预应力混凝土T梁的预制过程.docx
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预应力混凝土T梁的预制过程
预应力混凝土T梁的预制过程
江林青
内容摘要
预应力混凝土T梁以其跨度大自重轻的特点，施工方便，而被广泛应用到桥梁建设中。
结合大广南高速公路李家堡大桥预应力混凝土T梁施工实例，从混凝土的配合比、拌合时间及坍落度、以及梁板的预应力张拉、压浆、封端等方面，叙说预应力混凝土T梁的主要施工工艺过程，并提出施工生产过程中质量安全等方面所应该注意的问题。
以供大家参考。
关键词：
后张法；预应力混凝土T梁；生产预制；预应力张拉；压浆；封端
引言
随着我国桥梁事业的发展，许多新技术、新工艺，新材料在桥梁领域中得到越来越广泛的应用，其中预应力混凝土T梁以其生产方便，节省材料而被普遍应用到大中型桥梁上，同时预应力混凝土T梁以其施工工艺复杂质量要求高，因此预应力混凝土T梁的桥梁建设中显得犹为重要，现根据国内外施工的先例以及桥梁施工规范，以下略谈一些预应力混凝土T梁的生产预制过程。
预应力混凝土T梁的预制过程
江林青
预制梁施工时，注意支座钢板的位置、高度要正确预埋、T梁负弯矩区的波纹管预先埋入，边梁要预埋防撞护栏的锚固钢筋、伸缩缝钢筋，并预留泄水孔位置，保证各种预埋件正确预埋。
T梁在预制厂生产，在制梁台座上完成T梁的预制、正弯矩预应力筋的张拉和孔道压浆，运梁拖车运送至桥位后由架桥机完成T梁的架设。
在桥面上张拉负弯矩筋并压浆，完成体系转换后施工湿接头和湿接缝台座制作。
1、台座制作：
首先选择一块平整的场地作为T梁预制的梁场，经过整平碾压浇筑一层混凝土，砼面层一般宜18公分的厚度，台座制作在场地硬化后并保证一定的强度后，按要求挖条形基坑，台座底部地基做夯实换填砂砾或级配碎石处理，台座用C25混凝土制作，宽度与梁底宽度相等，厚度30cm，上铺设钢板，混凝土中预埋角钢，外露面与混凝土上表面齐平，在钢板周边及中部与角钢位置对应处每隔30～50cm打一个眼，用电弧焊将钢板与角钢焊接在一起，焊满后，钢板表面用砂轮机打磨光滑。
焊好后的钢板必须与混凝土面密贴，不允许有空鼓现象。
预制场、制梁台座平面布置见附图。
为消除预制梁因张拉而引起的拱度，在施工台座时，台座顶面按设计起拱线向下设抛物线反拱，按跨中25mm设置预拱度，其余各点的反拱度按二次抛物线设置。
曲线方程为：
符号意义见下图：
x
0x
y
根据以上方法制作台座后，试制一片T梁，待符合张拉条件后，按设计及规范要求，进行预制梁的张拉、注浆，再待3天后，测出梁的拱度，如拱度符合要求，则按此反拱度继续施工台座；如反拱度过大或过小，则可调整台座下槽钢支垫高度，重新设置反拱度，再做试验，直至所设置反拱度符合要求。
2、模板
锚下垫板的位置和倾斜角度应严格按照设计图纸要求加工，梁片模板分为边梁和中梁两种，按照设计图纸几何尺寸委托专业模板生产厂家加工制作，模板按照变截面位置分节制作，以便安装、拆模和运输。
模板支撑采用型钢，与侧模焊接成一体。
端模严格按锚固面的形状制作，预留孔位置必须正确，锚垫板用螺栓固定在端模内侧。
3、模板支立及加固
在台座顶面钢板上弹设梁底线，按弹线位置安装梁体侧模。
模板组装位于同一垂直面，两节间的相错量控制在2mm之内，模板下部通过台座上预留的对拉螺栓孔穿对拉杆拉紧，顶部通过型钢将两侧模板固定。
侧模支撑架通过方木支撑于地面。
模板的安装由人工配合龙门吊进行。
见“图4－230m后张法预应力混凝土T梁模板安装示意图”。
4、钢筋加工制作及安装
钢筋经原材检测合格后进行分类加工，严格按梁片图纸制作，纵向钢筋主筋采用对焊工艺连接。
钢筋绑扎：
钢筋绑扎分两次进行，第一次绑扎好腹板及横隔板钢筋，并焊好端部加强网片。
预留孔道为预埋波纹管，波纹管内径采用70mm、80mm两种，波纹管接头处必须用胶带密缝牢靠。
