特殊条件下预应力混凝土T梁预制架设施工工艺

杜 洪 亮

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司， 四川 成都 610072)

1 概 述

某引水式水电站的厂房设计位于河心洲两股中较大的分汊河道上，即：将厂房基础设于该河道上，并将原有较小河道进行适当清理用以疏导电站建设期的洪水及运营期的生态流量。该水电站进厂交通公路上的一座桥梁桥址位于河心洲的一股较小的分汊河道上，枯水期水深约1.0 m，河心洲及桥址河道内分布有砂卵砾石。

该桥全长44 m，桥跨布置1～30 m后张法预应力简支T梁。桥面宽为：净4.0 m(行车道)+2×0.5 m(防撞护栏)=5.0 m。全桥由一片中梁、两片边梁组成，梁片之间的湿接缝宽度为0.5 m。桥梁梁底与河床顶面设计净空为3.8 m。

由于建设规模小，工期紧张，且位于偏远山区，场地条件较差，因而使用大型机械设备非常不经济。为了减少预应力张拉对支座的影响，合理布置T梁预制场地及确定T梁架设方案成为项目顺利展开的关键。桥位平面布置见图1。

图1 桥位平面布置示意

2 T梁预制施工

2.1 预制场地布置

由于施工期为枯水期，且桥跨河道为非主河道，所以在对主河道进行疏导后将桥址处河道临时截流，作为桥梁预制场地，仅利用疏导后的主河道过流。

修筑完两岸桥台后，在桥址处河道回填砂卵砾石分层碾压至一定高度；其次，将回填场地表面用15 cm厚C20混凝土进行硬化，并作为台座基础，在支座垫石对应位置处立模板，布置钢筋，浇筑C25混凝土为台座。其线形与梁底一致，并在支座垫石上铺临时模板，模板高程比支座顶面高程高2 cm。台座宽度比设计梁底宽度少10 mm，以抵消混凝土涨模系数，台座内预留拉杆孔，并在跨中位置设3 cm的反拱，其他位置按二次抛物线分配。

2.2 施工工艺

2.2.1 模板支架施工

由于本桥是在桥位(桥台)处预制，模板将通过梁片间的湿接缝宽度进行安装和拆除，故采用木模板及人工搬运方式进行装拆。

台座可以作为底模，在台座顶面涂脱模剂以代替底模。侧模由竹胶板侧板和方木竖向水平肋组成。侧模板采用三层对拉螺栓固定。端模主要由紧贴T梁锚垫板的端面板构成，与侧模连接成整体。支架由斜撑和竖直撑组成。模板加肋及支架支撑间距由计算或经验确定。为了防止梁体张拉对支座造成影响，本施工工艺后期需要用千斤顶支撑梁片架设，在征得设计等各方同意后，将边梁端横隔板外多预制半块横隔板。

2.2.2 钢筋、预应力钢绞线及波纹管施工

(1)钢筋加工。根据图纸及相应施工规范要求，按照部位、钢筋种类、形状等计算钢筋下料长度并弯制挂牌备用。钢筋存放场地必须整洁、防潮。

此外，由于梁片间湿接缝仅为50 cm，且原设计横隔板钢筋为Φ25，为方便模板拆除及架设，经设计变更后将其等强度调整为Φ12，且将边梁梁段横隔板钢筋制作成梁轴线对称。

(2)钢绞线加工。根据图纸的孔道长度及现场选用的锚夹具厚度、千斤顶长度、冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值和外露长度计算确定钢绞线下料长度。

(3)钢筋绑扎及管道预埋。在台座上对钢筋位置进行放样并做标记，首先布置绑扎“马蹄”钢筋；其次绑扎腹板钢筋、放样波纹管定位钢筋，钢筋焊接牢固；再次，穿入波纹管、焊制固定钢筋环；最后，绑扎T梁端头钢筋及布设顶板翼板钢筋。

(4)锚垫板安装。锚垫板安装时灌浆口应位于上部，以利于后期补浆；锚垫板必须保证与孔道垂直，以满足设计要求；锚垫板喇叭口与孔道连接处用塑料胶带严密缠裹，以防止T梁梁体浇筑时混凝土浆液进入管道堵塞，导致后期不能正常灌浆；端模板安装时，用定位螺栓将锚垫板可靠固定在模板上。

(5)钢绞线编束及穿束。钢绞线编束时，不得扭结，并保证同一根钢束编号一致。穿束时，应将钢绞线端头用水泥袋纸等包裹，钢束每隔1～1.5 m用塑料胶布缠裹，保证其整体性，对于本桥较短钢束，可采用人工从一头向另一头穿束。

