高速公路建设中的后张法预应力T梁预制施工技术研究

王 强

（中铁建华南投资有限公司,广东 深圳 518000）

0 引言

预制装配化施工具有施工速度快、结构受力好、不占用现场施工时间、经济成本优的特点，在桥梁建设中越来越广泛地应用，T梁就是其中最重要、最广泛应用的一种预制装配式施工工艺。T梁可以提升桥梁的荷载承受能力以及耐久性和稳定性，在桥梁运行阶段能够更加方便和安全地提供运输支持[1-2]。

1 工程概况

某市的一段高速公路建于六合区铁路交汇处的跨越式大桥，该桥的主桥体位于K41+720铁路，桥梁主梁设计为预制T梁，梁长50 m，简支结构形式，混凝土标号为C50，上部结构横向由2片边梁和5片中梁组成，梁体高度为2.5 m，主梁的横向间距为2.232 m，边跨的高跨比为1∶14.7，中跨的高跨比为1∶13.5，过渡墩支点位置的T梁腹板厚度为0.6 m，其余支点位置的腹板厚度为0.4 m，跨中T梁腹板厚度为20 cm，翼缘板的厚度为20 cm，过渡墩的T梁翼缘板厚度增加到42 cm，主梁设置5道横梁，支点位置各设计一套，跨中区间段设置3道，横隔板的厚度为20 cm。桥梁的主梁断面结构见图1。

图1 主桥T梁断面结构图

2 施工工艺流程

后张法预应力T梁施工工艺流程见图2。

图2 后张法预应力T梁工艺流程图

2.1 预制场及台座

（1）T梁预制场的预制台座设置4个，匹配设置的存梁台座也为4个，位于桥梁西侧的道路位置。

（2）预制场设置龙门起重机，起重机可以提梁上桥，在T梁架设的过程中起到提升作用，同时在桥梁下部结构施工过程中还能起到辅助作用，减少其他履带吊或者汽车吊等大型起重机器的使用[3]。

（3）根据周转和架梁工期计算，台座数量为4个可以满足施工要求，考虑台座数量控制T梁的施工时间不超过2个月。

（4）在保证施工进度的同时，项目管理人员考虑施工质量和施工安全范围，在施工现场运输钢板材料时，预留一定的空间作为运输车辆通道。

2.2 模板生产

（1）底模制造。该项目在道路路基上设置预制场，桥梁上跨路基，路基地质相对较软，采用圆形地桩法进行施工改造，使之满足预制场承载力要求。根据计算选用28根圆桩进行改造，桩的直径为0.16*2 m，圆桩的一端浇筑0.15 m的钢筋混凝土板，施工过程中对桩体与混凝土进行固定，对T梁预制场基础进行加固。

（2）侧模制造。边梁和中梁各设计一套模板，模板按照T梁的尺寸进行厂家设计，设计时考虑横隔板的位置，以减少模板组装时连接缝隙的数量，降低混凝土浇筑过程中水泥浆渗漏的风险，同时提高桥梁外观的美感。模板的骨架结构采用10 cm槽钢材料，面板采用6 mm以上的钢板。根据业主的外观质量要求，还可以选择不锈钢钢板或者压合钢板作为面板，这样浇筑的T梁外观色泽一致，钢筋能够穿越模板内部，增强模板的整体稳定性。同时对于施工人员，也可以在模板外侧悬挂附着式振捣器，模板设计时就焊接一个预埋挂件在侧面，便于悬挂振捣器等设备。

（3）端模加工。端模材料与侧模一致，都使用钢材，但是需要提前在模板上按照钢绞线孔洞的位置进行开孔，保证钢绞线锚头位置与设计图纸一致。

2.3 钢筋和侧模板安装

钢筋采用原位绑扎施工，在台座上进行钢筋绑扎，钢筋绑扎前进行定位放样，按照设计图纸的间距在底座上进行钢筋位置标记。绑扎完成后进行加固稳定，先进行底腹板钢筋绑扎。绑扎完成后进行预应力钢绞线的波纹管安装，套管的位置根据的设计图纸，在梁体结构的1/4和1/2位置进行放样，并用U形钢筋进行加固[4]。波纹管在接头位置采用连接器或胶条进行密封衔接，保证管道在混凝土浇筑过程中不会出现漏浆现象。波纹管安装后进行侧模安装，安装中避免挤压钢筋变形。

