0m，观察胶管表面带浆情况，以遇空气迅速变白为佳。抽胶管顺序应和梁体混凝土浇注顺序一致，并沿孔道轴线方向施力。胶管抽拔完后，应及时对孔道进行检查、整理，若孔道存在异常，及时研究处理措施。

3.3 穿束

钢绞线下料采用砂轮机平放切断。钢绞线切断前，端头须先用铁丝线绑扎，下料过程中先将切口处绑扎，再行切断。不得用电弧切断，不得经受高温焊接火花或接地电流影响，下料后钢绞线不得散头。钢绞线下料后，在自由放置的情况下对预应力钢绞线进行梳整、编束，确保钢绞线顺直、不扭转。每种长度规格的根数按技术部门下达的通知编束绑扎，绑扎时要使一端平齐向另一端进行，每隔1～1.5m扎一道铁线，铁线扣弯向钢绞线束内侧，编束后应顺直不扭转。绑束完毕后，按梁规格编号挂牌，防止错用。

钢绞线穿束前要清理管道，清除管道内杂物，保证穿束顺利进行，按照束号和孔号一一对应的方法进行穿束。穿束时，通过扎头将钢绞线束的接头与φ5钢丝相连，将一根φ5钢丝穿入管道内牵引，用卷扬机牵引将钢绞线束引入管道内，平顺地穿入管道内，两端外露长度要基本一致。同一孔道穿束应整束整穿。两批钢绞线当其弹性模量差值大于3GPa时不得穿入同一孔内。

3.4 预应力施加

预施应力按初张拉、终张拉两个阶段进行。

初张拉:当混凝土抗压强度≥33.5MPa时，进行初张拉。初张拉前应拆除模板，避免模板对梁体压缩造成障碍。张拉数量、张拉力、张拉顺序应符合设计要求。初张拉后，梁体即可移出台位。

终张拉:当梁体混凝土抗压强度≥58.5MPa、弹性模量≥36GPa且混凝土龄期不少于14天时，对预制梁进行终张拉。张拉数量、张拉力、张拉顺序符合设计要求。不同弹性模量的钢绞线用于同一片梁时在张拉通知单上要分别计算理论伸长量。

初张拉程序：0→0.2σK(测量油缸伸长量,工具夹片外露量)→初张拉控制应力（持荷2min保持压力，测量油缸伸长量、工具夹片外露量)→回油锚固

未经过初张拉的终张拉程序：0→0.2σK(测量油缸伸长量,工具夹片外露)→σK（持荷2min保持压力，测量油缸伸长量、工具锚夹片外露）→回油锚固

已经过初张拉的终张拉程序：0→初张拉控制应力(测量油缸伸长量,工具锚夹片外露)→σK（持荷2min保持压力，测量油缸伸长量、工具锚夹片外露）→回油锚固

预应力张拉采用两端分级加载、两端同时对称张拉（即两台张拉千斤顶同时工作），并保持两端的伸长量相差不超过10%。

张拉过程中出现以下情况之一的，需要更换钢绞线重新张拉:后期张拉时发现早期张拉的锚具当中夹片断裂的；锚环裂纹损坏的；钢绞线发生滑丝的。

张拉工序完成，在锚板口处的每根钢绞线做上记号，以便24小时后观察滑断丝情况。

3.5 滑丝与断丝处理

在张拉过程中发生滑丝时，应立即停止张拉，并将千斤顶与限位板退除后，在千斤顶与锚板之间安装上特制的退锚处理器，缓慢进行退锚张拉。退锚张拉应力大于原张拉吨位，借助张拉钢绞线束带出夹片，然后用小钢针(φ5mm高强钢丝端头磨尖制成)，从退锚处理器的空口处取出夹片，不让夹片在千斤顶回油时随钢绞线内缩。取完所有夹片，两端千斤顶回油，拔掉退锚处理器，检查锚板，重新装上新夹片，重新张拉。滑丝发生在张拉完毕锚固后，其处理方法同上，但退锚的力量应予控制。一般拔力略大于张拉力量，即可拔出。两端不能同时进行，为一端增压施拔时，另一端的千斤顶充油保险，待两端均拔完后方可卸顶，以保安全。

