浅谈预应力混凝土T梁施工工艺及质量控制

付银岿

随着高等级公路的快速发展,预应力混凝土结构得到了广泛的应用,作为超静定结构,预应力混凝土连续梁具有比普通的连续梁桥大得多的跨越能力,另外,它可以有效的避免混凝土开裂,同时又具有结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、承载能力大、抗震能力强等优点。在闻垣高速公路建设中就大量采用了T形梁结构,下面就闻垣高速LA10合同段T梁施工介绍一下施工工艺及质量控制。

1 施工工艺及质量控制

1.1 钢筋、模型、波纹管的加工与安装

1)钢筋加工区搭设10 m×20 m的彩钢棚,原材料、半成品存放区采用30 cm厚混凝土台座。

钢筋绑扎工作在预制T梁台座上进行,为保证钢筋的横平、竖直、位置准确、间距均匀,在底座上事先放出大样线,钢筋按线绑扎,横向水平筋的间距按图纸设计要求的间距做成内对内的卡子,在施工中严格控制,保证了钢筋的间距均匀、水平。采用专用的混凝土垫块,腹板按竖向0.5 m,横向1.0 m梅花形布设,底板按0.5 m间距布置两排,均绑扎在钢筋交叉点上,保证了工程质量。

2)安装预埋件(支座连接钢板),然后架立波纹管,首先确定梁跨中为原点建立坐标,根据图纸坐标值,确定孔道底部各断面的空间位置,并用红油漆在底座侧面标注波纹管的起弯点位置和对应高度。按位置焊接架立筋,安装波纹管。安装时波纹管接头处用接头管(大于波纹管0.5 mm)与波纹管套接,并用胶带缠住,达到管道安装牢固,接头密合,弯曲圆顺。波纹管定位钢筋在曲线段间隔为50 cm,在直线段间隔为100 cm设置一组,并牢固焊接。

3)模板采用定型钢模板,安装时板面应平整、光洁,涂刷脱模剂,保持模板正确的线形,为防止漏浆,在模板接缝间粘贴双面胶带,模板底部和顶部都安装对拉杆,个别侧模处加顶方木,以防胀模和跑模。拆模时不能硬砸硬撬,防止模板变形及损坏梁板混凝土。

1.2 浇筑混凝土

1)混凝土由拌合站集中拌制。对混凝土原材料从源头抓起,砂、碎石、水泥和拌合用水等试验合格后方可进场,进场后按批次分别检验,保证了原材料质量,同时在拌和前由专职试验员对砂、石料含水量进行测定,每日由试验室提供施工配合比,拌合站方能开始拌和。由于波纹管及锚区的钢筋比较密集,石料最大粒径选择为1 cm～2 cm。

2)每盘混合料拌合时间不少于2 min,混凝土要均匀,随时检查混凝土的坍落度(10 cm～12 cm)、和易性,注意拌合速度与混凝土振捣速度要相配合,混凝土运输采用罐车运送到预制T梁现场,卸入料斗内,然后用龙门吊起吊横移到浇筑部位卸入模板内,料斗下口距梁顶面不大于40 cm,保证T梁混凝土在浇筑过程中不发生离析现象。

混凝土浇筑时保证连续不间断进行,要考虑到拌合能力、运输距离和浇筑速度相配合。

3)混凝土采用分层浇筑,分层厚度不大于30 cm,分层距离控制在6 m左右。浇筑顺序为从一端向另一端,为了保证锚固区混凝土的密实度,当浇筑到距离另一端5 m左右时,再从另一端开始往回浇筑。为提高混凝土强度,在施工中采用附着式高频振捣器和振捣棒(50棒,30棒)联合完成,其中附着式高频振捣器振捣梁的马蹄部和腹部,振捣时间控制在50 s左右,附着式高频振捣器空载激振力4.75 kN,振动频率50 Hz。附着式振捣器只能振动相应投料区段的混凝土,不能空振,也不得使已初凝的混凝土再受振;插入式振捣棒振捣腹板和翼板部位的混凝土,在振捣过程中不能触及模板及波纹管。

4)混凝土浇筑过程中,每片梁至少做4组试件(试模为15 cm×15 cm×15 cm),1组标养,其余留在工地同步养护,作为拆模、张拉、吊装等工序的强度控制依据。

