浅谈后张法预应力T梁梁体刚度施工质量控制暨静载弯曲试验保证措施

浅谈后张法预应力T梁梁体刚度施工质量控制暨静载弯曲试验保证措施

胡学祎

中铁二十三局集团第四工程有限公司四川成都610091

摘要：后张法预应力“T”型梁（以下简称“T梁”）梁体刚度反映了截面抗弯矩能力，在T梁制造中，保证抗弯刚度合格，从而保证T梁承载能力符合设计要求，是T梁最基本的质量要求。静载弯曲试验是检验T梁梁体刚度的一项主要检测方法，是T梁生产许可证取证工作的一项终端检验，也是让许多T梁施工企业心惊胆战的一只拦路虎。本文通过T梁施工实践经验，从混凝土性能与预施应力两个方面分析了造成梁体刚度不合格的原因，并提出防治措施，保证顺利通过T梁静载弯曲试验。

关键词：后张法预应力T梁刚度静载弯曲原因防治

1引言

后张法预应力T梁是我国目前广泛运用于铁路上的一种梁型。梁体刚度是最基本的质量指标，静载弯曲试验是检测方法，T梁施工企业应加大施工过程中的质量管理，保证梁体刚度满足设计要求，保证行车安全。

2造成T梁刚度不合格的因素

2.1原因分析

如图一所示，通过静载弯曲试验检验T梁刚度时，在距T梁跨中8米范围内两侧施加荷载，如T梁跨中位置挠度合格、同时底部受拉区混凝土未开裂，则静载弯曲试验判定梁体刚度合格；否则，判定梁体刚度不合格。

造成T梁挠度超大的因素有：混凝土强度不良、受压时混凝土开裂，混凝土强模过大，与荷载反向的预施应力不足。

造成T梁受拉区混凝土开裂的因素有：T梁挠度过大、混凝土强度不良。

2.2混凝土强度不良

2.2.1原材料质量较差

（1）水泥

在施工前对所选水泥必须进行全面检测，但在施工过程检验中，对不同批次水泥强度只能进行3天强度检测，合格后便投入使用，可能存在水泥安定性不良或28天强度不良的情况；此外，水泥存放过程中可能存在环境潮湿或放置时间过长的情况，造成水泥硬化、结块，活性下降，影响强度。

（2）骨料粗、细骨料质量各项检测指标均偏上限，或粗骨料强度低，抑或砂石级配不良、空隙大、杂物多，等等，都将使混凝土强度降低。

（3）外加剂若外加剂减水率不合格，将使增大水灰比，降低混凝土强度。

2.2.2混凝土配合比不适当

混凝土水灰比是关系混凝土强度的决定性因素。在配制配合比时，若随意搬套使用，造成水灰比过大，水泥用量过小等问题，将使混凝土强度降低。

2.2.3施工影响

施工时可能存在：混凝土拌合时原材料计量不准（变相改变了配合比）；投料顺序、搅拌时间不合要求；运输距离过长使混凝土离析；振捣不够密实；养护条件不达标；等等，都将导致混凝土强度不良。此外，混凝土试件不具代表性，导致梁体混凝土真实强度不足。以上因素，都致使梁体实际混凝土强度偏低。

2.3混凝土弹模过小

T梁预施应力、受压引起的起拱、下挠变形与混凝土弹模有着紧密的关系。弹性模量是所受应力与应变之比，弹性模量过小，导致T梁变形过大，混凝土受拉开裂，静载试验不合格。在T梁施工中，影响砼弹模的主要因素有：粗骨料的空隙率——空隙率越小，刚度越大，弹模则越大；骨料的形状和表面状况——颗粒均匀、针片状含量越少，弹模越大；混凝土水灰比——水灰比越小，弹模越大。

2.4单位截面布筋率小

在T梁施工中，因钢筋绑扎时，未按设计位置及数量布置钢筋或绑扎方法不当，造成吊装、合模、浇筑过程中钢筋移位，单位截面钢筋数量少于设计数量，导致梁体截面刚度不良。

2.5预施应力的影响

除混凝土质量的影响外，预施应力工作质量对桥梁刚度影响最大，直接决定T梁静载试验挠度值的大小，过大的挠度值将导致梁底部受拉区混凝土开裂。预施应力质量包括预施应力大小与预施应力位置方向两方面。

