浅议50米预应力T形梁的预制工艺
关键词：T梁,预应力,预制工艺,质量控制
1工程概况
平定高速公路祖河1#大桥，上部采用7×50m预应力T梁，交角90º，下部为空心薄壁墩，钻孔灌注桩基础。根据工程量、生产周期、生产节奏设计各区域所需的最小空间、自立模始至移梁到存梁区所需的周期、各种不利因素的影响及施工总有效时间较短的特点，T梁需设置60个基础，每个制梁台座占地50×4.04m，台座间距离4m。每个预制区采用1台5t龙门吊浇注混凝土，75t、90t龙门吊移梁。
2预应力混凝土T梁制作工艺
2.1台座方案设计
(1)梁底模形式的选择
根据T梁的结构尺寸及自身重量及梁场的地质情况，底模采用混凝土结构、条形基础，木方上铺木板，木板上铺钢板的形式。为防止钢板与木板密贴不严，木板侧面采用50×50mm角钢包边，角钢与顶面的钢板焊接，后在浇注试验梁后，发现马蹄底有漏浆现象，在底模两侧各加了一条橡胶海棉，收到了较好效果。
(2)台座及底模结构
T梁底模采用C20钢筋现浇混凝土结构，底座两端基础作挖深加固处理，台座条基混凝土表面预埋100mm松木方，间距40cm，木方上面铺60mm厚木板，木板上铺4mm钢板，梁端支座位置用型钢加工钢构架，与底模钢板焊接，并与中间底模断开，中间设置反拱3~5cm，按二次抛物线形处理。
2.2模板施工
2.2.1模板的安装
模板的安装要结合钢筋及预应力管道的埋设依次进行。安装前检查:板面是否平整、光洁、有无凹凸变形及残余粘浆，模板接口处要清除干净;所有模板连接端部和底脚有无碰撞而造成影响使用的缺陷或变形，振动器支架及模板焊缝处是否有开裂破损，如有均要及时补焊、整修。
铺设底模:底模板安装前要考虑支架的预留拱度的设置调整、加载预压试验及支座板的安装。
侧模安装:先使侧模滑移或吊装到位，与底模板的相对位置对准，调整好侧模垂直度，并与端模联结好。
端模安装:将胶管或波纹管逐根插入端模各自的孔内后，进行端模安装就位。安装过程中逐根检查是否处于设计位置。端模安装要做到位置准确，连接紧密，侧模与底模接缝密贴且不漏浆。安装模板时要注意预埋件的安装，严格按设计图纸施工，确保每孔梁上预埋件位置准确无误，无遗漏。
2.2.2模板的拆除
当梁体混凝土强度达到设计强度的50%，混凝土芯部与表层、表层温度与环境温度之差均不大于15℃，且能保证构件棱角完整时方可拆除侧模和端模。气温急剧变化时不宜进行拆模作业。拆除前先检查卷扬机等设备的性能，并清理好拟进入的作业面。
侧模拆模时通过顶压机构使侧模脱离梁体，再通过卷扬机滑到相应的位置上。拆模时，严禁重击或硬撬，避免造成模板局部变形或损坏混凝土棱角。
模板拆下后，要及时清除模板表面和接缝处的残余灰浆并均匀涂刷隔离剂，与此同时还要清点和维修、保养、保管好模板零部件，如有缺损及时补齐，以备下次使用。并根据消耗情况酌情配备足够的储存量。
2.3混凝土施工工艺
2.3.1混凝土搅拌
根据混凝土的强度要求选择合适的水泥强度等级，高效减水剂及其它掺加剂，使混凝土具有较好的和易性，坍落度在规定范围之内。
试验人员在开盘前每天必须测定砂、石含水率，将混凝土理论配合比换算成施工配合比；混凝土配料和计量必须按试验室通知单进行。要检查砂、石的质量情况，核实使用原材料与配合比通知单是否相符，数量是否足够；混凝土拌合物塌落度45min损失不宜大于10%，入模前含气量应控制在2%~4%，混凝土自搅拌加水至入模时间不得超过45min。
2.3.2混凝土运输
采用小型翻斗车运输，翻斗车在运送混凝土过程中的速度不应大于50m/s，以免混凝土发生离析。混凝土在高温季节运输应进行覆盖，不宜在太阳下暴晒。同样在低温环境下运输应采用保温材料覆盖。运输完毕后应立即彻底车厢。
2.3.3混凝土浇筑
1）连续浇筑，一次成型；
2）灌注中不得用振动棒推移混凝土以免造成离析。在浇筑过程中，设专人检查模板、钢筋，发现螺栓、支撑等松动应及时拧紧和打牢。发现漏浆应及时堵严，钢筋和预埋件如有移位，及时保整保证位置正确；
3）浇筑入模时下料要均匀，注意与振捣相配合，混凝土的振捣与下料交错进行，每次振捣按混凝土所浇筑的部位使用相应区段上的振动器。为防止混凝土离析，混凝土下落距离不超过规定值；
4）梁体混凝土浇筑采用侧振并辅以插入式高频振动棒振捣成型。混凝土振动时间，应以混凝土表面不再下沉、没有气泡逸出和混凝土表面开始泛浆为度，但亦不应少于30s，注意总结经验，掌握最佳的振动时间;混凝土振捣应有专人指挥、检查、振捣，应定人定点分片落实到人。
2.3.4混凝土养护
混凝土一般用洒水养护，洒水次数应以混凝土表面湿润状态为度。洒水养护的时间从灌注完开始计时，一般不少于7天。在对梁体进行洒水养护的同时，要对随梁养护的混凝土试件进行洒水养护，使试件与梁体混凝土强度同步增长。当气温在+10℃以下时，梁体要采用保温保湿措施。当日平均气温低于15℃，不得进行浇水养护。
