高速公路桥梁预制T梁施工工艺探究

2022-08-23王柱元

四川水泥 2022年8期

王柱元

（甘肃省交通工程建设监理有限公司，甘肃兰州 730030）

0 引言

高速公路建设过程中，桥梁作为跨越天然沟谷、河流与其他障碍物的重要工程结构，是高速公路线路中不可或缺的组成部分。桥梁施工过程中，上部结构往往选择采用预应力T梁，可以充分利用其受力合理、自重相对较小、工厂化生产、施工快速高效等优点，能够整体提升工程施工效率与质量[1]。预制T梁的施工环节多，技术水平要求高，质量控制难度大，施工单位必须严格遵循施工工艺，确保成型的预制T梁不出现裂缝、破损等质量问题[2-3]。本文结合工程实例，对预制T梁的施工工艺、质量检测方法和施工注意事项进行深入探讨，以期为类似桥梁预制T梁施工提供借鉴。

1 工程概况

某高速公路ZT45+405～ZT53+420 标段，总长10.32km，设计为双向六车道，设计时速为100km/h。路段包含整体式路基和分离式路基，整体式路基的宽度为34.5m，分离式路基的宽度为17.64m。本标段共包含8座桥梁，桥梁的左、右幅结构采用先简支后连续T梁。

根据预制T梁的要求，首先需要规划预制场，在预制场内完成各类T梁的预制作业。结合本标段桥梁预制T梁的施工要求，拟建设预制场一处，用于预制225片20m的T梁、58片30m的T梁和960片40m的T梁。预制场内布设4台80T龙门吊，以机械作业的方式进行T梁和模板等的场内吊装。对预制场地面做混凝土硬化处理，提升地面的平整性和稳定性，保证车辆能够平稳通行。

2 预制T梁施工流程

2.1 底模安装

预制T梁所采用的固定钢底模可以采取分段制作和运输进场的方式，底模安装的过程中要保证各段的中心线在同一直线上，避免偏差过大，出现不符合要求的情况。底模按照略高于地表20cm的要求安装到位，在底模的两端设吊装槽，将距底模两端端头部位约1m处作为活动段，便于吊梁作业的开展。

2.2 侧模安装

梁体侧模以型钢和钢板为原材料加工成型，模板安装过程中加强对模板刚度和平整度的检测与控制，确保安装完成的模板满足设计的要求。板间拼缝部位设海绵条，提升模板的严密性，防止施工时漏浆。底模和侧模用拉杆拉筋，增强模板整体的稳定性。施工中用预制场内的龙门吊，可以高效吊装和拆除模板。

2.3 钢筋加工

钢筋进场后，应全面检查钢筋的质量，做好除锈、清理油渍、调直等各项准备工作，保证投入使用的钢筋洁净、平直、完整。若钢筋成盘状态，用冷拉法调直，以Ⅰ级钢筋为例，适宜的冷拉率不超过2%。针对钢筋弯曲的异常状况，在弯筋机平台上予以处理。钢筋经过处理并且无问题后，分类存放，挂牌标识，采取防护措施，避免钢筋在存放期间锈蚀。使用前应根据要求完成钢筋的加工。下料前应从钢筋种类、尺寸、直径等方面做全面的核查，确认无误后用钢筋切断机按照设计的要求精准下料。

2.4 混凝土浇筑

模板和钢筋安装完成以后，要详细地检查，判断整体的稳定性和位置的准确性以及模板间拼缝的严密性等，确认无误后，可开始浇筑混凝土。

按照试验确定的配合比控制水泥、砂石等原材料的用量，经过充分地拌和后，制得合格的混凝土。确认混凝土无质量问题后即可加入料桶内，用卷扬机转至T梁模板的台座边，下降至距离翼缘钢架50～80cm 的位置开始浇筑。

混凝土浇筑过程中，用插入式振捣棒加强振捣，点位间距不超过20cm，振捣棒不碰触模板、钢筋等。振捣过程中应遵循“快插慢拔”的振捣原则，振捣后排出聚集在混凝土内的气泡，提高混凝土的密实性。为准确地判断预制T梁的施工效果，每片梁浇筑过程中制作6组试块，标准条件下养护7～14d，测试各试块的抗压强度，供对比分析。混凝土浇筑完后，每1～2h抽送一次橡胶管（设置在波纹管内），适时抽动的目的在于防止橡胶管发生固结,混凝土拌和的最短时间如表1所示。

