公路 T 梁预制质量的控制技术研究

代桂兰

(中铁上海工程局集团第七工程有限公司 陕西西安 710032)

摘要：在公路桥梁建设中，预制T梁的质量控制对后续梁体架设及桥面施工具有很大的影响作用。本文以中铁上海工程局集团第七工程有限公司承建的昔榆高速第九标段制梁场的公路T梁预制过程为研究背景，对T梁预制过程发现的混凝土质量控制及工装的选择等系列问题及其影响因素进行分析和探究，进一步对在公路T梁预制施工过程中总结出的质量技术控制方法及改进措施进行阐述和说明，为相关施工人员的工作实践顺利进行，该控制技术的研究可有效的为国内公路T梁预制的质量控制提供一定的参考。

关键词：公路 T梁预制 混凝土浇筑工艺、后张法、压浆、封锚、改进措施

引言

简支T梁是桥梁上部结构的一种，在我国公路、普通铁路、客货共线铁路以及重载铁路等建设中被广泛采用。由于T梁都是多片式组合成孔，通过工厂预制及架梁后现浇施工形成整孔桥梁，工序复杂，预制质量对后续施工活动的顺利开展影响较大，直接关系到桥梁的质量与安全^[1]。在简支T梁预制过程中，应紧盯施工各个环节，对惯性质量问题进行有针对性的预防，结合施工管理经验严格按照设计图纸施工，才能保证简支T梁符合设计要求。因此，为了保证T梁的预制质量，必须加强T梁预制过程中的技术控制，提高施工方案的合理性，以提高交通建设工程的质量。简支T梁预制施工质量控制技术主要分为原材料及配合比的质量控制、工装的选择、混凝土的浇筑工艺、预应力的精确控制、孔道压浆与封锚等五个方面，本文接下来将从这五个方面详细对简支T梁预制施工质量控制技术进行分析与讨论。

1 原材料和配合比的质量控制

混凝土原材料质量控制是公路T梁预制质量控制的关键，浇筑使用的混凝土应具有良好的工作性。为了保证混凝土的工作性符合施工及规范相关要求，要对混凝土用原材料材料进行严格控制。

1.1原材料控制

对于配置预制T梁用水泥、砂石料、水等原材料均要检测合格。工程实践中，较多的混凝土结构物开裂的影响因素是由水泥的高含碱量所引起的收缩变形导致，为阻止碱含量对混凝土的开裂的影响，根据现行规定及预制T梁的使用情况，尽量避免使用有碱活性反应的集料，如受到地材限制不得已使用碱活性集料时，水泥的碱含量应控制在0.6%以内；砂石料质量直径影响T梁的弹性与拱度，建议采用细度模数在2.6-3.1之间的河砂，并严格控制颗粒级配，良好的级配范围可有效降低混凝土中的用水量，进而减小混凝土的收缩变形值，进而可以提高混凝土的耐久性；粗集料建议优先采用Ⅱ类碎石，其颗粒级配和粒径大小直接影响混凝土中胶凝材料总量和用水量，因此控制其级配和粒径可以减少水泥用量且混凝土不易离析、和易性较好；同时粗集料的最大粒径应控制在20mm以内，可防止集料过大被卡在钢筋的间隙影响混凝土的密实性及外观质量；对于拌合用水，应保证水中氯离子含量在500mg/L；减水剂应使用引气型聚羧酸高效减水剂，可有效降低用水量；通过试验，确定采用Ⅰ级粉煤灰，掺入量为20%，有大大提高混凝土拌合物的和易性，有利于混凝土的浇筑施工。

1.2配合比控制

在保证原材料的同时，还应当结合结构物的需要，通过适配确定混凝土配合比，混凝土标号C55,水泥采用P.O52.5，胶凝材料用量控制在470-480kg/m³，因混凝土从搅拌机出料到浇筑入模时间不超过15分钟，故仅在浇筑地点检测混凝土的坍落度，坍落度控制在160mm-200mm。

2 工装的选择

影响预制T梁质量控制的工装主要有制梁台座及底模、模板、钢筋绑扎胎具等。

2.1 制梁台座及底模

预制梁板的台座强度要满足张拉的要求，地基应具有足够的承载力和良好的稳定性，尽量布置在地质较好的地基上，在不良地基路段及台座两端一定范围内的地基应优先采用换填等方式进行特殊加固处理。底模应采用通长钢板，严禁采用混凝土作为底模。推荐优先使用不锈钢底模板，钢板厚度建议使用8mm，并确保钢板平整、光滑，防止粘结梁体底板造成梁体底部出现“蜂窝”或“麻面”等不良外观情况；同时底模钢板应采取防止变形的措施，根据设计图纸提供的理论拱度参考值，结合现场的实际情况，正确预计梁体拱度的变化数据，在预制台座上按T梁跨度设置相应的预拱度。当预计后张预应力混凝土的上拱度值较大时，有可能会对桥面铺装等下一道工序的施工产生不利影响时，宜在预制台座上设置反拱。鉴于支座是水平放置的，对于纵坡或横坡较大的桥梁，需要将梁底的预埋钢板在顺桥或横桥方向设置一定的角度，以使支座与梁底之间贴合良好无缝隙，并确保梁的支点和支座的均匀受力，因此预制台座应具有对梁底的支座预埋钢板或楔形垫块进行角度调整的功能，并应在预制施工时严格按设计要求的角度进行设置。