固定波纹管的定位钢筋网每隔一米设置1片，钢筋网片与钢筋骨架点焊牢固。
立端模、侧模，并将锚垫板与端模板用螺栓连接。
第二次绑扎顶板钢筋，一切工序完成后浇筑混凝土。
在台座钢板顶面弹钢筋安装线，梁底截面钢筋按照弹线布置。
安装遵循先内后外、先主筋后分布筋、箍筋的原则施工，各钢筋采用点焊连接。
波纹管定位钢筋严格按照图纸座标安装，钢筋笼的底部及侧面按照规定间距设置塑料垫块，以控制保护层厚度。
5、安装波纹管
（5）T梁纵向预留孔根据设计采用用波纹管预埋成孔。
波纹管穿设在设置的定位钢筋内，接口位置应对接一致，采用胶带绑扎牢固，预应力波纹管接长时，接缝处用胶布进行密封，密封长度至少超出接头200mm，接缝缠裹用胶布至少三层，以免漏浆。
预留管道各截面均采用定位网，定位网每1m设置一个。
管道的方向、位置必须反复检查和调整，确保管道定位准确，对于接口处内侧有弯折的部位应重新锯口，以保证孔道圆顺，确保安装钢绞线通畅。
6、穿钢绞线
钢绞线按设计长度下料，并按设计股数编束。
编束时，所有钢绞线必须顺直无扭缠现象，捋顺后每隔5m左右用扎丝绑扎牢固，两端用宽胶带包裹，以便顺利穿过波纹管。
切断钢绞线可用砂轮片切割，严禁采用电弧焊切割。
7、混凝土浇筑及振捣
梁体砼浇注，砼按设计为C50高标号混凝土，水泥、砂、石料、水等都必须符合设计及规范要求。
（1）梁体砼材料的要求：
由于梁体腹板高且厚度较薄，制孔管道及钢筋密集，为使砼灌注顺利，砼配合比设计要保证设计强度，且要有良好的和易性，使用级配良好的硬质碎石，严格计量管理，特别是控制水灰比，加强坍落度测定措施。
T梁砼的级别是C50级，属高强度砼，除应满足一般砼材料的要求外，尚应满足下述特殊要求：
a.制拌高强度砼宜选择高强度水泥，采用52.5级硅酸盐水泥，水泥应符合现行国家标准，并附有制造厂的水泥品质试验报告等合格证明文件。
水泥进场后应分批进行检查验收。
水泥如受潮或存放时间超过三个月，应重新取样检验，复验结果合格后方可继续使用。
b.配制用的细骨料，应采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净、粒径小于5mm的河砂，河砂不易得到时，也可用山砂或用硬质岩石加工的机制砂，且宜使用级配良好的中砂，细度模数不小于2.6，含泥量应小于2%。
c.配制用粗骨料，应采用质地坚硬、级配良好的碎石，骨料的抗压强度应比所配制的砼强度高50%以上，含泥量应小于1%，针片状颗粒含量应小于5%，骨料的最大粒径宜小于25mm。
d.拌制高强度砼用水的水质必须用复核规范要求。
e.配制高强度砼必须使用高效减水剂，并根据不同的要求辅以助剂配制，其掺量应根据试验确定，外加剂的性能必须符合现行相关规范要求的规定，使用前应复验其效果。
f.配制时如果外掺的混合材料为磨细粉煤灰，其技术条件应符合现行《用于水泥和砼中的粉煤灰》（GB1596）。
g.配合比。
T梁砼的施工配制强度（平均值）应不低于强度等级的1.15倍，所用水灰比宜控制在规范和总监办中心试验室相关文件要求的范围内；水泥质量不宜超过500kg/m3，水泥与混合料的总量不超过550-600kg/m3；粉煤灰掺量不宜超过胶结料重量的30%；掺用量混合材料的种类和数量，必须经试验报监理工程师批准后确定；砼的砂率宜控制在28-34%的范围内；高效减水剂的掺量宜为胶结料的0.5-1.8%。
h.T梁砼抗压强度的试件应每片制取的试件数量分别为3组。
预制梁用砼的由我标段2#拌合站供应，搅拌机型号为2台750型卧式强制拌和机，生产能力为60m3/h。
利用混凝土运输罐车装运砼至预制场，用龙门吊配合自制料斗灌注入模。
（2）砼的浇筑质量主要从两方面控制，一是浇筑方法；一是良好的振捣，两个方法又互为影响。
确保预制梁的几何高度控制在规范误差范围内，每次立好模板后，都必须用水平仪测出两端梁底标高，然后依据梁高推算出梁顶板面标高，在梁翼缘板模板内侧面划出标高线，每隔3～5m用一水平支撑木的下边支撑于标高线处，作为控制梁标高的基线。
