桥梁项目预制T 形梁施工技术研究

2022-03-23高恢军

建材与装饰 2022年7期

关键词：钢绞线张拉预应力

高恢军

（中铁十二局集团第二工程有限公司，山西太原 030032）

0 引言

预制T 形梁是桥梁项目建设中采用的一种重要上部结构类型，指从预制场加工制作T 形梁片，通过一系列检查合格之后运输至项目现场，最后利用架桥机等设备完成架设安装。

1 项目背景

此公路工程项目的全线长度为11.29km，起讫桩号为K25+337—K36+627，采用的是6 车道，限定行车速度为60km/h，其中包括一座桥梁项目（其长度为180m），上部结构设计类型是预制T 形梁，下部结构选择的是“双墩柱”+“桩基础”结构，设计的是预制T 形梁，横桥跨径是30m+3×35m+30m。此桥梁项目中上部结构预制T 梁数量为76 片，具体长度分别是30m 与35m。本文以此桥梁项目为例，综合研究了预制T 形梁施工技术。

2 施工技术

此桥梁项目中预制T 形梁施工技术流程详如图1所示。

图1 预制T 形梁施工技术流程

2.1 前期准备

在预制T 形梁正式施工之前，必须合理选取预制场。综合分析桥梁项目现场地质、地形条件，选取地基结构承载力、稳定性符合梁体存放要求的区域，同时预制场应尽可能的与桥梁项目施工现场相近，以缩短预制T 形梁的运输距离，防止预制T 形梁运输阶段破损[1]。此外，应深入分析桥梁项目造价控制，预制场选取过程中需要降低土石方、基础加固处理作业量，最大程度上避免占用耕地、房屋，重视自然环境保护，减小工程成本。经过多方讨论、研究，最后确定选取路基挖方区域为预制场。

2.2 钢筋制安

待前期各项准备工作完成之后，紧接着就要进行预制T 形梁施工。首要工作任务是钢筋加工制作，为了能够有效确保钢筋性能质量符合施工要求，就必须在钢筋进场前认真检查质量证书，查验钢筋性能质量检验报告，确认合格之后才可以使用[2]。同时严格根据施工设计图纸及规范要求加工制作钢筋，保证钢筋长度、直径等指标符合要求。而加工成型后的钢筋必须按照具体编号存放。

钢筋安装必须根据设计文件要求进行，从指定区域实施安装作业，以确保预制T 形梁的整体安装质量。此桥梁项目中钢筋安装选择的是“焊接”+“绑扎”的组合方式，而在钢筋安装过程中，需要同步安装波纹管，但必须注意不要损坏波纹管，以免波纹管划伤或者是出现裂缝，从而影响预应力张拉效果[3]。当钢筋安装作业结束之后，由项目监理工程师负责全面检查，保证钢筋安装位置、数量符合规定要求，同时波纹管无任何破损现象，安装位置准确无误。

2.3 模板施工

此桥梁项目中模板施工采用的为钢模，由具有资质的厂家负责生产制作，以保证模板刚度与强度等指标符合要求。钢模板的制作必须严格按照工艺流程进行，同时模板加工成型后安排专业人员负责检查，以使模板型号、规格及平整度达到设计规定基本要求，若是偏差超过允许范围，则必须立即调整或者是重新加工制作。为了能够便于进行模板安装，需要高度重视模板连接位置的处理。当模板制作结束且检查达标之后，就应进行模板安装施工。此桥梁项目模板施工选择的是“龙门吊+吊车”方式[4]，侧模之间以螺栓方式相连，侧模和底模以拉杆螺栓方式连接，而且安装阶段需要做好相关防护处理，以免模板出现破损，或是模板滑落引发安全性事故。

此外，模板安装任务结束后，针对模板接缝必须进行密封条粘贴处理，防止混凝土浇筑发生漏浆问题。侧模以支架方式支撑，防止混凝土浇筑阶段模板发生变形、移位。最后由项目监理工程师负责模板安装质量验收，确认合格后才可以进行后续施工。

2.4 钢绞线穿束

钢绞线穿束之前，应按照规定要求编束，然后通过胶带纸包裹。而在穿束过程中，从钢绞线前端安装钢质套筒，以确定穿束指引方向，穿束用力需要保证均匀，避免破坏波纹管。穿束作业完成后，检查两端裸露钢绞线长度，一定要保证符合预应力张拉施工要求。

2.5 混凝土浇筑

此桥梁项目中采用的混凝土材料是由拌和站统一拌制而成，拌和过程中必须按照配合比要求严格控制原材料的实际用量，混凝土搅拌时间大于等于70s，以提升混凝土的性能质量。待混凝土拌制合格后，通过罐式运料车将其运送到预制场，然后开始实施混凝土浇筑，针对混凝土下料量要进行合理控制，以免大量堆积而不利于混凝土密实振捣。混凝土浇筑确定的是分段分层浇筑模式，各段浇筑长度为4～6m，各层厚度小于30cm，下层混凝土达到初凝状态之后必须完成上层混凝土浇筑，以达到施工缝控制效果[5]。各层混凝土浇筑结束之后，需要立即实施振捣作业，振捣阶段应加强波纹管保护处理，防止振捣棒和波纹管碰撞，导致波纹管破损，而且振捣器必须与模板保持适当的距离，以免造成模板破损。在混凝土振捣后，其表面平整、浮浆，无气泡，则表明混凝土振捣合格。

