公路橋梁建設(shè)預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制T 梁施工技術(shù)

牙地卡爾·吾買爾

（新疆交投建設(shè)管理有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊）

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制T梁施工技術(shù)已被推廣應(yīng)用于各種橋梁項(xiàng)目。與其他橋梁工程施工方法相比，這種技術(shù)具有較大的靈活性，能夠適應(yīng)各種環(huán)境和條件下的施工要求。同時(shí)，它的施工速度也較快，能夠縮短工期，節(jié)省成本。更重要的是，預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制T 梁施工技術(shù)能夠確保安全的施工環(huán)境，減少施工中的風(fēng)險(xiǎn)和隱患[1]。但是，預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制T 梁的施工過程涉及多個(gè)復(fù)雜步驟，其難度較高。為了有效預(yù)防和解決可能出現(xiàn)的裂縫、麻面、蜂窩等問題，必須對每一道工序的施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。

1 項(xiàng)目概況

科勒布拉克2 號特大橋位于伊犁哈薩克自治州新源縣那拉提鎮(zhèn)阿拉善村東側(cè)，大橋分左右線，大橋橋跨設(shè)置44×30 m，右幅全長1 320 m。大橋上部結(jié)構(gòu)擬采用P.C.簡支T 梁，下部結(jié)構(gòu)橋墩及基礎(chǔ)擬采用柱式墩、門架墩、樁基礎(chǔ),橋臺及基礎(chǔ)采用柱式臺、樁基礎(chǔ)。

2 工程特點(diǎn)

2.1 橋隧比例高、結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜

合同段主線以橋隧為主，沿線設(shè)置橋梁8 座，共計(jì)5.6 km。隧道4 座，共計(jì)7.5 km, 橋隧總體占比91%。橋梁樁基礎(chǔ)采用大直徑圓樁、大尺寸矩形樁，下部墩柱涉及標(biāo)準(zhǔn)墩、門式墩等不同結(jié)構(gòu)，橋墩高度在28 m～40 m 之間，矩形墩柱及異形蓋梁等尺寸涉及35 種以上不同類型，結(jié)構(gòu)形式多樣，種類繁多。

2.2 項(xiàng)目建設(shè)條件復(fù)雜

（1） 本項(xiàng)目地處新疆中天山地區(qū)、天山腹地，設(shè)計(jì)線路基本沿著陡峭的山體或裸露的巖體行進(jìn)，部分路段需跨越鞏乃斯河谷，屬于典型山區(qū)公路，處于高山溝谷區(qū)，溝深坡陡處，地形高差起伏大，變化頻繁，地質(zhì)災(zāi)害多，表現(xiàn)為崩塌、雪崩、滑坡、泥石流、凍土等。

（2） 自然環(huán)境惡劣，氣候條件差，復(fù)雜多樣，存在高溫、嚴(yán)寒、風(fēng)雪等不良天氣以及區(qū)域地震烈度高，分部在VI、VⅢ度區(qū)，具有突發(fā)性和不可預(yù)見性。

（3） 沿線分布有那拉提和鞏乃斯國家森林公園，牧場和天山水源涵養(yǎng)區(qū)，景色怡人、生物多樣，施工期沿線生態(tài)、生物及水源保護(hù)要求高。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁預(yù)制與安裝施工技術(shù)

3.1 底膜臺座鋪設(shè)

用鋼筋混凝土修建固定臺座，臺座寬按制在60 cm,長度按31 m 設(shè)計(jì)。基坑在臺座T 梁附近3 m 距離以內(nèi)，其深度應(yīng)按制于60 cm,采用夯實(shí)機(jī)具全面夯實(shí)底部。把鋼筋網(wǎng)放置于基坑里后，對高出地面30 cm 的基礎(chǔ)進(jìn)行澆筑，澆筑時(shí)采用的混凝土強(qiáng)度為C30。進(jìn)行混凝土臺座的施工作業(yè)過程中，應(yīng)確保底座周圍有符合標(biāo)準(zhǔn)要求的寬槽鋼預(yù)埋，其寬度為5 cm，混凝土底座、槽鋼二者應(yīng)保持相同的高度。在鋼的下方對PVC 管進(jìn)行預(yù)埋，管徑為4 cm，埋設(shè)間隔為50 cm，對側(cè)模板T 梁進(jìn)行加固使用拉筋對穿。在槽鋼的上方焊接鋼板，鋼板厚度為0.6 cm。為避免預(yù)制梁的上方出現(xiàn)拱過大，應(yīng)進(jìn)行反拱的設(shè)置，采用二次拋物線形式，設(shè)置于預(yù)制梁下部，設(shè)計(jì)反拱值應(yīng)滿足以下要求：一是確保施加恒載過程中梁體不出現(xiàn)2 cm 以上的拱度；二是在臺座施工時(shí)，將1.2 cm 的反拱度預(yù)留于臺座中間部位。針對吊裝孔應(yīng)對30 cm 的活動底模進(jìn)行預(yù)留，從而為起吊過程中的鋼絲繩使用提供便利。將直徑為5 cm 的橡膠管穿至槽鋼內(nèi)部，以此來避免漏漿現(xiàn)象的產(chǎn)生[2]。