最后收浆抹平时，取掉该支撑木。
浇筑前仔细检查、确认钢筋及模板的安装符合计要求，底模杂物清除干净，并涂刷隔离剂。
混凝土采用龙门吊吊斗浇筑，严格控制混凝土的入模温度及坍落度，随时检查模型的变化。
梁体砼的灌注采用斜层法，在侧模外侧中下部顺长度方向每隔2m设置1台附着式振捣器，据砼浇注到的位置，分批、定时地打开侧模上安装好的附着式振动器进行振动，上面再配置插入式振捣器辅助振捣，用平板式振动器辅助梁体顶面砼振动，以确保梁体砼密实。
每层浇筑厚度控制在50cm，混凝土纵向均匀入模。
振捣同时分层进行，附着式振捣器振捣时间控制在2分钟左右。
插入式振捣器每点的振捣时间控制在30秒钟以上。
振捣时振动棒严禁碰撞波纹管。
砼的浇筑过程应保持连续，具体操作中采用纵向分段、水平分层浇筑，见下图所示：
纵向分段、水平分层浇筑顺序示意图（图中数字表示浇筑顺序）
a.浇筑方法是从梁的一端循序进展至另一端。
在将近另一端时，改从另一端向相反方向投料，而在距离该端4m～5m合拢。
b.分层下料振捣，每层厚度不宜超过30cm，上下层浇筑时间相隔不宜超过1h（当气温在30°C以上时）或1.5h（气温在30°C以下时）。
上层砼必须在下层砼振捣密实后方能浇筑，以保证砼有良好的密实度。
c.分段长度宜取4m～6m，分段浇筑时必须在前一段砼初凝前开始浇筑下段砼，以保证浇筑的连续性。
砼浇筑中不得任意中断，因故必须间歇时，间歇最长时间不得超过混凝土的初凝时间。
段与段的接缝为斜向，上、下层砼接缝互相错开，以保证砼浇筑的整体性。
d.T梁的马蹄部分钢筋较密，为保证质量，可先浇完马蹄部分，后浇腹板。
其横隔梁的砼与腹板同时浇筑。
e.为避免腹、翼板交界处因腹板砼沉落而造成纵向裂纹，可在腹板砼浇完后略停一段时间，使腹板能充分沉落，然后再浇筑翼缘板但必须保证在腹板砼初凝前将翼板砼浇筑完毕，并及时整平、收浆。
f.浇筑砼除按正常操作规程办理外，还应注意以下事项：
①高效合理的振捣是提高施工质量的重要关键，应尽量采用底、侧模联合振捣工艺；
②应随时注意检查与校正支座钢板、端部锚固板、制孔器及其它预埋件的位置；
③为防止制孔器接头脱节，造成孔道堵塞、位移、弯曲或出现局部凹陷等事故，振动捧不得触击制孔器、钢筋和模板；
④后张梁孔道端头、预埋件、加固筋很多，应注意砼的密实性，必要时可使用小骨料砼浇筑；
（3）砼的养护
a.砼浇筑完成后，应在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护，覆盖时不得损伤或污染砼的表面；砼面有模板覆盖时，应在养护期间经常使模板保持湿润。
b.当气温低于5°C时，应覆盖保温，不得向砼面上洒水。
c.砼养护用水的条件与拌和用水相同。
d.砼的洒水养护期一般为7d，可根据空气的湿度、温度和水泥品种及掺用的外加剂等情况，酌情延长或缩短。
每天洒水次数以能保持砼表面经常处于湿润状态为度。
达到初凝后，梁体顶面覆盖土工布并洒水养生。
采用塑料薄膜为养护层时，可不洒水。
8、拆模
当梁体同条件养护试块强度达到95％以上时即可拆除模板准备张拉，拆模时动作要轻缓，以免损伤梁体边角处，拆除后继续洒水养护。
梁的两端支点范围内需用加固地基。
由于T梁梁高、重心高，因此T梁存放时应在梁两侧的腹板与翼缘板交叉处与支承梁枕木之间设置斜撑木，以防止T梁倾倒。
梁的支承点宜选在距梁两端中间设置临时支点上。
9、张拉正弯矩钢绞线
当梁体混凝土强度达到设计强度的95%以上且后龄期不少于7天后，方可进行张拉施工。
张拉前的准备工作，千斤顶和油表需经计量部门进行配套标定。
预应力筋制作要按设计及规范要求进行，对所用钢铰线应进行检查，保证其无锈蚀、无硬伤。
钢铰线下料严格按照图纸设计长度（包括工作段长度）进行，下料完成后按按图纸要求根数统一编束，并在分段用铁丝捆绑成束，以防散开。
