公路工程预应力T梁预制施工工艺设计及实施

倪卫刚

（云南交投集团云岭建设有限公司路面工程分公司，云南 昆明 650000）

中小跨径桥梁在我国已建桥梁中占据较大比重，中小跨径桥梁中预应力砼梁桥占有主导地位。随着我国交通运输事业的发展，预应力砼T梁因自重轻、安装方便等优点在高等级公路建设中广泛采用。普通装配式钢混简支梁耗材多，主梁片在自重荷载下易出现裂缝，在桥梁跨度大于20m往往采用预应力T型梁桥结构。目前中等跨度桥梁施工设计中普遍采用简支连续T梁结构形式，预应力T梁具有优良使用性能，但由于局部设计不合理等因素，很多预应力砼T梁桥经过多年运营出现承载力不足特征，T梁出现跨中挠量过大等病害，预应力砼T型梁安全运营面临严峻形势，施工质量影响桥梁使用寿命。研究T梁预制施工工艺具有重要意义。

1 预应力T梁施工技术研究

公路交通运输掌握国家地区物流网主要命脉，我国高速公路建设自新世纪开始大规模建设，中等跨径桥梁普遍选择预应力砼连续梁设计方案。高等级公路行车速度较高，需要服役桥梁具有良好连续性能，为用户提供舒适平稳的行车环境。目前高速公路较小跨径常用预应力装配式施工的T梁形式［1］。T梁上部结构为简支状态预应力砼板，桥面连续简支桥梁由于桥面开裂等缺点，不能适应高速公路对行车要求。

预应力砼是当今土木工程界采用最多的结构之一，早期预应力思想运用源于我国古代，法国人弗拉西奈在20年代末研制出预应力砼结构，首次运用于德国Dresden西南的Aue桥上，预应力砼充分利用砼材料抗压性能，克服砼抗压能力差的弱点，使得预应力砼具有跨度大等优点。二战后基础设施建设加快，德国拜尔杜因斯坦桥首次采用悬臂浇筑后张法预应力施工，标志着预应力砼梁进入大跨径时期。我国自50年代开始发展预应力梁桥，1956年建成首座预应力钢筋砼新沂河铁路桥，自改革开放后，桥梁建设事业迅速发展，结构受力及施工工艺等方面获得重大突破［2］。1988年建成广州洛溪大桥是我国首座大跨径预应力砼连续钢构桥。

混凝土T梁在高速公路建设中得到广泛使用，施工速度快，主梁质量得到很大提升。普通梁桥主梁以承受剪荷载为主，钢混简支梁主梁横截面设计中，采用T型符合受力特征。减小截面尺寸，增大跨越能力。随着预应力体系的发展，布置预应力钢束提高T梁抗裂性。但通过对竣工T梁调查发现普遍存在缺陷病害。常见的梁体表层砼剥落；桥位处发生滑坡，盖梁出现裂缝；结构刚度不足；支座脱空倾斜等。T梁施工中产生病害往往由多种因素造成，设计验算未考虑工况，交通量变化引起结构病害。加强对预应力T梁施工工艺研究，科学设计工程施工方案，严格按照施工技术要求控制质量才能保证预应力T梁工程顺利完工。

2 公路预应力T梁工程概况

楚雄至大姚高速公路项目位于滇中西部，是云南高速公路网规划中第10条联络线的组成部分；拟建公路是省、州、县的地方经济干线，是通往西部省份的重要通道。项目路线起于楚雄西，接滇中城市经济圈高速公路环线、至楚雄高速公路；接规划大姚－永仁高速公路。

第二合同段二分部起点位于王小冲，公路等级为高速公路，路线全长20.5km。K72＋000～K83＋300位于大姚境内［3］。设连接线连接南永二级公路、大姚南山坝工业园区。

合同段位于构造剥蚀波状起伏缓丘洼地，以剥蚀为主而形成的地貌形态。锯齿状山顶和鱼鳍状山脊，谷坡在45°以上。山间盆地地貌，主要分布于姚安及大姚盆地，上部以黏土为主。合同段属于金沙江水系，主体为低山丘陵区、河谷阶地地貌。地下水接受大气降水的补给。楚雄州境属亚热带高原季风气候区，≥10℃的活动积温5036℃，降水主要集中在5～10月，无霜期242天。项目区水系发育，库泊诸多。路线及其两侧存在不稳定高边坡等环境地质问题。部分地质构造复杂，构造线方向以近南北向为主，与构造线走向一致，路线多以桥隧和路基工程为主，部分路堑边坡为不稳定高边坡。拟建区域主要为软质岩，因岩体存在风化差异，表层岩体完整性差，泥岩呈散体状，产生掉块、小型崩塌灾害。