表1 混凝土拌和的最短时间

2.5 混凝土养护

恒温蒸汽养护的方法在该工程施工中具有良好的效果，可有效适应现场温度偏低的气候特征。根据养护要求搭建钢骨架的养护棚主体框架，于骨架上设置厚度为5cm的岩棉板，覆盖帆布，起到保温、保湿的作用。现场配备1台4T的蒸汽锅炉，借助此设施可以满足养护条件。

蒸汽养护时，静停阶段的温度需在5℃以上，浇筑后的4h内由于水泥水化热作用开始释放热量，混凝土普遍以8℃/h的速度升温，期间应保证恒温温度不大于60℃；后续进入降温阶段时，降温速度控制在10℃/h以内。为避免因温差过大而产生温度裂缝，混凝土的内外及周围环境的温差均要稳定在15℃以内。养护期间加强对温度的检测，根据实测温度灵活调节养护方法，实现对混凝土各部分温度的有效控制。

2.6 拆模

待混凝土的强度超过10MPa后，拆除外模。拆模作业人员需要谨慎操作，确保混凝土的各部分不会因拆模而磕碰受损（边角处较为脆弱，更应加强防护）。拆模后，及时将模板转运至指定区域，做适度的清理与修整，分类存放。

2.7 预应力钢束张拉

对于钢绞线的施工，时间安排在预制T梁养护完成后，作业设备采用穿束器，由专业人员规范作业，捋顺钢绞线，将其穿入预先设置好的孔内，穿束后钢绞线不可出现变形、受损或是其它的异常状况。

混凝土强度达到80%时进行预应力张拉施工。张拉前做好准备：向波纹管内穿入钢束，检查是否可以顺畅抽动；标定张拉机具，保证参与张拉的仪器有较高的精度。确认各项条件均无误后，开始正式张拉。张拉时上紧夹片，同时启动两端的油泵，待实测张拉力达到设计值时持荷5min，可按张拉要求适度超张拉，再回至设计应力，并进行锚固。张拉作业技术人员站在T梁两侧作业，并由专业人员加强现场管控，有效保证张拉的安全性。

张拉质量控制采取“双控”的方法，张拉力达到要求的同时，用钢绞线伸长量进一步校核，要求两项指标均无误。其中，钢绞线实际伸长量与理论值的偏差需在6%以内。张拉结果显示某项或多项指标未达到要求时，随即暂停张拉，根据实际情况妥善处理。

现场气温低于5℃时，先采取保温措施，再进行张拉，禁止低温条件下直接张拉。确认张拉效果达到要求后，确定多余的钢绞线，用冷切割的方法将该部分切除，余留钢绞线的长度以5cm左右为宜。切割时精准控制作业量，并加强防护，不可损伤钢绞线。

2.8 孔道压浆

压浆前先清理堆积在孔内的积水和杂物，使其保持洁净。测量现场的气温并关注未来气温的变化情况，温度低于5℃时不安排压浆。浆液按照水灰比0.40～0.45，稠度14～18s的要求拌制，时间在2min以上，制得合格的浆液后，随即开展压浆施工。现场作业人员在压浆期间检查出气孔是否流出浆液，有浆液流出时检测其稠度。若流出浆液的稠度与压入浆液的稠度一致，随即对出气孔做封堵处理，再维持该状态压浆1min，增强压浆的饱满性。最后拆除无需使用的注浆管道，严密封堵注浆孔。

注入的浆液需经过一段时间后方可成型，在此期间浆液的强度有限，需加强防护，禁止对其产生振动。压浆施工过程中，每批浆料需制作3组试件，进行28d的标准养护，作为分析实际压浆效果时的浆液参数依据。

2.9 封锚

封锚时间安排在孔道压浆1d之后。根据配筋图将钢筋布设到位，建立稳定的封锚端模板架，再进行混凝土浇筑。振捣采用插入式振捣器，经过处理后使混凝土具有一定的密实性。成型的封锚混凝土与T梁表面平整对齐。

