39米预应力T梁预制工艺及质量控制

一、工程概况
网易海七桥是南海市中轴线工程海七路上的一座桥梁，该桥为单跨双幅39米预应力钢筋混凝土简支梁桥。桥面总宽40.5米，其中机动车道为2×12.0米，2人行道为2×6.25米，中间分隔带为3.0米，两侧为混凝土防撞栏，桥面铺装层为12cm厚30号防水钢筋混凝土，两桥台处各设一道伸缩缝。
二、主梁预制
　　全桥共有18片T梁，其中内梁14片，外梁4片，设计梁长38.96m梁高1.95m，翼缘板宽1.5m，厚度由中间34cm向两边渐变为18cm，腹板宽度18cm，梁端加宽至50cm，腹板下部局部加大，呈“马蹄形”，梁底马蹄宽50cm，梁两端横隔梁间距为4.08m，中间间距为5.00m，主梁梁体混凝土设计强度为50MPa，内布7束(边梁4、5为9束)钢绞线。
　　(一)预制场的布置
　　预制场设在桥两侧的空地上，重型压路机将原地面压实，确保土基密实度满足要求，然后铺设20cm厚的6％水泥稳定石屑层，最后浇注厚度为20cmC30混凝土，桥两侧共设9个大梁预台座，台座为50cm×25cmC30混凝土，台座@45cm预埋Ф3cm塑料管。
　　(二)主梁预制施工工艺
　　(1)模板制作、安装和拆卸
　　T梁采用定型钢模板，安装时，先将模板清理干净，涂刷隔离剂，保持模板正确的线形，每节模板接缝间、模板与台座结合部，用乳胶粘贴薄海绵以防止漏浆，拆模后，如海绵破坏，则要重新粘贴；考虑模板拆卸方便，每节模板留有一小块活口板，拆除模板时，先卸去夹脚Ф16螺栓，再拆除各段的活板，向外下方将模板拆卸，以防止模板变形及损坏大梁混凝土。
　　(2)钢筋、波纹管的绑扎、安装
　　钢筋在加工场加工后，在大梁台座上安装绑扎，先安装绑扎“马蹄形”部分的钢筋，“马蹄形”部分的箍筋数量多而密，位置不好控制，为此，采取在台座侧面划线定位的方法，用以准确无误地掌握箍筋的根数及间距，横隔板在腹板钢筋完成后再进行安装绑扎；腹板及“马蹄形”部分钢筋全部成型后，开始焊接波纹管定位筋，定位筋间距为0.8m，由于波纹管线形为曲线，为准确控制每一根定位筋的位置，施工中采用尺杆刻度定位法，即按照设计图给出的钢绞线的坐标，算出波纹管底部定位筋的坐标，刻于木方尺杆上，用这尺杆在腹板上划出定位筋的位置，再焊接定位筋，这样可以有效地保证定位筋的准确性。翼缘板钢筋在模板支好后才进行安装绑扎；为保证钢筋保护层厚度，除在钢筋骨架成型时用架立钢筋控制好间距外，再用垫块加以控制，将按设计要求厚度的垫块呈梅花状绑在钢筋的交叉点上。腹板钢筋绑扎完成后，将波纹管按顺序逐根穿入，用20～22＃铅丝与定位筋绑扎牢固，防止波纹管在施工中产生移位或上浮，最后将加工好的钢纹线两端用电工胶布包好包紧，从波纹管一端穿入，从另一端伸出。
　　(3)大梁混凝土的浇筑工艺
　　为确保大梁混凝土质量，采用商品混凝土，混凝土的配合比见表一；T梁采用水平分层浇筑，每层厚度不大于30cm，浇筑顺序为“马蹄形”部分—→腹板—→翼缘板，混凝土输送泵车将混凝土直接泵入模内，混凝土以45?倾斜角由两端向中间浇筑，要求连续浇筑，一次成型。T梁的腹板宽只有18cm，下面马蹄宽为50cm，因此，“马蹄形”部分振捣实是施工关键，常规的插入式振动器难以达到施工要求，故大梁混凝土浇筑采用附着式振动器与插入式振动器结合使用的振捣工艺，在波纹管以下部分和梁底“马蹄形”部分安装0.5KW的附着式振动器，每侧模板按@150cm设一台，两侧跳间布置，形成整梁以@75cm的形态；在梁端的腰部各增设一台附着式振动器，以保证张拉区混凝土振捣密实。在钢筋、波纹管密集区采用附着式振动器进行侧模振捣，同时用小型振动器沿波纹管和钢筋间间隙插入振捣，但必须严防振动棒碰触波纹管和钢筋，梁中部及顶部混凝土，则采用插入式振动器振实，振捣时以振捣区混凝土停止下沉，表面呈现平坦、泛浆，不冒气泡为准，并用小锤敲击“马蹄形”部分检查混凝土是否振捣密实。
　　(三)预应力施工
　　(1)张拉设备及锚具
　　大梁张拉采用YC250B型千斤顶、ZB4－500油泵，以及与之配套的压力表和油管，锚具采用广西柳州市建筑机械厂生产的OVM15－7、OVM15－9锚具。
　　(2)张拉前的准备
　　a.标定张拉设备，确定每台千斤顶的各级张拉力与对应油表的实际读数。
　　b.检查混凝土强度是否达到设计标号的80％以上。
　　c.检查锚垫板是否与孔道垂直。
　　(3)张拉