2.2模板制作与加工

T梁模板加工质量是保证T梁结构尺寸准确和外观质量美观的关键，因此须委托专业的钢结构加工厂进行模板加工，钢模板应有足够的强度、刚度和稳定性，结构尺寸规范、表面平整度和不同模板之间的螺栓连接孔必须满足相应的精度要求，加工完成后经验收合格方可投入使用。梁体模板与底模采用精扎螺纹钢对拉杆方式固定可有效避免梁体底板漏浆、模板上浮等因素引起的梁体高度超差等质量问题。模板在梁体倒角处建议设置为圆弧形，可以有效避免梁体脱模造成缺棱掉角的问题。模板间的拼缝应尽量设置在横隔板的中间，有效保护横隔板棱角完整。T梁模板侧模与端模必须有效固定并加固牢靠，且应该在侧模翼缘板上设置与端模的固定限位，以保证T梁翼缘板不会出现跑模现象。

2.3胎具、钢筋绑扎及预埋件安装

钢筋绑扎胎具是利用槽钢、角钢、无缝钢管以及螺栓等钢材加工制成的一种安装辅助工具，胎具合理有效的使用可以减小T梁钢筋安装过程中的人为误差从而确保T梁主筋间距以及钢筋保护层厚度，胎具的规范化施工可以大大节省施工成本和降低劳动强度。

钢筋绑扎定位安装时根据钢筋的规格及设计要求来匹配钢筋的数量和间距，采用弹墨线方式进行定位标记，标记清楚钢筋在胎具的具体位置，按照设计图纸及技术交底进行钢筋的绑扎、焊接施工作业。钢筋交叉点采用点焊的方式来加强焊接，保证牢靠。钢筋在绑扎和安装时必须确保定位准确，尤其关注端部横向连接筋和翼缘钢筋等薄弱环节。另外安装钢筋时要采取合理措施躲避开波纹管等，如波纹管与钢筋绑扎位置有冲突时，可通过调整钢筋位置来解决，不可调整波纹管位置。

混凝土保护层控制采取垫块的方式来解决，垫块抗压强度不得低于梁体设计强度。垫块呈梅花形布置，并尽量靠近钢筋交叉点处。梁底垫块沿梁长方向布设位置在管道定位网钢筋处，以保证管道坐标的位置正确。顶板垫块的布设以保证受力筋位置及钢筋保护层厚度为原则进行布设，并充分考虑混凝土浇筑过程中混凝土冲压及施工机具、人员负重的影响，间距不得过大。桥面内侧及外侧翼缘板各布设垫块。保护层垫块按照50cm间距进行设置，且保证每平方米垫块数量不少于4块。垫块绑扎时使卡槽卡紧钢筋，椎面顶住模板，扎紧绑丝，使垫块不得随意窜动。扎丝利用垫块本身的扎丝，不得使扎丝头伸入保护层内。

梁体预埋件主要是梁端及跨中横隔板连接钢板、预埋T钢等。横隔板连接钢板安装固定时需要确保钢板与模板紧贴密实，使用的螺栓固定牢靠，避免移位。预埋T钢固定在侧模上，上下对角螺栓固定。孔道的定位钢筋建议采用井字形，直线段定位钢筋的纵向间距控制在60-80cm，曲线段定位钢筋纵向间距控制在40cm以内。

底腹板钢筋成品 顶板钢筋成品

3.混凝土的浇筑工艺

浇筑混凝土前，应严格按照设计图纸检查钢筋数量、间距、位置、尺寸、保护层厚度，检查预留孔道和预埋件位置是否准确，是否齐全，检查模板的形状和尺寸是否正确，接缝是否紧密，清除模板上的杂质，并用清水冲洗，模板内侧需涂刷专用隔离剂，避免混凝土粘结在模板上造成混凝土表面脱皮。拉杆、模板连接螺栓牢固可靠，检查验收合格后进行混凝土的浇筑。混凝土浇筑应考虑混凝土的浇筑顺序，不允许模板和预埋件产生不利的变形或者下沉；为确保混凝土振捣密实，浇筑过程中，严格按照施工方案中的水平分层、斜向分段的浇筑工艺进行，每一层的浇筑厚度控制在30cm以内，上层混凝土必须在下层混凝土振捣密实后且初凝或能重塑前浇筑。通过振捣使混凝土处于理想的密实状态，采用附着式振捣器及插入式振捣器相结合的方式进行振捣，严禁使用钢管或钢筋进行振捣，每次振捣要严格掌控振捣时间，振捣时每一振点的振捣延续时间以15-25s为宜，混凝土表面出现一层薄薄的水泥砂浆且骨料不在下沉、气泡不在上浮，以达到混凝土最佳密实度而又不损伤管道为宜。在混凝土浇筑振捣过程中，应留取同条件养护试件，为后期预应力张拉提供数据支持；同时采取措施防止振动棒撞击波纹管使波纹管移位，现场技术人员随时检查模板、螺栓等，发现模板有变形或移位等特殊情况，应停止浇筑采取措施后方可施工；浇筑时应对现场混凝土进行性能检测。混凝土浇筑完成初凝后终凝前要及时养护，养护期间要保持预制T梁湿润，养护时间一般为7天，冬季施工时应按照冬季施工方案进行养护