端头用透明胶带包裹并粘贴孔道标牌，孔道清理完成后人工按孔道编号将已经编好的钢束从T梁一端穿束，并将中间捆绑用铁丝拆除。
采用YCW180千斤顶两端张拉；配精度1.5级60Mpa压力表。
预应力钢筋的张拉是保证预制梁质量的关键工序，张拉前需对试块的强度进行检验，只有砼试块达到85%以上且龄期不少于7天方可进行张拉。
操作者要经过培训、考核，要求持证上岗。
张拉前先将锚具安装就位，锚具与钢绞线束必须保持垂直，张拉方式为两端对称施力，张拉顺序为N1－50％N2－N3－100％N2，由张拉力和引伸量值数据双控。
张拉时由专人指挥，确保两端张拉同步进行，同时记录油表读数及测量钢绞线伸长值，做好记录。
钢绞线伸长量的充许误差为6％，钢绞线最终的伸长值应为两端实测伸长值之和，将实测伸长值与计算伸长值进行比较，不合要求时，立即停止张拉，分析原因，问题解决后，方可继续张拉。
张拉时注意观察，并采取有效措施，防止T梁侧弯。
张拉程序：
张拉程序按设计要求进行，其张拉程序为：
N2N350%
N1100%
N2N3100%
N4100%
钢铰线都由两端同时张拉，按照设计张拉力对称进行，采用张拉力及引伸量双控制的方法检查张拉的质量，施工中应做好各项记录，以备检查。
预应力筋的理论伸长值△L（mm）采用公式△L=PPL／APEP计算。
式中：
PP—钢铰线的平均张拉力（N）
L—钢铰线的长度（mm）
AP—钢铰线的截面面积，φ15.2钢铰线线截面积取137.4mm2
EP—钢铰线的弹性模量（N／mm2）
PP=P（1-e–（kx+μθ））/kx+μθ
式中：
p—钢绞线张拉端的张拉力（N）；
x—从张拉端至计算截面的孔道长度（m）；
e—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）；
k—孔道每米局部偏差对磨擦的影响系数，取k=0.0015；
μ—钢铰线与孔道壁的摩擦系数，取u=0.20~0.25。
注：
当预应力钢铰线为直线时PP=P
实际伸长量计算
预应力钢绞线的实际伸长值△L（mm）按公式△L=△L1+△L2计算；
式中：
△L1—从初始应力至张拉应力间的实际伸长值（mm）；
△L2—初始应力的推算伸长量，采用20%δk与10%δk时实际伸长量的差（mm）。
通过千斤顶活塞伸出量量测的实际伸长量，还须考虑千斤顶工具段及工具夹片的影响。
张拉完成以后，实际测量的伸长值与理论伸长值之差不能超过6%，否则采取如下步骤予以调整。
a对千斤顶以及与之配对使用的压力表进行重新校准
b对钢铰线作弹性模量检验
c放松应力钢铰线重新进行张拉
d预应力钢铰线用润滑剂以减少磨擦损失
10、孔道压浆
张拉完成后及时进行孔道压浆。
压浆采用活塞式压浆泵，水泥浆严格按试验室提供的配合比配制，水泥浆稠度控制在14～18s。
压浆的最大压力为0.5～0.7MPa，当孔道较长或采用一次压浆时，最大压力宜为1.0MPa。
水泥浆从梁体一端锚垫板上的压浆孔压入，当从梁体另一端的出浆口冒出相同浓度的水泥浆时，用木塞将出浆口关闭，并将压浆压力控制在0.5MPa以上持续3min，此后关闭压浆泵，将压浆口封严，移至下一孔道。
二次压浆：
压浆后水泥浆可能会由于泌水而产生收缩，在水泥浆体与波纹管之间产生缝隙，为保证孔道压浆密实，需进行二次压浆，二次压浆与首次压浆的间隔时间控制在30～45min。
对掺加外加剂泌水率较小的水泥浆，并通过试验证明能够保证压浆密实度的情况下，可以不进行二次压浆。
11、封端
压浆工序完成后即可进行封端，封端前应先用砂轮切断机切断多余的钢绞线，清除锚头、垫板、梁端衔接处的油污、灰碴，之后再绑扎钢筋，立钢模，灌注与梁体标号相同的砼。
模型支立、加固必须稳定、牢固，确保梁片成型的几何尺寸。
封端的工作量不大，但其结果对梁体的美观影响很大，故不能疏忽。
封端仅对伸缩缝端进行封端施工，连续端不需要封端。
安装模板前先将T梁端部凿毛处理，然后绑扎封锚钢筋，并在接缝两侧贴海绵胶带。