2.4 波纹管安装

（1）波纹管的安装中严格控制每一个步骤的操作，精准地对捆扎的钢筋进行固定，设置间隔长度为0.5 m，在每个间隔处安装一根波纹管。

（2）在进行波纹管安装前，对定位杆进行查验，保证其牢固性符合要求，检查时进行详细记录，作为施工工序的验收记录表，检查无误后工作人员才可以把波纹管连接并捆扎在一起。

（3）混凝土浇筑前在波纹管内设置内衬管，内衬管采用塑料PVC管，确保浇筑过程中波纹管不会变形。

（4）预应管材安装完成后，可以将锚固板固定在钢绞线的两侧，并且要确保锚固板与管道垂直，完成以上安装之后，将波纹管安装进锚固板之内，将端口用海绵材料固定，锚固板包裹外包装袋塞紧，防止出现渗漏等问题。

2.5 浇筑混凝土

混凝土采用商混供应，罐车进行运输，利用16 t汽车起重机进行混凝土浇筑。T梁混凝土浇筑施工过程中，混凝土从T梁左右两端被推向梁体中间进行灌注，每层的灌注时间通常在2 h之内，主梁的底腹板浇筑完成后，才可以开始对梁翼板进行施工浇筑。对T梁翼板进行浇筑前，施工人员要对模板进行检查，并手动清理混凝土浆等影响后期施工的因素，确保模板在施工过程中可以被再次利用。在对梁体进行混凝土浇筑时，可以选择抽样法对施工质量进行检验，同时也可以在保证梁体一致的前提下，测算桥梁的抗拉强度。

2.6 混凝土健康养护

高速公路T梁在浇筑完混凝土后，施工人员必须定期对梁体进行养护，可以设置水管进行洒水，或在梁体上铺设土工织物，使梁体处于潮湿的状态。

2.7 预应力张拉线

钢绞线作为T梁受力加强结构，张拉的时候采用智能张拉设备，随时监控张拉应力和伸长值。

（1）钢绞线在平坦的地面上进行加工，地面保持干净，避免将钢绞线刮毛，影响钢绞线的受力。根据设计长度，做好标记，采用砂轮切割机将钢绞线分段加工，严禁采用焊接切割钢绞线。钢绞线日常要储存在的干燥地方，不得淋雨和潮湿。

（2）在牵引钢绞线的过程中，匀速牵拉，不能有钝角物体与钢绞线摩擦，并在的梁体的末尾一端留出一定的钢绞线长度。

（3）张拉千斤顶在使用前，需要有资质的单位进行校核，保证张拉力准确，并且张拉超过200次，或者使用超过6个月之后，需要再进行校核校准。张拉前测量千斤顶张拉力和油尺之间的关系，并定期维护。

（4）张拉法。采用双控制法对预应力钢绞线张拉力与预应力钢绞线伸长值进行控制，并且纠正钢绞线的伸长值，当初始应力为10%时，方可开始测量。

（5）张拉的顺序。通常情况下，张力的顺序为先向下再向上，张力也必须对称。

（6）张拉程序为：0→10%σk→20%σk→100%σk→锚固。

3 施工过程质量控制

3.1 底模台座

底模台座的地基基础需要进行夯实加固，保证在平坦的地面上进行，并且台座基础不会沉降，台座基础采用钢筋混凝土结构，底模面板采用6 mm的钢板制作，钢板与基础之间保留1 mm的空隙，采用原子灰对空隙进行填充，或者采用灌浆的方式进行，即使钢板因为温度产生变形，也不会影响台座底模的使用。

3.2 钢筋绑扎

钢筋进场前要进行材料验收，验收炉排编号、钢筋直径、钢筋数量、钢筋型号和产品合格证等，并且抽样送检进行抗拉测试，测试结果报监理验收。钢筋按照图纸设计的编号、形状下料进行存储，半成品要分类分编号堆存在一起，绑扎完成后复核钢筋笼的外轮廓尺寸，保证钢筋笼的保护层符合规范要求。钢筋与钢绞线位置冲突的，不得随意切割钢筋，应进行局部调整，并对钢筋加强。钢筋绑扎完成后在台座上安装防撞栏杆预埋筋、梁底顶预埋钢板、泄水孔与伸缩缝预埋筋等，保证其各自安装在相应的位置，并对这些部件进行加固，减小其在施工过程中发生位移的可能性。

