高速公路T梁预制预应力施工技术要点分析

2021-01-08鲁成辉

工程技术研究 2020年23期

鲁成辉

（中交四公局第一工程有限公司，北京 100020）

随着经济的高速发展，我国交通事业也有了长足的进步，为了提升我国交通通行速度和安全性，国家越来越重视高速公路工程施工质量。而在高速公路施工中，桥梁作为跨越天然沟谷、河流与其他人工障碍物的重要结构物，是高速公路施工中不可或缺的组成部分。当前，在高速公路工程施工过程中，跨越一般障碍物的桥梁上部结构大多数情况下都选择使用预应力混凝土连续T梁，充分利用其受力合理、自重相对较小、能工厂化生产、施工快速高效的特点，能提升整体工程施工效率与质量，因此T梁预制预应力施工技术控制成为施工重中之重。

1 工程概述

铜仁市某高速公路工程，项目桩号K45+360～K50+890，工程全长为5.53km。该工程施工项目中涉及6座大桥，包括5座混凝土梁桥和1座钢箱梁桥，文章以其中最长的HQA大桥为例进行阐述。

HQA大桥为整体式桥梁设计，为跨越沟谷而设，桥梁上部结构形式为装配式预应力混凝土连续T梁，采用先简支后连续T梁施工。HQA大桥平均跨径为30m，桥梁左幅27m×30m，采用先简支后连续预应力混凝土T梁施工方式，共计需要施工里程为810m；右幅25m×30m，依旧采用先简支后连续预应力混凝土T梁施工方式，共计需要施工里程为810m。(3×30+4×30+4×30+4×30+4×30+4×30+4×30)m连续T梁（左幅）跨径形式，(5×30+4×30+4×30+4×30+4×30+4×30)m 右连续T梁（右幅）跨径形式，左右幅于桥头处错位两跨布置。

2 预应力（T梁）钢绞线制作及铺放

2.1 预应力钢绞线制作质量控制

T梁由钢筋混凝土浇筑而成，充分利用了混凝土及钢筋各自的力学特性，在整个结构体系中由混凝土承受压力、内部钢筋承受拉力，同时利用混凝土抗氧化的特性对内部钢筋进行保护，提升了T梁整体质量。预应力钢绞线更是T梁结构中承受拉力的关键，其本身质量对T梁的承载能力和耐久性有着十分重要的影响。在装配式预应力T梁施工中，应加强对预应力原材料的质量控制，为T梁预应力施工奠定良好基础。首先，查验预应力钢绞线质量证明文件。预应力钢绞线运至施工场地时，必须安排专人对其出场合格证、包装、标志、规格等质量证明文件进行查验，资料齐全、真实方可填报请检单。其次，查验预应力钢绞线质量。质量检查室接到请检单后应立即安排质量检查人员对预进场钢绞线进行取样检验，按照相关质量检测规范分批次对钢绞线表面质量、直径偏差和力学性能进行检测，检测合格后方可进场。最后，妥善保管预应力钢绞线。一方面，钢绞线作为金属制品，防湿防潮是其保存过程中的首要控制条件，故用于预应力钢绞线存放的库房必须干燥通风，且必须采用下垫上盖的保管措施；另一方面，预应力钢绞线作为装配式T梁的受力核心，进场保存时间必须严格按相应规范执行，超过允许时限则必须经检测合格后方可使用。原材料进场检验是施工第一步，只有严格遵守相应质量控制规范，才能为后续的装配式T梁预应力施工打好基础。

2.2 预应力钢绞线与金属波纹管铺放

目前T梁预应力管道大多采用钢波纹管，而预应力管道的位置是设计技术人员根据T梁受力分析设计出来的，因此在铺放上确保位置准确对于提升工程质量具有重要意义。而想要确保铺放位置准确需要严格把控管道定位施工。首先，严格控制管道定位。采用“U”形钢筋电焊定位方式，在钢筋胎架上设置钢波纹管管道坐标点，当定位的位置与其他钢筋有冲突时，优先确保预应力管道。在管道定位中曲线段按50cm一道钢筋的定位规格进行定位，直线段按照每隔80cm一道钢筋的定位规格进行定位，定位钢筋网均采用点焊方式进行固定，定位后管道轴线偏差控制在0.5cm以下，并在预应力管道处按50cm设置防崩钢筋。其次，控制钢波纹管本身质量。认真核对钢波纹管各项参数确保其壁厚、尺寸、气密性与设计图纸所标注参数一致。最后，T梁腹板骨架钢筋整体吊运控制。吊运过程中必须采用专用的扁担梁，确保整体吊运过程中T梁腹板骨架钢筋不变形，保证钢波纹管位置准确。

3 T梁混凝土施工

3.1 钢模板安装技术

当前T梁预制技术已经得到了发展，在T梁预制过程中均采用预制台进行模板预制安装，而在模板预制安装的过程中严格控制T梁底部及两侧的钢筋保护层厚度是非常重要的工作。在钢模板安装时需要注意以下两点：（1）T梁钢模板安装中，垫块布置数量及间距选择非常关键，施工人员需要根据T梁预制具体要求确定垫块数量，并且按照设计好的垫块方案进行垫块施工。（2）定型模板安装之前校准预应力管道，确保预应力管道位置无偏移。待定型模板安装完毕之后，还需要对模板进行检查，避免模板出现漏浆、密封性不足等情况，确保钢模板安装质量。