3.2 波紋管安裝

鋼絞線束應(yīng)在T 梁上通過波紋管對孔道加以預(yù)留，鋼絞線束、波紋管需滿足配套使用要求，確保施工長度預(yù)留充足且強(qiáng)度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。正式安防波紋管前，應(yīng)仔細(xì)檢查所有波紋管的外觀，開展?jié)M水檢漏U形試驗(yàn)。根據(jù)規(guī)范要求中的波紋管孔道部位進(jìn)行施工，避免混凝土澆注過程中出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，采用井字型定位鋼筋可有效固定波紋管，在梁體鋼筋上牢固焊接，管道每相隔80 cm～100 cm 與定位筋進(jìn)行綁扎，圓弧位置的定位筋密度應(yīng)大于直線位置，尤其是拐點(diǎn)部位的線性流暢度、形狀圓順度、定位精準(zhǔn)度應(yīng)得到保證，應(yīng)確保錨墊板周圍的密實(shí)度。

連接各個(gè)管節(jié)時(shí)應(yīng)確保牢固性、圓順性，全部接頭需包裹15 cm 的封箱帶，順著長度的方向?qū)⒔涌诓课贿M(jìn)行膠帶纏繞，纏繞長度應(yīng)按制小于5 cm，以此避免接頭管道處出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。將錨墊板向波紋管中進(jìn)行插入時(shí)，其喇叭口長度不可超過喇叭口的直線長度。開展穿束鋼絞線施工前，將孔道內(nèi)部進(jìn)行全面沖洗，通過高壓泵將內(nèi)部的污物有效清除。在波紋管受到鋼筋干擾的情況下，應(yīng)對鋼筋所處部位加以調(diào)整，同時(shí)堅(jiān)持一定的避讓原則，即波紋管優(yōu)先、鋼筋骨架次之，主筋、構(gòu)造鋼筋再次之，位置在前的施工項(xiàng)目應(yīng)優(yōu)先保證。

3.3 混凝土澆筑

混凝土密實(shí)度與澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土的質(zhì)量密切相關(guān)，且密實(shí)度也關(guān)系到混凝土自身耐久性和強(qiáng)度。為嚴(yán)格按制澆筑混凝土的質(zhì)量，應(yīng)從振搗工作、澆注方法兩方面入手，二者相輔相成、互為補(bǔ)充。澆注混凝土應(yīng)一步到位，澆筑施工連續(xù)進(jìn)行；嚴(yán)格按照水平分層和縱向分段的澆注要求來進(jìn)行(如圖1 所示)。

圖1 澆筑混凝土順序

澆注混凝土的具體方向應(yīng)由梁的一端到另一端有序進(jìn)行，即將到達(dá)另一端前，為防止混凝土梁端出現(xiàn)不密實(shí)的質(zhì)量問題，可改為由另一端反方向澆注，直到該段4 m～5 m 的部位最終合攏；側(cè)模采用振搗器充分做好振搗工作。振搗、下料應(yīng)分層進(jìn)行，各層厚度應(yīng)按制于30 cm 內(nèi),澆注下層和澆注上層的時(shí)間間隔應(yīng)低于90 分鐘，完成下層混凝土的密室振搗后，方可澆注上層混凝土，確?；炷撩軐?shí)度達(dá)到規(guī)范要求。應(yīng)采用若干小直徑振搗棒對鋼筋密集部位、腹板波紋管部位進(jìn)行振搗，混凝土一旦入模立即振搗，但嚴(yán)禁鋼筋、波紋管受到劇烈撞擊，避免漏振情況的發(fā)生，并避免過度振動，防止混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象。針對橫隔梁腹板、混凝土部位的澆筑應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，并堅(jiān)持平行作業(yè)、分段分層的基本原則[3]。

為防止翼板和腹板交接部位受到腹板混凝土下沉所影響而形成裂紋，應(yīng)對腹板澆筑混凝土后間隔一段時(shí)間，使腹板混凝土下沉得更為充分，隨后再翼緣板進(jìn)行澆筑。澆搗混凝土?xí)r，安排現(xiàn)場人員對鋼筋、模版進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)墊塊脫落、漏漿走動等情況需立即加以調(diào)節(jié)。

3.4 鋼絞線穿束及制作

在穿束鋼絞線前，通過空壓機(jī)對孔道內(nèi)部進(jìn)行全面清理，隨后進(jìn)行穿束工作。按照下料的具體長度，借助砂輪機(jī)對鋼絞線進(jìn)行切割，經(jīng)過一系列整理從而成束，再開展長度計(jì)算、號碼編輯、分類掛牌、有序堆放，在堆放時(shí)需防止過度彎折，提前做好各項(xiàng)防雨舉措。為防止端部出現(xiàn)松股現(xiàn)象，應(yīng)在端頭5 cm 的部位綁扎鐵絲。編束作業(yè)應(yīng)按照施工圖紙執(zhí)行，借助穿束機(jī)向孔道中穿入一定數(shù)量的鋼絞線，完成穿束后需撥動測試，保證鋼絞線順暢，防止鋼絞線之間發(fā)生纏繞。針對鋼絞線兩頭應(yīng)做好標(biāo)記，正式鋼絞線穿束前需對其外觀加以檢查，若發(fā)現(xiàn)端部松股則嚴(yán)禁投入使用，有效清除表面附著的污物，兩頭向外伸出相等的長度，并將錨具、錨墊板安裝好。

