预应力混凝土T梁施工质量通病分析及防范

余尧文

（浙江交工路桥建设有限公司，浙江诸暨 310051）

0 引言

桥梁所跨越的工程地质及水文地质条件复杂多变，涉及到地质、设计、施工、运营、维修管理等方面，随着桥梁的飞速建设，病害问题也日益突出。笔者结合近几年的桥梁施工经验，对预应力混凝土T梁施工中常见的病害整理和加以分析，并提出若干需要进一步探讨的问题。常见T梁质量问题：预应力值达不到设计规范要求控制应力值、梁板裂缝、相邻梁板顶面高差及横隔梁位差、通车后湿接缝上方出现纵向裂缝，面积扩大，发展很快，严重时形成一条破碎带。有些已建桥梁的病害已经影响了桥梁的正常使用，甚至危及行车安全，有些在政府部门的监督下进行了整治，但效果仍然不是很理想，所以应在工程建设过程中确保桥梁建设质量。

1 工程概况

T梁桥有结构简单，受力明确、线形简洁美观、架设安装方便，跨越能力较大等优点，T型梁桥在我国公路上修建越来越多。本文根据丽龙高速公路滩下大桥的现况进行论述。该桥地处瓯江上游，上部构造采用6× 30 m预应力混凝土简支转连续 T梁，重力式U形桥台扩大基础，柱式墩，钻孔灌注桩基础。本文重点描述简支转连续T梁施工质量控制。

2 预应力T梁施工工艺流程（见图1）

3 混凝土T梁施工力学分析确保施工质量

图1 预应力T梁施工工艺流程图

分析桥梁施工过程中的力学性能，确保施工质量。本文主要介绍利用ANSYS对未加固的普通钢筋混凝土梁施加三分点集中荷载，记录其P—v曲线、P—σs曲线、P—σh曲线，以及裂缝的形成、发展和分布情况。由计算可知，在三分点集中力作用下，简支梁的开裂荷载对应的P=7 870 N，极限荷载对应的P=49 527 N。

图2为预应力T梁应力荷载P的变化图，图3为跨中挠度随外荷载P的变化曲线图。

图2 预应力T梁应力荷载P变化曲线图

图3 跨中挠度随外荷载P的变化曲线图

图3的挠度曲线图与试验实测的数据也颇为相似，说明用ANSYS模拟钢筋混凝土粱的有效性。计算数据显示，在P=8 000 N左右的荷载作用下，图2、图3的曲线均出现一个突变，尤其是钢筋应力变化最为显著。该荷载即对应开裂荷载，约为理论计算值的1.0165倍，吻台较好。而在P=48 432 N、的荷载作用下，钢筋达到屈服应力，梁体进入破坏阶段，该荷载与计算值49 527 N为较为接近，也吻合较好。加载过程中，裂缝首先出现在跨中底部，为横向的弯曲裂缝。随着荷载增加，裂缝向上延伸。接近破坏荷载阶段，裂缝迅速发展，在三个方向出现大量裂缝。

为了达到较好的加固效果，在梁体上缘混凝土强度满足的情况下，尽可能施加较大的预应力。钢绞线采用初应变的方法施加预应力，两根钢绞线均施加300 MPa的预应力，最终的有效预应力为：倾斜段σ1=294.95 MPa；水平段σ2=287.81 MPa。这种预应力“损失”是由于混凝土的弹性压缩造成的，而同一根钢绞线的应力差异是转向块处的摩擦（该处设置的摩擦系数μ=0.2）及转角引起的。在该预应力作用下，梁体产生上拱，形式与普通预应力混凝土梁的上拱一样。

对该模型施加三分点集中力，直至梁体上缘混凝土达到设计抗压强度，记录整个过程的P—v曲线、P—σS曲线、P—σy曲线及 P—σh曲线，并观察裂缝的开展情况。分级加载，每级荷载为3 kN，最终加载值为P=94.75 kN，此时计算不再收敛，普通钢筋到达屈服应力。

4 确保T梁施工质量的措施

（1）施工组织设计是承包人开工前，按照合同文件要求，针对工程实际情况，编制的工程实施性方案、计划、施工投入计划，以及质量保证体系等，对指导工程施工、保证施工质量和安全具有重要指导意义。项目部应及时做好施工组织设计的编制工作，上报审批。

