桥梁中预制T梁体的施工技术探讨—以西平梁场为例

范红军

【摘要】预制T梁在桥梁工程中应用范围比较广，在实际的桥梁施工过程中往往会出现一些诸如控制梁的拱度、模板施工以及养护等一系列质量难以保证的问题。本文主要以西平梁场桥梁工程，阐述桥梁工程预制T梁施工技术，并从具体的施工工序方面提出相关质量的保证措施，从而避免质量事故的发生。

【关键词】预测T梁；施工技术；桥梁工程

一、工程概况

根据相关资料的要求和现场实际调查，制梁场地设于宝中线K170+289.2右侧，与铺架基地同设一处，该处地势平坦，多为果园，旱地，基地场外岔线接入线路较为方便，预制场上长662m，下长722.6m，宽度122m，占地约129亩。32m制梁台座设30个（其中4个台座与24m梁共用），16m制梁台座2个。预制场进场主施工道路约400米。

二、施工工艺

2.1主要施工技术

简支T梁预制主要采用高性能混凝土、蒸汽养护、裂纹和徐变控制技术等关键技术，确保桥梁预制质量。

2.2工序施工方法

2.2.1 钢筋加工及绑扎

钢筋加工及绑扎工艺流程图见“钢筋加工及绑扎流程图”

2.2.1.1 钢筋加工

所有钢材进场后经检验合格方可使用。

a.圆盘条用卷扬机冷拉调直，伸长率≤1%。下料长度误差不大于钢筋直径的0.1倍且不大于2mm。

b. 钢筋按图施工成型，成型后分类存放整齐，防止受潮锈蚀或沾油污，实施挂牌管理。

c.为了保证尺寸精度，加快绑扎速度，梁体钢筋在钢筋绑扎台座上绑扎成型，桥面钢筋在钢筋平面场分片制作。

d.钢筋绑扎方法：

箍筋上下两端及桥面钢筋两端头所有交点均应绑扎；钢筋弯折转角处的定位钢筋均应绑扎；直线纵横交叉间距小于150mm的交点可以梅花跳绑；梁体端部横向钢筋，每根最少绑扎三点；绑扎钢筋应在扭结时提钩扭花。

e.使用混凝土垫块控制混凝土保护层厚度，要求混凝土垫块强度同梁身混凝土强度，垫块分布应均匀，按品字形布置，间距为40～80cm。

f.绑扎要求见表1。

表1钢筋绑扎允许偏差表

三、模板的构造

T梁模板可采用定型钢模板， 挠度应不超过模板构件跨度的1/400，面板变形不超过1.5mm，模板表面应光洁、无变形。模板接缝严密不漏浆。脱模剂采用干净的机油或色拉油。对于曲线上的桥梁应特别注意横隔板位置和形状的布置。

整套T梁模板由底模、侧模、端模3部分组成。

（1）底模。钢底模在施工中应用较广，它固定在底座上面。钢板底板通常用12～16mm的钢板制成。若采用10mm的钢板， 则必须在钢板两侧加焊角钢补强。自梁端至吊点一段为端底板；梁体吊点处设活动底板，以便脱模吊运；两活动底板之间的中间底板分段长度根据横隔板之间的距离确定。底模也可直接用混凝土台座的顶面， 但基座的顶面两侧必须加焊角钢补强，表面平整，并设有预拱度，如图1所示。

图1底模分段示意图

預拱度是抵消T梁在施加预应力后产生的起拱度，使T梁储备的预应力能达到设计要求。反之，没有预拱度的T梁预应力施加未达到设计值， 起拱已太大，上缘容易出现裂缝，因此，为确保T梁的质量，必须在施工钢模的底板时， 就要实施反拱值的精确放样。如L=30m的T梁，其预度边梁为3.3cm、中梁为3.9cm，按二次抛物线分配，见表2。

表2 T 梁预制台反拱值（L=30m）

（2）侧模。侧模位于梁体的两侧，沿梁长度方向由若干个具有独立结构的单元模扇组成。其长度方向的单元模扇由紧贴于混凝土表面的侧板、支承侧板的水平肋和竖向肋、支托竖向肋的直撑、斜，紧固侧模模扇的拉杆及安装于侧板上的振捣架等构件组拼成的一个整体。

单元模扇长度视设计图的横隔板间距而定，一般取4～5m，可在横隔梁处分隔， 当横隔梁间距较大时，可在中间再划分。同底板一样，预应力T梁的单元模扇要考虑梁体混凝土在预应力作用下压缩的影响，其组拼后的总长度比梁的实际长度增加1/1 000。模扇的侧板，钢模一般采用4～8mm厚的钢板。钢模水平肋的断面大小需通过计算选定，通常用50～100mm的角钢。

模扇拉杆起紧固梁体两侧模扇的作用，可设在梁的顶部和底部，一般用φ20以上的圆钢制作。为便于拆模还需设置拆卸模扇的设施。为了便于拆模，在制作钢模时，可考虑将横隔板厚度调整成内端比外端大2cm，或上端比下端大2cm，这对保护混凝土边角极为有利。