2.10 移梁

移梁时，调用两台龙门吊，平稳地将竖直钢板吊起，梁的底部超过其它梁面时停止；在桁车和两台龙门吊的共同配合下，将预制T梁转至存梁场并下放到位。移梁时做到精细化作业，严格控制梁体的方位，要求移梁全过程中梁体均维持水平、稳定的状态，不与周边的任何物体产生磕碰。

3 预制T梁质量检测与施工注意事项

3.1 质量检测方法及要求

预制T梁成型后，抽样并进行静载试验，判断预制T梁的质量，确保输送至现场的预制T梁均满足工程质量要求。试验中，配套静载试验台、油泵、标准油压表、放大镜等，先检验各类参与试验的装置，要求各类装置均可稳定运行。各项基础条件均达到试验要求后，于混凝土承受全部应力30d后开始试验。试验加载由5台千斤顶同步实现，分阶段有序进行：第一循环为预加载，加载量等同于使用时的短期荷载值；第二循环为正式加载，将抗裂检验荷载作为最大荷载。静载试验对环境温度较为敏感，为获得准确的试验结果，在气温和梁体温度相对稳定时进行。根据温度要求，条件允许时尽可能在夜间进行，原因在于此阶段的气温变化较小，对加载试验的影响相对有限。各循环加载时用加载系数K表示加载等级。加载期间及时测量构件在特定荷载作用下的表现，记录数据。加载中，还应满足以下要求：

（1）试验前先确定车轮的位置，在桥面做清晰的标记，再根据该标记驾驶车辆至指定位置。避免车辆过度集中在某处，否则桥梁局部有过强的车辆荷载，易影响到桥梁的稳定性。试验时取关键应力和挠度测试点，测定具体数据，供试验分析使用。

（2）按照每种跨度每批30片抽1片的频率安排静载试验，不足30片的视为一批次。

（3）生产期间材料、预制T梁结构、制作工艺等方面有较大变动时，需单独安排静载试验，检验调整后的T梁预制效果，对不足之处做出优化。

（4）预制T梁存在影响结构刚度或承载力的缺陷时，或是对部分生产资料有疑问时，也需安排静载试验。

3.2 施工注意事项

（1）T梁模板到场后，先安排试拼，检查各模板的布设位置、板间拼缝的宽度、对拉螺杆孔的位置等.根据检查结果判断到场的T梁模板是否达到要求。若试拼无误，表明T梁模板可用于正式拼装。

（2）钢绞线的表观应洁净、形态须良好，此类材料进场时必须提供材质检验报告，现场检验人员核对每捆钢绞线的标识号，判断其是否与检查报告相同。此外，每捆钢绞线的使用去向均要有完整的记录，以便作为验收时的依据。

（3）钢绞线进场后要采取防晒、防雨等多项防护措施，保证钢绞线在使用前不出现质量问题。安排人员每月检查一次钢绞线，向其均匀涂刷专用防护油，以此来保证钢绞线的质量。预制T梁混凝土浇筑完成4h后，向波纹管内通水，采取此方法降低混凝土内部的温度，防止混凝土因内外部温差过大而产生裂缝。波纹管堵塞时，用钢丝连接一小节钢管，疏通管道。混凝土有一定强度后拆模，再尽快封堵波纹管出口，防止外部杂物落入其中。

（4）T梁端头的钢筋密度大，振捣设备在该处作业时可能会碰触钢筋，导致钢筋偏位、受损。因此，施工人员需仔细振捣，控制振捣的点位、深度、时间等关键参数。其中以支座抗剪钢筋部位最为特殊，必须有效避免出现钢筋遭扰动的情况。

（5）预制T梁拆模后检查表观质量，存在蜂窝、麻面问题时，将对应部位的混凝土凿除，清理粉尘及各类杂物，再用环氧树脂灰浆修补至平整的状态。T梁的保护层厚度有限，可能仅经过适当的凿除后内部钢筋便会裸露至外界。针对此情况，先向外露钢筋涂刷SIKA608钢筋钝化剂，起到防护的作用，再进一步安排凿除混凝土的修补。