2.5.1预施应力不足

（1）千斤顶磨擦系数超标，校验不准确，导致计算的油泵油压值不正确；

（2）制孔抽拨胶管直径变小，导致预应力管道直径变小，增大预应力筋与孔道壁间的摩阻；

（3）锚具、管道和千斤顶，三者轴线不同心；限位板孔道位置不准确，槽深与钢绞线直径不匹配，增大预应力筋与孔道摩阻、锚口摩阻。

（4）锚具、夹片回缩，砼压缩，钢绞线松驰等造成了应力损失。

2.5.2预应力筋位置方向偏差过大

（1）制梁底模预设反拱设置过大，梁体上拱不足，导致预应力筋起弯高度不足；

（2）预应力筋定位钢筋及网片制作，布置错误或定位空间过大，导致预应力孔道位置偏差较大；

（3）梁体钢筋骨架绑扎不牢，在骨架吊装、合模及混凝土灌注过程中预应力孔道产生移位。

3保证T梁刚度的措施

3.1做好原材料入场检验

3.1.1对于拌制混凝土用的各种原材料，如：水泥、砂、石、减水剂、粉煤灰等，均严格按照相关标准、规范进行型式检验、常规入场检验，同时提供符合要求的存放环境，并注意使用时限（如：刚出厂的水泥性能不稳定，水化热大，安定性差，入场后至使用前的存放时间尽量延长。水泥必须按先到先用的原则使用）。

3.2优化砼配合比，加强过程控制

3.2.1在设计配合比是，必须根据所用的原材料实际情况及施工条件严格按T梁技术条件（TB/T3043-2005）和《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）进行设计、试验、选用，不能随意套用。采用试验的方式选定合理的砼配合比，控制水灰比。同时，在施工期间，可根据混凝土强度的实际情况，对配合比进行微调、优化，增加其强度。

3.2.2严格执行标准和规范的规定，按时校验计量设备，使称量误差在允许范围内。并按技术人员规定的投料顺序、拌合时间等进行混凝土拌制。

3.3合理预设制梁底模反拱度

3.3.1结合施工时混凝土弹性模量大小的具体情况，以及设计图中提供的跨中上拱度、3年总拱度等参数，对制梁底模预设合理的反拱值，使梁体挠度达到理想值。根据设计图纸及以往施工经验，一般32mT梁预设反拱为45mm、24mT梁预设反拱为24mm。

3.4严格控制钢筋绑扎质量，保证钢筋骨架的稳定性

3.4.1严格按照标准和工艺文件的规定进行绑扎作业，务必将骨架绑扎牢固。

3.4.2钢筋骨架吊装至制梁底模就位后，检查骨架绑扎质量，对松动、变形、移位的钢筋及时进行校正，保证骨架的牢固性及单位截面布筋率。

3.5确保预施应力筋位置和预施应力值准确

3.5.1纵向预应力管道采用抽拔橡胶管成孔时，橡胶管出现裂缝或使用时间过长、使用次数较多和直径减少2mm以上或表面脱胶分层时，无法保证预应力管道定位时，及时更换新的橡胶管。

3.5.2预应力管道采用网片和定位钢筋的方式进行定位，其加工精度为0～2mm，要求焊接结实、稳固。布置间距符合设计图纸，严格按照绑扎工装上标识的位置放置定位筋，并与蹬筋绑扎牢固。

3.5.3成孔胶管绑扎时严格控制其位置，使线型平顺，并将接头在距跨中30cm范围内进行分散布置，接头用长度不小于300mm的金属波纹管进行套接，同时在金属波纹管外面用塑料薄膜缠紧，再用铁丝绑牢固，以防止水泥浆串入胶管内。

3.5.4梁端模板位置成孔橡胶管严禁向下垂耷，要求不四处窜动，顺直无大幅度折弯，定位精准，绑扎结实，并确保浇筑混凝土时管道不漏浆、上浮、旁移。

3.5.5T梁试制过程中，委托国家有相应质资的检测机构对管道摩阻、锚口摩阻实地检测，并将检测结果报告桥梁设计单位，由设计单位调整预施应力值，施工单位严格按调整后的数值施工。

3.5.6预应力张拉时，选择与钢绞线实测直径相匹配槽深的限位板。同时，锚具中心需与孔道同心，微调千斤顶所处方位，使顶、孔、锚具，三者“同心”，并在张拉时做到两端基本同步（不同步率控制在5%以内），保持千斤顶施压速度基本一致，使两端同时达到相同荷载。

4结束语

T梁刚度是T梁最关键的“内在”质量，它不仅关系着企业生产的产品是否合格，更关系着行车安全。本文对影响T梁刚度的原因进行了初步的分析，并阐述了在过程中的控制办法，以期能对T梁质量控制有些许借鉴。

参考文献

[1]王振华孙金更牛斌.预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁技术条件TB/T3043-2005[S].中国铁道出版社

[2]杨梦蛟孙金更殷宁骏.预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验方法及评定标准TBT2092-2003[S].中国铁道出版社

[3]黄夏秋.40mT型梁锚索施工与伸长值的计算[J].水电站设计，2006（1）：83-89.