图1 预应力T梁预制施工工艺框图

3 预应力T梁施工技术

按照施工图纸确定出钢筋绑扎顺序，考虑预埋件的准确安放，钢筋绑扎与焊接分为现场和加工厂，现场采用冷轧丝绑扎，加工厂制作钢筋进行焊接或机械连接。位置应在结构受力较小处，搭接长度应符合有关规定。钢筋安装后须经监理工程师检查后浇注混凝土。首先熟悉设计图纸，大批量制作前先制作样板，单件钢筋制作成品质量要求规格形状正确；钢筋弯曲点处不得有裂纹［4］。底模上划出各箍筋位置。翼缘板钢筋待模板安装后进行。要求纵横钢筋绑扎成型后相互垂直，垫块砂浆标号不低于C50。

制作模板钢材应有出厂合格证书，经外观质量、刚度检验合格后投入模板制作。根据结构部位特点，设计不同分块的模板，模板变形验算合格。模板加工成型后堆放应整齐，堆放位置以方便取出，上盖帆布以防晒遮雨。将定型模板先进行试拼装，当模板平整度等误差要求符合设计要求时，将定型模板进行拼装固定。模板安装应多次严格检查，调整至设计要求的平整度后进入下个工序。模板安装顺序底模板在先，底模板安装好后，均涂以脱模剂。钢筋工程施工时保护底模板。模板安装后须经监理工程师检查才可进行混凝土浇筑。混凝土浇筑强度达到85%方可拆除模板。采用龙门吊拆除模板，首先是松动各拉杆和对口木楔，让模板自由离开梁体，模板与梁体分离直接影响梁体的外观质量，发现有局部相抵等情况要加以处理。

混凝土经外观均匀性验收合格后，可投入浇筑施工。根据工程结构部位，配置以不同的振捣机具。浇筑混凝土前，钢筋应清理干净，不得有施工碎屑。混凝土自由倾落的高度不得超过2m，混凝浇筑要求连续，发生中断时间应小于前次初凝时间。混凝土浇筑应根据结构尺寸斜层法进行，振实厚度不得超过30cm，插入式振捣器要垂直地插入混凝土内，插入深度不应超过5cm。对钢筋密集部位浇筑应注意重点振实。桩基础的浇筑采用密封导管导落。

混凝土浇筑后立即养生，内外温差控制在15℃以内，表面覆盖湿麻袋密封养护，拆模前保持混凝土湿润；拆模后预制T梁板至少养护14天。养护注意温湿度。注意控制混凝土的温度变化。采取保温和散热的综合措施，防止温差过大。

梁体混凝土达到设计允许强度要求后张拉预力，严格按设计值进行。按设计力以力控制为主。采用智能张拉千斤顶两端对称张拉。张拉程序：0→初应力→30%σk→100%k。两端千斤顶升降压、测伸长等工作同时进行。精确控制张拉力，当力达到设计值与理论伸长值误差在设计范围内，作好现场张拉原始记录。规定不允许发生断丝。构件混凝土强度达到设计规定要求张拉，对构件质量等进行检查。采用通孔器或压气等方法清除堵塞物，清除干净构件端部预埋件的焊渣、混凝土残渣等【5】。在钢绞线束穿束时，用穿束器将钢绞线牵引穿过孔道。按每束预力钢绞线顺序排号，防止在孔道内交叉扭结。按锚具片号嵌入预力钢材。用手锤轻轻敲击，保持夹片外露面整齐一致。

有粘结预力钢材的后张法预力混凝土构件，向孔道内压满水泥浆，压浆工作在张拉完毕后进行。压浆时压力取0.3～0.4MPa。孔道较长时压力稍大，压浆前用压力水冲洗孔道，每孔道于两端各压浆一次。间隔时间以达到先压注的水泥浆未初凝为度，压浆均匀进行。对泌水率较小的水泥浆，采取一次压浆的方法。预制件张拉达到设计要求后，将多余钢绞线用手提切割机切割，将混凝土端口周围清整冲洗干净。设置绑扎钢筋网。封锚混凝土符合施工设计要求。

4 结语

预应力T梁具有较好的连续性能，满足现代交通运输高速舒适的行车条件。但施工运营中产生结构性病害，对结构承载力，美观性造成影响。本文以楚姚高速公路T梁工程为例，总结预应力T梁施工关键技术，为同类工程施工提供参考。T梁预制施工技术质量管控关系到桥梁工程建设质量，T梁预制是复杂的系统工程，要加强各环节施工质量控制，严格执行设计规范，科学管理，创新工艺，保证工程施工质量，提高桥梁耐久性。