2.4预应力施工
2.4.1预应力张拉
1）张拉工艺流程：制束→穿束→预张拉→初张拉→终张拉→锚具外钢绞线切割。
2）下料与编束:按设计尺寸下料后，编束时应先将钢绞线用理顺，并尽量使各根钢绞线松紧一致。
3）穿束方法:预应力钢绞线安装，在梁体混凝土强度达到张拉要求后进行。
4）预施应力按预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行。张拉前，应清除管道内杂物和积水。
5）当混凝土强度应达到设计强度的50%，此时T形梁带模预张拉，但模板应松开，不应对梁体压缩造成障碍，张拉数量、张拉力、张拉顺序符合设计要求;当梁体混凝土强度达到设计值的80%，且侧模板拆除后，进行初张拉。张拉数张拉力、张拉顺序符合设计要求;梁体混凝土强度、弹模达到设计值、龄期不少于10d后进行终张拉。
6）张拉操作程序:0—0.2(测初始伸长值、测工具锚夹片外露)—(测伸长值、测工具锚夹片外露、持荷2min)¬—补油至¬—回油到0(测总回缩量、工作锚夹片外露量)。
7）伸长量计算
张拉时钢绞线束之计算伸长量按下式计算:
式中：a—锚圈口及喇叭口摩阻系数，须按实测数据调整计
—锚外张拉控制应力(Mpa)
—初始应力，一般取=0.16k
L—钢绞线束长度(mm)
2.4.2灌浆
有粘结钢绞线张拉完后静停12h进行观察，如未发现异常则尽快进行孔道灌浆（一般不超过72h），以防预应力筋锈蚀或松驰。灌浆用42.5MPa普通硅酸盐水泥，水灰比为0.4～0.45，水泥浆内掺减水剂的氯盐不得超标，水泥浆抗压强度≥30MPa。灌浆前清除管道内杂物，保证管道畅通。压浆次序自下而上，压浆从一端压入（两跨宜从中部压入）,一次压满，待另一端溢出浓浆后，封闭出浆管，并检查确认无漏浆时封闭进浆管，然后撤除压力。输浆压力≥0.5MPa，输浆管长度≥30m增加0.1～0.2MPa。水泥浆自调制至压入管道的间隔时间不得＞40min。灌浆完后相隔1h对每个排气孔进行人工补浆，待所补水泥浆初凝后即可切除排气孔。每班做1组7.07cm3标准试件，标准养护28d用来评定水泥浆强度。灌浆工作完毕后，应全面彻底清洗设备。
3预制T梁混凝土外观质量控制
在预制T梁施工过程中，混凝土表面经常会产生麻面、蜂窝、烂边、胀模、气泡、收缩裂缝和掉角等外观质量问题，针对这些问题，提出以下一些预防措施：
(1)蜂窝、麻面、水纹。预防措施：①混凝土配合比选择。T梁质量的好坏，除了要选用质量合格的组成材料外，配合比的选择是否合理也非常关键。②混凝土的和易性。要求混凝土拌和物具有适于施工的和易性，以期硬化后，能够得到均匀密实的混凝土，混凝土拌和物的和易性包括流动性、粘聚性、保水性等三个方面的性能。③T梁混凝土捣固。提高捣固人员的经验和水平，并选择合适的震动器和混凝土浇筑方式。
(2)胀模。这要求在装模时使用完好的对拉螺杆、螺母：拆模后及时修整模板，确保模板刚度、平整度满足质量要求。
(3)毛边和烂根。一般易出现在梁端、马蹄根部。预防措施：①接缝处粘夹橡胶海绵胶条止浆，拼缝设计成搭接企口缝：预制台座底膜包边角钢表面粘贴橡胶海棉胶条并压紧：模板安装牢固，防止模板底边与底模存在变形间隙②振捣马蹄混凝土时，附着式振捣器的安装位置一般为马蹄1/3高处，避免振捣器太靠近模板底边、拼缝。③拼缝两侧的振捣器同时起振。
(4)收缩裂缝。一般出现在T梁翼板项面、翼板根部与腹板连接处、吊装预留孔，宽度多在0.05～0.2mm之间，其走向纵横交错、无规律性、分布不均，并随温度和湿度变化而逐渐发展。预防措施：①混凝土终凝后及时用无纺布与塑料布封闭保湿养生，避免曝晒，养生龄期为7d。②振捣密实而不离析，混凝土收浆时，人工对顶面混凝土进行二次抹压，以减少收缩量。③严格控制混凝土的坍落度，始终保持在5～7cm。
(5)底模漏浆。预防措施：①设计上在底模侧面安装“U”形槽形胶。同时，槽形胶上部须顶紧底模面板，以防因捣固震动，水泥浆从槽形胶与底模侧面漏出。同时，严格控制底模子口尺寸，以防止槽形胶起不到应有的作用。②严格控制底模宽度(精度为士2mm)：③底模中线用经纬仪量测：④底模除T梁吊装孔位置以外，接缝处全部采用整体焊接打磨，使其成为无缝底模。
6结束语
高速公路T梁的施工工艺，是一个较现实的课题，近年来，公路交通建设的迅速发展，促进了地区之间的经济发展，混凝土连续梁桥已经十分成熟，其施工工艺及技术正在不断被广大工程技术人员所掌握。桥梁的施工是一个比较复杂的工程，随着桥梁跨径的增大，T形梁截面的加大，受力也变得更加复杂。还有很多的问题需要进一步研究。
参考文献：
[1]蔚建华预应力混凝土桥梁施工技术要点北京:人民交通出版社，2003
[2]林胜预应力桥梁现浇连续梁施工工艺科技信息2007，(22)