3.3 模板

T梁的模板需要有资质的单位进行设计，制作后进行模板验收，验收模板的平整度和拼缝，所有的数值都需要在规范范围内。模板安装时拼缝连接的位置贴5 mm的双面胶，保证拼缝没有空隙。模板运输和安装过程中，要注意模板棱角的保护，尤其是吊装过程中，注意指挥，不得磕碰。或者拆模过程中，不能强力敲打或者撬动模板，避免模板变形。

3.4 预应力管道

预应力管道严格按照图纸的参数进行布置，包括预应力管道的数量、型号，各个断面位置的高度，在钢筋笼绑扎完成后按照设计图纸尺寸放样，保证预应力管道固定牢固。

3.5 混凝土浇筑及养护

预制T梁的钢筋结构较为密集，施工过程中可以考虑同时使用附着式振动器与插入式振动器进行振捣，以获得更好的振捣效果。在使用混凝土对梁体进行浇筑的过程中，两种振动器要依照施工的实际情况进行使用，梁体的下部受到管道的阻碍，可选用附着式震动器；梁体的上部没有管道阻碍，则可以选用插入式震动棒。在使用两种震动器的过程中，若遇到锚头或波纹管固定的不易振捣的部位，则要适当改变振捣器的工作时间，并留意混凝土的振捣时间。浇筑梁体时要严格按照规定的顺序由梁体一段进行分层浇筑，特别注意应在斜面部位进行两次或三次浇筑，并且要在混凝土初次凝固前实施并完成振捣工作。在混凝土材料选择时，必须限制混凝土粗骨料的粒度，在完成T梁腹板的浇筑工作后，不可马上浇筑梁体顶部，并且浇筑每层混凝土在末端的5 m处时，要进行反向浇筑，以提高工程的整体质量。浇筑工作完成后，要注意对梁体进行科学合理的养护，确保后期建筑的使用。

3.6 钢绞线张拉

钢绞线的张拉需要在确定混凝土的强度达到工程标准后才可以进行，在张拉的过程当中，可以使用两端同步张拉的方式，对钢绞线的应力与延伸量都进行限制。并且在施工的过程中可以将两束钢绞线进行交替张拉，对张拉次数大于三次或张拉力大于钢绞线最大强度的钢绞线进行更换。钢绞线在相同截面的断丝率应小于等于1%，不得出现钢绞线整根断裂的情况。钢绞线的张拉需要使用千斤顶与压力表装置进行工作，对于千斤顶，工程管理者应当定期对其进行检查和维修校正。在钢绞线张拉的过程当中，不可出现使用千斤顶前不校验的情况，同时也不可出现千斤顶与压力表装置不配套使用的情况，若钢绞线在张拉时断丝不影响工程整体的质量，则可以继续进行张拉，用以确保钢绞丝总应力保持恒定。若断丝情况严重，则需要施工人员更换新的钢绞丝进行张拉。完成张拉工作后夹片外露应小于等于1 mm，回缩值应小于等于6 mm，在通过核查发现不存在滑丝情况后利用砂轮锯切断外露的钢绞丝。

4 注意事项

（1）预应力孔道的接头包裹严实，接头顺畅，接头漏浆对于后期钢绞线穿束影响非常大。

（2）模板表面脱模剂涂刷均匀，混凝土浇筑过程中避免集中过度振捣，否则T梁外表面色差较大。

（3）注意预留通气孔、泄水洞（外边缘）、吊梁孔、伸缩缝预留槽等。

（4）锚头后方钢筋较密，混凝土浇筑时应重点振捣，保证浇灌密实，否则张拉的时候容易造成锚垫板破损，出现意外事故。

（5）张拉两侧要同步，张拉操作人员由熟悉操作的人员参加，或者培训合格后方准上岗，并有技术熟练的人员负责指挥。

（6）压浆顺序从下往上，由低到高进行，每个孔道的压浆作业必须一次完成，不得中途停顿，预制混凝土T梁在孔道水泥浆强度达到设计规定后方可进行移运和吊装，同时不应低于梁身混凝土设计标号的55%，且不低于20 MPa。

5 结语

T梁是公路桥梁结构中不可或缺的组成部分，T梁的施工质量是影响桥梁整体结构的稳定性和安全性关键因素。公路桥梁施工中，优化施工工序，严格把控施工规范要求的重点内容，控制工序质量，加强过程管理，实施预制结构状态跟踪，预先进行施工技术交底，进行首件施工技术总结，纠正施工过程中出现的质量问题，可以有效地提高T梁预制的施工产品质量，对于提高桥梁使用寿命、确保项目履约和整个项目的质量有重要意义，对类似的其他项目也具有参考意义。