1.3 拆模

当混凝土强度达到10 MPa时开始拆模,拆模时先松动对拉螺丝,抽出对拉杆,然后从先浇筑一端开始用人工配合龙门吊机拆模,并用10 t倒链、方木等配合龙门吊拆模,拆模后及时打磨模板,堆放整齐。边梁拆模后要及时对翼缘板处用圆木进行支顶,以防梁体倾倒。拆模时要先将模板下落,最后缓缓侧拉,注意对成品混凝土的保护。

1.4 混凝土的凿毛

当混凝土强度达到设计强度的30%时开始凿毛(凿毛过早容易破坏混凝土的棱角,太迟将会给施工带来困难),T梁混凝土凿毛采用电锤与铁錾相配合法进行。首先将凿毛区画线,由外向内按45°左右的斜纹用电锤进行凿毛。电锤未凿到的浮浆用人工配合铁錾进行二次处理,直至浮浆全部凿除干净为止。凿毛完成后洒水冲洗干净,采用钢刷刷洗,将凿除区域的浮渣扫除干净。

1.5 混凝土养护

为保证混凝土有适宜的硬化条件和防止不正常收缩,根据气温情况及时进行浇水养护。拆模后顶板采用土工布覆盖洒水养护的方法,腹板及翼缘板底部采用塑料水管绕梁体一周的方法养护。具体做法是采用直径为2.5 cm的塑料管,在管壁上设置小孔两排,一排孔口向上用于养护翼缘板底部,一排面向腹板用于养护腹板,管口设置三通阀门,派专人负责。养护时间不少于7 d,每天浇水次数视具体情况而定,以能保持混凝土处于足够的润湿状态为宜。

1.6 张拉

1)张拉时间:梁体养护达到7 d且混凝土强度达到设计强度的90%以上时进行张拉。

2)安装顺序:安装工作锚环→工作夹片→限位板→千斤顶→工具锚环→工具夹片(用直径2 cm钢管打紧)。

3)张拉顺序:张拉顺序为 N2→N3→N1→N4(50%)→N5→N4(100%)。

N4首先张拉50%,主要因为N4,N5处于平弯段,防止梁体在张拉过程中产生倾覆。

4)张拉方法:两端对称同时张拉。

5)张拉程序:0→初应力(10%σcon)→100%σcon持荷2 min锚固。

6)张拉步骤:张拉应专人负责统一指挥。

a.张拉至初应力10%时,停机稳压,记录量测伸长值a;

b.张拉至 20%时,记录量测伸长值 b;

c.张拉至100%时,记录量测伸长值 c。

先在一端回油锚固后,再在另一端补足预应力值进行锚固。

实际伸长值ΔL=(b-a)+(c-a)。

张拉时采用张拉力和伸长量双控,以张拉力控制为主,钢绞线伸长值作为校核,伸长值偏差控制在±6%,超过±6%查明原因,再进行张拉。

1.7 压浆封锚

张拉完成后,在24 h内进行压浆。压浆工艺采用真空辅助压浆法,水泥浆水灰比控制为0.45,掺加8%的膨胀剂,水泥浆稠度控制在14 s～18 s之间。现场采用倒锥法对水泥净浆进行测定,当试验合格后开始压浆。将准备好的水泥浆按先下孔后上孔的顺序依次压入孔道,水泥浆在压注前和过程中应经常搅动,水泥浆调制后,经常搅动并应在30 min内用完。压浆开始前,打开两端压浆(出浆)嘴阀门,然后由一端压入水泥浆,压力可在0.5 MPa～0.7 MPa,压注速度为 6 m/min～8 m/min。为保证预应力束孔道全部冲浆,出浆口冒浆后(现场控制以出浆口流出不含气体水沫且稠度与压注浆液相同的水泥浆为准),关闭出浆嘴阀门并加压,稳压期的压力为0.5 MPa,时间不少于2 min。压浆时每工作班组最少做三组试块(试模为70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm)。

为保证桥梁伸缩缝几何尺寸及混凝土线性,非连续端封锚在梁板吊装完成后进行。用砂轮锯切去多余钢束,并保留4 cm,对非连续端焊接绑扎封锚钢筋支模板,用与梁体同标号混凝土浇筑封锚。中支点梁端不进行封锚,采用10号水泥砂浆将外露钢绞线、锚具及钢筋包裹,防止锈蚀。

2 结语

以上介绍了T梁预制施工工艺及在施工中应注意的一些事项,希望能够在日后的施工实践中对大家有所帮助,较好的掌握施工技术,将梁板预制工艺得到进一步的推广应用。

[1]陈中民.预制预应力钢筋混凝土箱梁后张拉施工工艺[J].山西建筑,2007,33(15):130-131.