断丝多数发生于夹片范围内，主要原因是张拉锚固时没有对中。有时也在孔道内发生断丝，其主要原因是钢绞线本身有暗伤，断丝和滑丝的处理方法相同。

在处理滑、断丝时，钢绞线张拉应力不得超过钢绞线抗拉极限强度。

3.6 割丝

终张拉完成，24h后检查确认无滑丝、断丝现象，即可用手持式砂轮切割机在距离夹片30～40mm处将多余的钢绞线割断，但必须同时保证预应力筋端头保护层厚度不小于35mm。严禁用电弧、气焊切割钢绞线。

4 压浆、封端

4.1 压浆

管道压浆采用强度等级为42.5级低碱硅酸盐或普通硅酸盐水泥。

主要工艺流程：检查、清理管道→锚板上安装隔气砂浆罩→机械设备及相关部件安装→按配合比搅拌浆体→抽真空→灌浆→压浆完毕设备清理。

张拉完成后正式压浆前，检查清理管道。将锚头部位锚具与支承垫板接触面的缝隙、锚环与夹片间的钢绞线之间的间隙用砂浆塞严并固定。安装两端锚垫板上压浆孔联接管和联接阀。

搅拌：先在搅拌机中加入实际拌和水的80%，进行高速搅拌，再均匀加入全部压浆剂，边加边搅拌，然后加入全部水泥，搅拌2min，最后加入剩下的20%的水，继续搅拌2min(搅拌总时间不超过4min)。如果浆体表面气泡较多，则适当降低搅拌速度，搅拌完毕，略加放置，刮去表面的浮浆。将调好的水泥浆放入压浆罐，并检验搅拌罐内浆体流动度。压浆罐水泥浆进口处设2.0mm×2.0mm过滤网，以防杂物堵管。

抽真空时管道真空度稳定在-0.06～-0.08MPa之间，停泵约1min时间，若压力能保持不变，即认为孔道能达到并维持真空。准备压浆前，开启压浆泵，使浆体从压浆管中排出，以排除压浆管中的空气、水和稀浆。当排出的浆体流动度与搅拌罐中浆体的流动度一致时，开始压浆。浆体注满管道后，在0.50～0.60MPa下持压3min，压浆最大压力不超过0.60MPa。

压浆顺序：先下后上。首先由一端以0.6MPa的恒压力向另一端压送水泥浆，管道出浆口应装有三通管，当确认出浆浓度与进浆浓度一致时，若无漏浆则关闭进浆阀门卸下输浆胶管。压浆用的胶管一般不超过30m，若超过30m则压力增加0.1MPa。水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不超过40min。

4.2 封端

封锚混凝土采用补偿收缩混凝土，封端混凝土配合比可采用梁体配合比掺加膨胀剂。浇注梁体封锚混凝土之前，先将锚垫板表面的粘浆和锚环外面上部的灰浆铲除干净，并对锚圈与锚垫板之间的交接缝以及锚具、锚垫板表面及外露钢绞线用直接作用于防水层聚氨酯防水涂料进行防水处理。将锚穴口1cm以内范围内混凝土表面凿毛，凿毛以露出粗骨料为止且无光滑面。

封锚钢筋网片挂设：用一端带有螺纹的短钢筋安装于锚垫板螺栓孔，与锚穴内钢筋网绑扎在一起，以保证封锚混凝土与梁体连为一体。

封锚混凝土要加强捣固，要求混凝土密实，无蜂窝麻面，与梁端面平齐，封端混凝土各处与梁体混凝土的错台不超过2mm。拆除模板后用塑料薄膜覆盖进行养护，充分保持混凝土湿润，防止封端混凝土与梁体之间产生裂纹。养护结束后，采用用直接作用于防水层的聚氨酯防水涂料对混凝土接缝处进行防水处理。

5 结束语

工地预制铁路T梁，其原材料、工装、工艺选择均会影响实体及外观质量，通过生产过程控制及对缺陷的合理修补，从而提高梁体的实体及外形外观质量，延长使用寿命。施工中精心操作，严格质量检验，确保生产合格产品。

［1］TB/T3043-2005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/T3192-2008铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件[S].

［3］铁建设〔2010〕241号.铁路混凝土工程施工技术指南[Z].