图2 振捣架与拉杆的安装位置示意图

图3 第1套端摸构造示意图

（3）端模。端模位于梁体的两端头，安装时连接在侧模上。后张法预应力混凝土T梁需要用两套端模。第1套是与梁体模板同时支立的端模，其形状按张拉用锚固板的位置做成阶梯状，如图3所示。

第2套是封端用端模，此端模在预施应力和管道压浆之后支立， 目的是封闭锚头和保证梁体外形符合设计要求（第2套端模只是矩形平面，示意图略）。

（4）振捣架。振捣架是将振捣器固定于底板或侧板上的构件。对其要求是能有效地传递振幅，结构坚固装拆方便。

底模振捣架一般构造： 用两根角钢或工字钢焊接在底板下，安装振捣器时，只要将振捣器的固定联板推入振捣架中，并上紧振捣架连接螺栓即可。

侧振捣架一般构造： 将型钢做成的振捣架与模扇上的两水平肋拴连在一起， 振动力通过水平肋作用于模板上。这两种振捣架构造坚固耐用，维修工作量少，振动效果也较好。

四、模板的制作安装与拆除

4.1 模板制作要求

（1）截面尺寸与长度（分扇长度和组拼后总长度）要准确。模板的放样、拼装及整体拼焊应在工作平台上或胎具上进行。工作平台的底梁应具有足够的刚度和稳定性，台面必须平整。钢模放样与下料务必准确，考虑到焊缝的收缩对模扇长度的影响，模扇的下料长度应较设计长度长1/1 000。如模板长度不足，则组拼时在拼缝处稍加调整；若模板过长则不易处理。

（2）模面要平直，转角要光滑，焊缝要平顺，为此模板要采用满焊，焊缝应打光磨平。

（3）模扇间连接组装模扇时，相对位置要准确，焊缝要平顺。侧模模扇端头的连接角钢弯制成型后，用统一的标准样板校验，并成对配套钻孔。

（4）端模、底模要平正，预应力筋预留孔的位置要准确。

4.2 模板安装

台座场地用人工结合机械压实、整平，确保台座无沉陷，排水通畅，场地硬化，布局合理，施工操作方便； 台座底模尺寸要符合T梁的设计尺寸及施工操作要求。台座两端地基强度要能适应T梁张拉后重量集中在两端的状况。

模板的安装与钢筋绑扎配合进行，妨碍绑扎钢筋的模板应待钢筋绑扎完毕后安装。一般是在底板平整、钢筋骨架安装验收后，再安装侧模和端模。模板安装的精度要高于预制梁精度要求。每次模板安装完成需通过验收合格后，方可浇筑混凝土。T梁封端时，端模安装位置要准确，并严格控制端面固定后的垂直度。

为了保护模板方便拆模，模板在使用前要涂抹隔离剂。模板安装完成后，如有缝隙，应及时用破布或木片堵塞，防止漏浆。

4.3 模板拆除

模板拆除的好坏涉及到预制梁的质量和模板的周转使用。过早拆模，T梁混凝土容易损伤；过迟拆模，则可能因混凝土强度的不断增高和产生对模板的粘结力也不断增大而造成脱模困难。因此，应该正确选择拆模时间。规范规定，非承重侧模板应在混凝土强度能保证其表面和棱角不至于因拆模而受损坏时拆除，一般应在混凝土抗压强度达到25MPa时拆除侧模板。承重模板在混凝土强度能承受自重和其他可能的外荷载时方可拆除。不同的结构对强度的要求，可根据施工规范和设计规定执行，单元侧模拆除时用外力作用于模板上，使模扇绕梁体的底部某点旋转而脱离梁体。在梁体顶部施力，使模扇绕下轴点旋转脱模较省力，这是由于模扇自重引起的倾覆力矩有利于脱模。脱模的基本操作程序和注意事项，归纳为以下几点：

（1）拆除拉杆。包括待拆模扇的拉杆和紧固侧板、底板的腹板拉杆和底板下拉杆等。

（2）拆除与待拆模扇相邻的连接。应清除渗进缝内的水泥浆，以消除或减少模扇间的粘结力。

（3）安装施力装置并施力脱模。当采用拉钩装置脱模时，可将钢丝绳扣套在拉钩上，启动千斤顶，施力使模扇转动脱离梁体。当采用拆模活门装置时要先拆除活门，在模扇脱离梁体前，应先拆除横隔板的端模和底模，并在横隔板底部设置支撑，以防止横隔板混凝土因自重的影响而发生裂缝或破坏。

（4）吊移存放。模扇离开梁体后，需移出一定的空隙再起吊，以免起吊时梁体和模扇碰撞。然后吊运到存放处，洗刷、维修、涂油保养，以供下次使用。

（5）模板拆除的过程，T梁混凝土强度还处于较低的时段， 极易因不正确的拆模方法或野蛮操作而造成混凝土边角的损坏， 因此必须避免对梁体混凝土进行锤击或用翘棍强行分离摸板。这时更加需要树立爱护产品，保护产品的意识，确保预制T梁的内在质量和外观完好。