3.2 T梁混凝土施工浇筑控制

预制预应力T梁混凝土浇筑技术控制内容主要包括以下两点：（1）T梁混凝土浇筑采用水平分层连续浇筑施工方法，水平分层浇筑能有效保证浇筑的匀称性及振捣密实性。施工过程中要严格控制分层的厚度，根据该工程需要将分层厚度严格控制在30cm，在施工过程中需要先从T梁一端下料，每罐料控制在1.2m2，按照5m宽的往返布料要求往返布料，且尽可能在短时间内完成相应的布料作业，避免先通过波纹管的混凝土材料在振动器振动过程中出现过振情况。（2）在施工过程中需要注重边下料边观察，在连续分层浇筑过程中当第一层浇筑通过波纹管后需要紧接着布下一层料，确保施工质量，且在施工过程中，振动器不可以随意开启，应严格控制振捣时间，采用间歇式振捣的方式，每次振捣15～20s，一次振捣结束之后需要暂停10～15s，然后再振，防止过振。整个T梁施工过程中，不可以动两侧垫块，要确保垫块质量。

3.3 混凝土养护——自动喷淋养护系统

预应力T梁自动喷淋养护系统是当前高速公路T梁施工中主要应用的混凝土结构养护手段之一。在对装配式T梁进行养护的过程中，可以在梁顶覆盖土工布，之后使用自动喷淋养护系统喷水，一方面利用自动喷淋养护系统增加预应力T梁的湿度，另外一方面应用土工布覆盖避免水分快速蒸发，还可以在一定程度上避免混凝土表面温度变化过大，确保整体混凝土结构质量。另外，在养护过程中要严格避免干湿交替，只有养护好T梁，才能保证混凝土T梁结构强度符合相应设计要求，进而为后续预应力张拉施工提供基本保障。

4 T梁张拉、封锚

4.1 T梁张拉施工

预应力张拉属于T梁施工中的关键施工环节，T梁张拉施工需要在混凝土养护之后，且混凝土主体结构要满足相应张拉要求，才可以进行张拉施工，确保整体张拉质量。在T梁张拉施工中需要控制好以下要点：（1）张拉时间控制。在张拉施工时需要选择在混凝土养护工作开始7d之后，且混凝土结构强度达到设计强度90%以上才可进行T梁张拉施工。（2）正拉施工前需做好相应的张拉准备工作。相关技术人员需严格检查张拉施工设备是否正常，以为下一步张拉施工做好准备。（3）钢绞线穿束作业。技术人员需将下好料的钢绞线按设计股数编制成束，用梳丝板（或工具锚）梳理顺直，绑扎牢固，防止相互缠绞。待钢绞线束准备完毕后采用钢绞线穿束机进行穿束，按照穿束顺序对应张拉孔位进行相应施工，在穿束作业中严禁出现钢绞线交叉现象，确保T梁张拉力。（4）在T梁张拉过程中，施工人员需对张拉伸长值与预应力进行双控，预应力控制为主张拉伸长值为辅，预应力必须与设计值一致无偏差，钢绞线张拉伸长值与设计值偏差必须在±6%内。同时施工过程中需要对张拉伸长值进行核算，张拉伸长值核算公式如下：

式中：ΔL1为张拉至10%σk时千斤顶的活塞长度；ΔL2为张拉至张拉完成时千斤顶的活塞长度；ΔL'1为张拉至10%σk时工具夹片的长度；ΔL'2为张拉至张拉完成时工具夹片的长度。通过对张拉伸长值的准确校核，确保钢绞线锚下预应力满足设计及规范要求。

4.2 T梁封锚

T梁封锚属于预制T梁施工的最后一个环节，在施工中应该注意以下五个施工要点：（1）压浆前冲洗孔道，并排除积水，检查每个排气孔是否畅通。压浆作业采用真空压浆机完成，且压浆须饱满，由一端压入开始，至另一端冒出均匀浓浆时停止，压入端持压0.5～0.7MPa，压入时间控制在5min以上。在压浆时压浆料需要不停搅拌，压浆孔道应保持0.1MPa负压。（2）各预应力T梁张拉完成后，应在48h内进行压浆作业，采用专用的压浆料，可适当掺入减水剂但不得掺入氯盐物质等，具体材料掺量由试验决定。（3）压浆料的拌和应首先将水加于拌和机内，再放入专用压浆剂充分拌和，拌和时间不少于2min。压浆剂自调制至压入孔道的时间不宜超过30～45min。（4）对压满浆管道采取相应保护措施，施工人员待压浆施工结束后需确保压满浆管道在1d内不受振动，水泥浆的温度不得低于5℃（48h），必要时采取保温措施。（5）孔道压浆后应立即将梁端水泥浆冲洗干净，用砂轮片切去端头多余钢绞线，保留钢绞线外露长度不小于3cm，采用专用封锚模具进行封锚。