模板安装后要检查与T梁连接处的模板缝隙，符合施工要求后开始浇注封锚混凝土。
见“附图4－5，T梁施工工艺框图”。
梁（板）预制实测项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
权值
1△
混凝土强度（MPa）
在合格标准内
按附录D检查
3
2
梁（板）长度（mm）
+5，-10
尺量：
每梁（板）
1
3
宽度（mm）
干接缝（梁翼缘、板）
±10
尺量：
检查3处
1
湿接缝（梁翼缘、板）
±20
箱梁
顶宽
±30
底宽
±20
4
高度（mm）
梁、板
±5
尺量：
检查2处
1
箱梁
+0，-5
5△
断面尺寸（mm）
顶板厚
+5，-0
尺量：
检查3个断面
2
底板厚
腹板或梁肋
6
平整度（mm）
5
2m直尺：
每侧面每１０m梁长测1处
1
7
横系梁及预埋件位置（mm）
5
尺量：
每件
1
后张法实测项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
权值
1
管道坐标（mm）
梁长方向
±30
尺量：
抽查30%,每根查10个点
1
梁高方向
±10
2
管道间距（mm）
同排
10
尺量：
抽查30%,每根查5个点
1
上下层
10
3△
张拉应力值
符合设计要求
查油压表读数：
全部
4
4△
张拉伸长率
符合设计规定，无设计规定时±6%
尺量：
全部
3
5
断丝滑丝数
钢束
每束1根，且每断面不超过钢丝总数的1%
目测：
每根（束）
3
钢筋
不允许
结束语
以上是预应力混凝土T梁预制的工艺流程，同时由于该分项工程是一个涉及到技术强度高，安全风险大的施工过程，因此施工时注意以下几点：
1、组织有关施工人员认真学习有关施工规范和施工组织设计,了解设计意图。
对重要分部工程做出详细的施工组织方案，施工前做好技术交底工作,严格按图施工，做到事前控制，事后验收的质量第一的意识。
2、加强材料管理，严把材料质量关。
严格按设计所标明的材料型号、性能、厂家进行采购，每批进场材料除有厂家质检合格证明及有关说明外，还按照有关规范要求抽样测试，由试验室进行测试工作，测试合格后才能使用，不合格的材料不得进场，已进场的则及时清理出场。
对不同类别的材料统一管理、分类存放，并有明显的标志。
领料时，仔细核对材料型号、性能与所申请使用材料是否一致。
混凝土施工严格按配合比进行进料。
3、做好检测与实验控制工作，针对工地实际情况，对计量器具定期检查、校核以保证其准确性、并配足各类测试设备和相关专业人员。
4、在预制力张拉钢绞线开盘时，应注意回弹伤人，张拉或退楔时，千斤顶后面不得站人，以防预应力筋拉断或锚具、楔块弹出伤人。
5、已张拉完而未压浆的梁，严禁剧烈震动，以防预应力筋裂断而酿成重大事故。
张拉过程中，若发现咔咔声响，或预应力断丝、飞片现象，必须停止张拉检查原因。
6、灌浆时，不得用重物敲击锚头，不得随意碰撞锚头及钢绞线，以防飞锚伤人。
灌浆人员应穿好雨鞋，戴好防护眼镜，操作人员应站在侧面及适当位置，以防胶管喷头甩出伤人。
堵压浆孔和出浆孔时，应站在孔的侧面，以防灰浆及平片喷射伤人。
附图T梁施工工艺框图
参考文献
［1］JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范［S］北京人民交通出版社2006
［2］JTGB01-2003公路工程技术标准［S］北京人民交通出版社2006
［3］JTGF80/1-2004公路工程质量检验评定标准［S］北京人民交通出版社2004
［4］湖北大广南高速公路李家堡大桥施工方案
作者简介：
江林青（1976-1），男（汉族），安徽池州人，现从事湖北大广南高速公路10标项目部测量工程师（测量主管），兼内业工程师。
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