（6）模板在安装和拆除的吊运过程中，必须注意安全。

五、梁体混凝土的搅拌及灌注

混凝土配合比满足混凝土耐久性要求的各项指标。

5.1混凝土搅拌

（1）按工艺要求一片梁的梁身混凝土应在8h内完成灌注。

（2）混凝土配料按试验室给定的施工配合比进行，配料误差控制在下列范围：水泥、掺和料：±1%，砂、石：±2%，外加剂、水：±1%（均以质量计）。

（3）混凝土入模前要求测定混凝土入模温度，温度控制范围：10～30℃。如混凝土入模温度偏低，应采取加热搅拌用水等措施。如混凝土入模温度偏高，应采取骨料堆场搭设遮阳棚降温、搅拌用水降温等措施。

（4）梁体混凝土入模前测混凝土含气量，含气量应控制在3～4%。

（5）随机测量粗、细骨料的含水率，及时调整混凝土施工用水量及粗、细骨料用量，禁止拌合物出机后加水。

（6）投料顺序：搅拌时的投料顺序按砂、碎石、水泥、粉煤灰、矿渣、水、减水剂，混凝土的净搅拌时间不宜少于2min。

（7）开盘后测量混凝土坍落度，观测混凝土的和易性，如不满足施工要求，根据实际情况调整施工配合比。

（8）只有当混凝土入模温度、坍落度、含气量、泌水率等工作性能满足要求时，混凝土方可入模灌注。

5.2梁体混凝土灌注

（1）采用罐车进行混凝土的输送，龙门吊吊运灰斗进行摊铺下灰。

（2）梁体混凝土浇筑时应连续浇注、一次成形，并应具有良好的密实度。混凝土自搅拌加水时起超过1小时不宜灌入梁体内，浇筑间断时限不应超过混凝土的初凝时间。同一孔的两片梁，其浇筑混凝土日期相差不应超过5天。

（3）混凝土灌注下灰力求均匀散开。

（4）梁体混凝土的成型采用侧模振动与插入式振动器结合振捣的工艺，侧模振动采用附着式振动器，振动器功率不小于1.5千瓦，每4米不少于3台振动器，以混凝土不再沉落，不出现气泡，表面呈现浮浆为度，不得有漏振部位，确保梁体混凝土密实。插入式振动器在插入过程中必须严格按照操作规程进行，不得触碰模型，严防漏振及过振的情况发生。

（5）桥面基层混凝土应确保密实、平整，加强表面振捣并执行两次赶压抹平。平整度用1米长靠尺检查，空隙只允许平缓变化，且不大于3mm。

（6）在灌注过程中如发现跑模、跑浆现象，应立即停止振动和下灰，待处理好后方可继续灌注。

六、混凝土的养护

6.1混凝土早期蒸汽养护要求：

蒸汽养护分为静停、升温、恒温、降温四个阶段。

（1）静停时间不少于4h；

（2）升温速度≤10℃/h；

（3）恒温时棚内各部位的温度差不超过5℃，梁体芯部（梁端中央深入30mm处）混凝土温度不应大于60℃。当有试验数据证明时，可采用跟踪梁体表层温度（棚内温度）监测代替梁体芯部的温度监测。

（4）恒温温度为40℃-45℃，恒温时间由试验决定；

⑸降温速度≤10℃/h；

⑹拆除保温设施时，梁体混凝土芯部与表层、表层与环境温差不应超过15℃；

⑺升温时间、恒温时间和降温时间由技术部根据具体情况定，养护制度由技术部以工艺通知单的形式下发到施工班组。

6.2梁体在拆模后采用自然洒水养护，混凝土桥面应采用保温或保湿材料予以覆盖，洒水次数以能保持混凝土表面充分濕润为度，保湿养护时间为14天。如早期采用蒸汽养护、混凝土已达到设计强度，后期仍需自然养护。

6.3气温急剧变化或干燥（湿度<20%）大风天气不拆模。当环境温度低于0℃以下时，蒸汽养护至混凝土达到脱模强度后，待混凝土冷却至5℃以下拆除模型。

七、结束语

综上所述，目前，预应力T 型桥梁预制施工技术由于其独特的优点，在桥梁施工中的应用越来越普遍。预应力T 型桥梁预制施工是一个系统的工程，包括台座设计和施工、模板制作和安装、钢筋加工与安装施工以及混凝土浇筑施工等多个环节，在每个施工环节中，我们要选择最佳方案，以提高桥梁整体的施工质量。

参考文献：

[1]路桥集团第一公路工程局主编.公路桥涵施工技术规范[M].人民交通出版社，2000

[2]孟凡军.冷家坡二号隧道新旧交叠段施工技术[J].铁道建筑.2005（02）