现场混凝土性能（塌落度）检测

4 后张法预应力控制

预制简支T梁经养护、拆模后实体混凝土强度达到设计强度的80%，弹性模量达到混凝土28d弹性模量的100%且不少于14d后方可进行张拉作业。

钢绞线下料长度经计算确定，钢绞线用砂轮锯切割后编束，编束时保证每根钢绞线平行，不存在缠绕现象，每隔0.15m绑扎一道钢丝。待预制T梁实体强度达到设计规定后进行钢绞线穿束，穿束时核对长度对号穿入孔道，穿束工作采用卷扬机进行，穿束前建议用胶带将钢绞线端头固定。

张拉程序严格按照技术交底进行，张拉时调整千斤顶位置，采取两端同时对称张拉，张拉采用应力与应变双控控制，张拉的同时测定伸长值，实际伸长值与理论伸长值误差控制在±6%以内，预应力筋的理论伸长值计算公式按△L=PpL/ApEp计算。在张拉过程中，如有滑移、断丝等特殊情况发生时应退锚采用单根氧割法，逐一将该孔钢束全部退锚，重新更换锚具、夹片、钢绞线进行张拉，此种方法退锚存在一定的危险性，出现类似情况时经相关人员研究确定，并采取相应的安全措施。

测量张拉实际伸长值

5.孔道压浆及封锚

预应力筋张拉锚固完成后切除外漏钢绞线，使其外漏4-5cm，采用聚氨酯防水涂料对锚垫板、夹片以及外漏钢绞线等进行封锚处理，覆盖层厚度不得小于15mm。

压浆前采用充气的方式对管道进行冲洗，并清洗压浆设备，确保管道及设备内不存在残渣和积水等杂质，压浆水胶比按0.28控制。将排气阀、灌浆阀全部关闭，打开抽真空阀，启动真空泵抽真空，观察真空表读数，当管内真空度维持在-0.06MPa～-0.08MPa之间时，停泵约2min，若真空表读数保持恒定，即孔道能维持真空。然后立即开启压浆端阀门，同时开启压浆泵进行连续压浆。锚头封堵采用真空罩，必须封堵牢固，确保灌浆过程中不出现漏浆现象。压浆过程应先上后下，由一端以0.5MPa的恒定压力向另一端压浆，直到另一端流出的浆体性能指标符合规范要求后封闭出浆口。浆液注满压浆管道后应保持0.5MPa恒压5min，压浆浆液自加水开始至封闭出浆口的累计时间不得超过40min。压浆作业流程：密封孔道→设备检查→试抽真空→压浆料搅拌→抽真空压浆→清洗→施工结束

压浆过程中，每片梁体按现行《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》制作3组标准养护试件(40mm×40mm×160mm)，进行强度评定试验。

压浆作业施工完成，通过检查孔抽查，如有不饱满应及时进行补压浆，确认无不饱满情况，水泥浆凝固后及时进行封锚作业。绑扎封锚钢筋之前，应清除锚垫板上的封锚砂浆，同时对梁端锚穴进行凿毛处理以加强后浇筑混凝土与梁体的连接。

封锚作业流程：凿毛→封锚钢筋安装→模板安装→浇筑封锚混凝土→养护

结语

目前我国的预制T梁施工技术水平已经十分成熟．施工工艺及施工管理水平也逐步步入世界先进水平，但是在实际施工的过程中仍然存在大量的惯性问题，从而影响整个桥梁工程的安全及耐久性。昔榆高速第九标段制梁场的技术管理在摸索中逐步完善，虽然在实际操作中仍存在一些不足之处，但是随着我们逐渐掌握质量控制要点，经验得到不断累积，质量管理就会得到不断强化，这为后续优质的工程质量打下了坚实的基础。

参考文献

[1] 邓锋 《T梁预制施工质量控制》 科技研究2014年第12期，2014年12月；

[2] 杜素环 对T梁预制质量控制措施的探讨 LOW CARBON WORLD 2015年4月。

[3] 江顺龙.城市环快线工程的预制T梁施工技术研究2019(11)

[4] 刘海法.预应力混凝土T梁预制与安装施工技术探讨. 2016(8)