　　大梁主体混凝土强度≥80％以上设计强度时，才能进行预应力张拉，大梁张拉用两台YC250B型千斤顶两端同时张拉，张拉控制应为0.75Rby(Rby是钢绞线的标准强度)，预应力张拉程序为：0—→张拉初始应力(0.1?k)—→张拉控制应力?K(?k=0.75Rby)—→超张拉控制应力1.03?k—→持荷2分钟—→?k(锚固)。当钢绞线的张拉力达到0.1?k时，在工具锚后的钢绞线划线做记号，作为量测伸长量的起点和滑丝的监测点，张拉完成后，量测钢绞线束的伸长量并进行记录。大梁张拉顺序设计规定为5—→5＇—→4—→4＇—→3—→2—→1，为防止大梁张拉过程中产生侧向弯曲，第一批张拉5号钢绞线的张拉顺序为5(50％σk)—→5＇(100％σk)—→5(100％σ)；张拉完成后，在距锚头3cm处用砂轮机将多余钢绞线切割，切割时用湿布包裹锚头并不断注入清水降温。
　　(四)孔道压浆
　　(1)准备工作
　　a.张拉完成后，应立即将锚塞周围预应力钢筋间隙用水泥砂浆封锚，封锚砂浆抗压强度不足10Mpa时，不得压浆。
　　b.为使孔道压浆流畅，并使浆液与孔壁结合良好，压浆前用压力水冲洗孔道，并清净积水。
　　c.压浆前将排气孔、压浆孔、排水孔等全面检查，并对压浆设备进行安装检验。
　　(2)压浆工艺
　　a.水泥浆自调制至灌入孔道的延续时间，视气温情况而定，一般不超过30～45min，水泥浆在使用前和压注过程中应经常搅动。
　　b.压浆应缓慢、均匀地进行，比较集中和邻近的孔道，先连续压浆完成，以免串到邻孔的水泥浆凝固堵塞孔道；不能连续压浆时，后压的孔道应在压浆前压力水冲洗通畅。
　　c.压浆采用一端压浆，当另一端排水孔冒浓浆后，封排水孔加压，持压5分钟，关闭压浆阀，转到另一束，全梁压浆
　　三、质量控制措施及质量情况
　　(一)张拉机具的选择和使用
　　根据设计张拉力的大小选择千斤顶的吨位、行程以及与之配套的高压油泵和油表。由于施加到梁体上的预应力值的准确性对预应力梁的质量至关重要，因此，张拉前，必须将张拉机具送有资格的检定单位进行校验；使用超过200次或半年后，必须重新校验。张拉机具由专职人员操作使用，本工程选择两台YC250B型千斤顶，其张拉力大于控制张拉力的1.5倍以上，满足施工要求。
　　(二)钢筋及预应力钢材、锚具的质量控制
　　所有钢筋及预应力钢材进场必须有出厂合格证，并进行外观检查；钢绞线逐盘进行外观检查，表面不得有裂缝、毛刺、机械损伤、油污、锈蚀、死弯等缺陷；钢筋、预应力钢材以同炉号不超过60T为一个取样单位，经检验合格后方可使用，其机械性能分别按GB13013、GB1499和GB/T5224执行。锚具、夹片必须有出厂合格证，进场时按规定进行外观检查、硬度检验，经检验合格后方可使用。
　　(三)混凝土质量控制
　　混凝土到现场后，必须进行坍落试验，符合要求后方可浇筑，混凝土严格按程序分层浇筑大梁混凝土连续浇筑，一次完成；振捣手明确分工，按操作规程进行，确保振捣均匀、密实，不漏振也不过振；混凝土初凝后用麻袋覆盖，终凝后再洒水养护，洒水频率以混凝土表面经常处于湿润状态为准，连续养护7d。
　　(四)预应力施工过程质量控制
　　1.张拉设备采用同一型号千斤顶、油表、油泵和压力表，油泵和压力表一一对应。
　　2.两端千斤顶同时张拉，由专人指挥，油速度缓慢均匀，每增加5Mpa,挥旗为号，尽量做到同步进行，使升压速度接近相等。
　　3.大梁钢绞线张拉由控制张拉力和伸长量双控制，以控制张拉力为主，以伸长量校核；实测伸长量超过理论伸长量的±6％时，应停止张拉，查找原因。
　　(五)压浆质量控制
　　1.鉴于39米预应力T梁孔道较长，孔道为曲线，且采用波纹管成孔特点，若按规范要求采用0.5～0.7Mpa压力，难以达到压浆饱满和密实的要求，考虑压浆过程中压力的损失，将压浆压力提高到0.8～1.0Mpa。
　　2.施工过程必须计量准确，严格控制水灰比。
　　3.持压时间必须充分保证，考虑仅压注一次，水泥浆有泌水和凝结收缩，会使孔道上部产生空隙，所以，对孔道进行二次压浆，可使水泥浆充满孔道，二次压浆的间隔时间以先压注的水泥浆充分泌水又未初凝为度。
　　(六)反拱度的控制
　　1.大梁台座预留竖向2.5～3.0cm预拱度，数值由中间向两端减少，其作用在于减少大梁张拉时的反拱。
　　2.鉴于边梁5、4号钢绞线为9束，而内梁为7束，边梁张拉控制力比内梁大，所以，边梁张拉控制应力为σk，不进行超张拉，使边梁内梁的反拱值较接近。
　　四、结语
　　(一)预应力混凝土T梁采用附着式振动器与插入式振动器相结合的振捣工艺，有效地保证了“马蹄形”部分混凝土的振捣密实，T梁混凝土外观质量有了明显提高。
　　(二)在预制台座底上预设拱值，成功解决了T梁反拱值偏大，影响桥面混凝土铺装的问题。

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