（2）严格按照设计规范要求进行张拉压浆，张拉采用双控，严禁单端张拉，采用智能张拉设备。钢筒砂箱简单、安全、成本低，拆除应同步、对称、均匀，尽量减少振动。

（3）在进行主梁混泥土浇筑时，混凝土粗骨料宜用小粒径碎石，同时采用科学的方法严格控制水泥用量以减小混凝土的收缩和徐变。混凝土收缩引起的结构次内力混凝土收缩是随时间而变化的，它的增长速度受到空气湿度等条件的影响，对于墩梁固接的先简支后连续刚构桥，应考虑收缩引起的结构次内力。建议的连续梁徐变次内力计算为：

式中：Mgt为在恒载作用下，考虑徐变影响，连续梁任意截面在t时刻的实际弯矩；M1g为基本结构（或称先期结构）在恒载作用下的弹性弯矩；M2g为连续梁（或称体系转换后的后期结构）在恒载作用下的弹性弯矩。

为改善混凝土的和易性，可适当掺入高效减水剂，主梁混凝土和压浆应采用不小于C50硅酸盐水泥。桥面整体化防水混凝土、湿接缝混凝土及连续接头混凝土分期浇筑，浇筑前，应注意连接钢筋的焊接，应将接触面混凝土凿毛，并清洗干净、不留积水。

（4）主梁的底模、底座应平整坚固以免振捣时模板钢筋移位，对此，要定期检查台座情况。预埋钢筋与主梁普通钢筋焊接，保证预埋钢筋位置准确。锚具垫板、普通钢筋、预应力孔道等的位置要求准确、牢固。边梁有左、右边梁，施工中应注意护拦底座宽度不同引起的预埋钢筋的差别。

（5）立模及混凝土浇筑时，应注意控制T梁顶面横坡度，减少相邻梁板高差，根据气温情况、混凝土强度情况，严格控制拆模时间，减少因拆模引起的混凝土损伤及裂缝。

（6）T梁吊装按吊孔穿索兜托梁底的施工方法，吊点距梁端应小于 120 cm并大于支座到梁端的距离。T梁重心较高，拉梁道路必须平整坚实，以免发生安全事故和破损梁板。梁板安装就位后，应及时焊接湿接缝、横隔梁钢筋。

（7）温度应力影响在整个施工中所占比重随跨径的增大而增大，应引起足够重视。现场整体浇筑T形截面连续梁由温差产生的内力可按公式：

Nt=At×T×α×Ek；M0=-Nt×e；Mt=Mt0+Mtl

式中：Nt为在桥面板中心处由温差引起的纵向力；At为桥面板截面面积；α为混凝土线膨胀系数；Ek为桥面板混凝土的弹性模量；e为桥面板截面重心至全截面重心的距离；Mt0为Nt对全截面产生的初弯矩；Mtl为Nt对全截面产生的二次弯矩；Mt为Nt引起的总弯矩。

为了使预制主梁与现浇整体化混凝土间不产生过大的收缩差，同时减少混凝土徐变引起的上拱值，要求预制主梁的存梁期不得超过 90 d，且同一跨预制梁的施工龄期相差不得过大，以免挠度相差较大。

（8）在浇筑整体化混凝土时，预制梁顶面必须拉毛。这样有利于混凝土与预制梁间紧密结合成整体。可采用垂直跨径方向划槽，槽深 0.5～1.0 cm，横贯顶板宽，每延米板长不少于15道。施工中应根据实际施工工期对预拱度值进行调整，以保证保证桥面线形，做好混凝土养护工作，养护时间不少于10 d。

（9）检查抽样试验。施工过程中的取样试验，是检验作控制工程施工质量的重要手段之一，通过室内试验的现场检测，取得各种工程数据，坚持一切用数据说话。

（10）检测与测量。测量检查与控制是掌握工程施工的平面位置、保护层、几何尺寸、预应力孔道坐标，等必不可少的方法和手段之一，及时改进施工工艺。

（11）工程质量缺陷或事故处理。当施工过程中出现工程质量缺陷或事故时，必须及时采取保护措施，及时组织有关人员迸行现场调查，研究切实可行的处理和补救措施，进行认真处理：处理完善达到要求后再进行验收。对于工程质量缺陷或事故，要由始至终实施过程监督调查，确保工程质量。

5 结语

综上所述，桥梁工程预应力混凝土T梁施工质量控制是一个复杂的系统工程，与工程相关的任何一个环节、任何一个层面、每一道工序都必须认真控制。这就要求施工企业以完善的质量管理体系为基础、科学合理的施工工艺，通过科学的管理方式，以及严格的质量控制确保工程施工质量，避免工程质量隐患的发生，避免质量事故造成的成本增加。

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