此外，混凝土浇筑施工结束之后，需要根据相关规定要求实施养护作业，此项目确定的混凝土养护方式为洒水养护，当混凝土强度级别大于2.5MPa，可采用龙门吊的方式拆除模板，而在拆除阶段应拆卸拉杆螺栓和模板螺栓，然后通过对称拆卸方式拆除模板。针对混凝土棱角位置，需要做好防护处理，以免模板拆除时损坏混凝土结构，从而造成梁体质量不佳，以及影响梁体的美观度。拆卸的模板应存放在指定位置，并做好清洁、养护处理，以便于后续使用。

2.6 预应力施工

2.6.1 前期准备

认真、仔细检查预制T 形梁的状况，保证其无麻面、露筋及蜂窝等现象。同时检测混凝土结构强度，必须满足张拉强度设计规定基本要求。然后将钢绞线、锚具以及锚垫板表面上的杂物等清理干净，以免造成预应力钢绞线损伤，从而影响预应力施工效果。

2.6.2 预应力张拉

首先进行钢束梳理，搭设作业架，按照设计规定要求安装锚环、夹片以及千斤顶等，然后实施分级张拉作业。在具体张拉阶段，为了能够确保钢束均匀、平衡受力，最大程度上减小磨损，应使油泵中的油压控制在稳步上升状态，以及分级对两侧的张拉延伸量进行调控。当张拉缸回油之后紧接着就要实施锚固，首先从伸长值较大的一侧进行锚固，然后从另外一侧补充张拉力与锚固处理。千斤顶与油压表数值归零后，需要按照规定要求拆卸锚具与千斤顶，认真仔细观察钢绞线的回缩值变化情况，以及滑丝现象。待预应力张拉结束后必须观察2h，如果无任何异常问题则选择砂轮机将多余钢束切割处理，同时以水泥砂浆为材料进行封锚处理。

2.6.3 预应力伸长量计算与测量

此桥梁项目中预应力张拉需要高度重视钢绞线张拉力与引伸量伸缩量控制。比如引伸量需要小于设计数值要求的±6%，不然就必须及时停止张拉，然后查找分析原因并采取措施处理后，才能够恢复张拉作业。此项目张拉作业选择的是后张法，其中理论伸长值需要根据公式（1）进行计算。

式中：ΔL——理论伸长数值，cm；P——张拉力均值，N；L——钢绞线长度，cm；Ay——钢绞线截面积，mm2；Eg——钢绞线弹性模量，N/mm2[6]。

钢绞线分级张拉阶段，预应力需要控制为20%σK、40%σK、100%σK，同时准确测量相应的延伸量（即a、b、c），持荷时间保证为2min，以免夹片锚固回缩而导致预应力损失，然后实施锚固以及认真观察回缩变化状况。钢绞线伸长数值（x）根据公式（2）计算。

式中：x——钢绞线伸长量，cm；a——20%σK 预应力延伸量，cm；b——40%σK 预应力延伸量，cm；c——100%σK 预应力延伸量，cm。为了能够提升预应力施工效果，需要严格根据设计要求计张拉顺序实施张拉作业。

2.7 孔道压浆

孔道压浆顺序是由下至上，确保孔道一次性完成压浆，以免孔道出现漏浆问题，从而造成其他孔道发生堵塞。压浆作业之前，需要将孔道真空度调整为-0.08～-0.07MPa，然后从出浆口安装三通阀门，待出浆口与进浆口流出的浆体浓度一致，则可以关闭实施保压。此外，关闭通风口，利用真空泵进行抽真空处理，通过0.4MPa 负压实现浆液泵入孔道，同时关闭阀门和真空泵，打开排气阀，当浆体注满之后，需要将压力控制在0.5～0.7MPa，并稳压5min，最后关闭灌浆泵与阀门，由此就完成了灌浆施工[7]。

2.8 封锚

当孔道压浆施工结束之后，需要冲洗预制T 形梁端水泥浆液，仔细清理端面混凝土、锚具混凝土等。通常梁板架设后，再实施封锚作业，以提升外观质量。此外，封锚前应将锚垫板和锚环中附着的浆液清理干净，同时完成梁段锚穴凿毛处理，以促进后灌混凝土和梁体间的深度结合。封锚混凝土浇筑之后，必须静置一段时间，然后浇水养护。达到规定条件拆模后，仍然需要在自然条件下进行7d 养护。

3 质量控制

3.1 设备管理

根据桥梁项目制定完善的机械设备管理责任制，确定员工具体岗位职责，促使其严格实施设备保养，以降低设备故障率，保证设备处于良好运行状态，从而提升预制T 形梁施工质量及安全。在机械设备正式使用前，操作技术人员必须精准把握设备操作流程、要求等注意事项，以充分发挥出机械设备的施工优势，从而保证预制T 形梁质量。

3.2 预应力控制

在实施预制T 形梁张拉作业之前，需要按照规定要求测试孔道摩阻损失和锚圈摩阻数值，然后结合测试结果对张拉应力进行合理控制，同时张拉强度与弹性模量应满足设计规定基本要求[8]。通过张拉应力控制与伸长校核相结合的方式，有效控制钢绞线张拉，保证伸长量实际数值与理论数值偏差小于±6%。

3.3 预制梁片养护

为了能够提升预制T 形梁的平整度、美观度，需要在混凝土浇筑完成且达到初凝状态之前，实施预制T形梁的顶板收光与拉毛处理。而当混凝土完全达到初凝状态之后，需要从其表面覆盖一层土工布，采用自动化喷淋水的方式进行10d 以上的洒水养护，确保预制T形梁结构表面处于湿润状态，避免预制T 形梁产生结构裂缝，从而影响预制T 形梁质量。