2.2.3 T梁混凝土的浇筑施工

在浇筑混凝土之前，要注意预埋边梁防撞护栏预埋筋、伸缩缝预埋筋等。

T梁均采用C50混凝土，配合比要求较高，故本桥采用有资质的商品混凝土公司的成品混凝土。混凝土浇筑采用水平分层浇筑，每层厚度控制不大于30 cm。浇筑顺序纵向为：从一端向另一端；竖向顺序为：先“马蹄”，再腹板，最后翼板。单片梁应连续浇筑，一次成型。混凝土的振捣以附着式振捣器为主，以插入式振捣器为辅。

2.2.4 施加预应力

当同条件养护的试件强度达到设计要求时便可以进行预应力张拉。

(1)张拉程序。按设计要求每片梁3束钢绞线的张拉顺序为100%N1-50%N2-100%N3-100%N2。初始应力取张拉控制应力的10%，根据设计图中的张拉控制应力计算拉力值。

(2)张拉机具设备选择与安装。预应力筋张拉采用穿心式双作用千斤顶，千斤顶的额定张拉力宜选择所需张拉力的1.5倍，且不得小于1.2倍，与千斤顶配套使用的油表，其最大读数宜为张拉力的1.5～2.0倍。在张拉前，应对千斤顶和油表配套校验，确定张拉力与油表之间的关系曲线。

千斤顶安装时，工具锚应与工作锚对正，不得出现钢绞线错位、扭绞的情况。张拉时应保证“三同心，两同步”，即：千斤顶、钢绞线和锚具的中心位于同一条直线上，两端同步张拉。

(3)张拉应力控制。设计图要求预应力张拉以应力控制，伸长量校核。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。

预应力张拉时，应先调整到张拉控制力的10%，以消除钢绞线的松弛状态，此时可在钢绞线上划一记号作为伸长值参考点，并检查钢丝有无滑动。继续张拉直至张拉控制应力，持荷5 min，待控制应力处于稳定状态下时进行锚固。张拉结束后，用方木将梁片两边分别支撑。

(4)孔道压浆及封锚。预应力张拉锚固后，尽快对管道进行清理，切割锚具前端钢绞线及封堵工作锚周边缝隙，之后及时进行压浆作业。

浆液采用42.5级普通硅酸盐水泥和压浆剂配制而成。压浆的压力取0.5～0.7 MPa。压浆的充盈度达到孔道另一端饱满且有浓浆冒出，并闭出浆口后，再保持4 min 0.5 MPa的稳定期，压浆结束后，按设计图纸中梁段尺寸进行封锚。

2.2.5 施工要点

(1)模板制作时应保证接缝严密，确保在振捣混凝土时不发生漏浆；

(2)模板安装完毕后，应对其平面尺寸、几何形状、节点连接及可靠性进行检查；

(3)预应力管道必须严格按照设计及验收标准的规定制作检查管道坐标，且波纹管无破损且接头牢靠；

(4)保护层砂浆垫块制作时应预埋钢丝，方便固定位置，且厚度满足设计和规范要求；

(5)浇筑混凝土前应进行会签；

(6)混凝土浇筑过程中，应随时指派专人检查模板是否变形，随时调整螺杆，保证预制梁体尺寸；

(7)锚垫板锚固区应适当放慢混凝土浇筑速度，并适当加强振捣；

(8)由于工程区昼夜温差较大，混凝土养护期内夜间注意采取保温措施；

(9)模板应在混凝土强度能够保证其表面及棱角不受损时方可拆除。

3 T梁架设

3.1 恢复河道

待注浆试件达到设计强度后，便可进行桥下台座地基的挖除，即恢复河道。挖除时应选择技术熟练的挖掘机操作手，并派专人手持对讲机辅助观察，以防止挖掘机碰到T梁梁片。其中局部应采用人工进行清理。

3.2 落梁施工

河道恢复后，用两台机械千斤顶安放于T梁端横隔板下面，同步顶升梁片。梁片顶升1.5 cm左右后，取出支座垫石上模板，放入支座，最后调整千斤顶将梁片缓缓放在支座上。依次将每个梁片放下至支座顶面。整个过程均应调整方木的位置以控制梁片的最大位移。

待全桥梁片均落至设计高程后，采用吊篮法进行横隔板模板安装及钢筋绑扎，之后绑扎湿接缝钢筋，最后浇筑湿接缝及横隔板混凝土。

施工要点：

(1)落梁千斤顶应使用可控制降幅的机械千斤顶；

(2)千斤顶升降过程中必须严格控制两台千斤顶同步。

4 结论及建议

本桥施工充分考虑了现场的实际特点，制定了专门的施工方案，取得了较好的效果。

在场地受限、桥址偏僻地区的桥梁施工采用传统方法无法实施或不经济时，可采用此法施工。

参考文献：

中交第一公路工程局有限公司.(JTG/T F50-2011) 公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2] 范立础.桥梁工程[M]. 北京：人民交通出版社，2001.