3.5 預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿

3.5.1 預(yù)應(yīng)力張拉

①預(yù)應(yīng)力鋼束張拉應(yīng)在梁體混凝土自身彈性模量、內(nèi)部強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)要求90%后，混凝土的齡期應(yīng)超過10 天才能進(jìn)行張拉。同時(shí)進(jìn)行張拉預(yù)制梁內(nèi)正彎矩鋼束兩邊，錨下按制應(yīng)力為0.75fpk=1 395 Mpa。②對預(yù)應(yīng)力進(jìn)行施加可通過引伸量、張拉力共同進(jìn)行按制。在鋼束張拉滿足張拉力設(shè)計(jì)要求時(shí)，理論、實(shí)際的引伸量誤差不可超過6%，且實(shí)際引伸量值中不包含非彈性變形鋼束影響。③同時(shí)張拉預(yù)制梁鋼束兩頭，堅(jiān)持均衡、對稱的原則，確保構(gòu)件下緣混凝土應(yīng)力、上緣混凝土應(yīng)力高于標(biāo)準(zhǔn)值。按照N2、N3、N4、N1的順序來張拉正彎矩鋼束,兩側(cè)N4 同時(shí)張拉，并保證張拉力相差不超過5%[4]。

3.5.2 孔道壓漿

①采用由下到上的順序進(jìn)行孔道壓漿施工，在一處孔位聚集所有漿，壓漿一氣呵成，如壓漿過程意外停止，需及時(shí)沖洗孔道中全部水泥漿，使后續(xù)壓漿施工重新進(jìn)行時(shí)孔道不出現(xiàn)堵塞。②預(yù)應(yīng)力梁板張拉后，在24 小時(shí)內(nèi)完成壓漿工作。③壓漿分兩次完成，第一次壓漿結(jié)束5 min 后再壓第二次。④壓漿的壓力以保證壓進(jìn)孔內(nèi)的水泥漿密實(shí)為準(zhǔn)，真空輔助壓漿真空泵應(yīng)能達(dá)到0.10 Mpa 的負(fù)壓力，對水平或曲線孔道，壓漿壓力必須嚴(yán)按在0.5～0.7 Mp 之間。出漿口關(guān)閉時(shí)，需提供0.5 Mp 穩(wěn)壓期使其穩(wěn)定，穩(wěn)壓期時(shí)間按制在3～5 min 之間。⑤拌制水泥漿期間必須要制作標(biāo)準(zhǔn)試塊，不少于三組，壓漿完畢填寫施工記錄。

3.6 封錨

完成孔道壓漿施工后，需全面沖洗梁端存在的水泥漿，將支撐墊板及時(shí)拆除，端面混凝土、錨具上存在的污垢和雜物應(yīng)一并清除，對端面混凝土進(jìn)行鑿毛處理，為后續(xù)封端混凝土的澆筑提供便利。經(jīng)過一段時(shí)間確保壓漿不存在異常情況后，向施工現(xiàn)場運(yùn)輸封錨鋼筋并加以焊接和綁扎，使其形成封錨鋼筋網(wǎng)的構(gòu)件[5]。為了鋼筋網(wǎng)所處部位更為穩(wěn)固，應(yīng)借助L 型螺紋鋼筋對錨墊板上的螺栓孔進(jìn)行固定。

3.7 預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁安裝

3.7.1 架橋機(jī)拼裝

橋梁臺背的一側(cè)應(yīng)進(jìn)行回填、整平，或者在安裝后的T 梁上方開展拼裝施工, 使其作為拼裝架橋機(jī)的平臺。應(yīng)采用以下流程對架橋機(jī)進(jìn)行組裝：①將枕木放置于安裝側(cè)的橋頭部位；②在橫移軌道的上方放置中托；③拼裝主梁；④安裝天車。

3.7.2 支座安裝

清除墩臺墊石上存在的塵土與浮砂，使墩臺墊石的表面平整、清潔，不存在油污。主梁各支點(diǎn)均采用高阻尼隔震橡膠支座。針對墊石，利用全站儀對支座中心線進(jìn)行精準(zhǔn)放置，并將中心線十字交叉標(biāo)出，正式吊裝前應(yīng)確保支座就位，讓支座中心線完全吻合墩臺中心線。在吊梁過程中，永久支座的上部應(yīng)放置梁板，應(yīng)保證梁板就位后與永久支座在無支撐力下情況完全接觸。

3.7.3 梁板安裝

首先由炮車喂梁，向后支腿部位運(yùn)輸梁板，使梁板的前吊點(diǎn)處于前天車的下方，同時(shí)吊起梁板的前端；將前天車驅(qū)動，讓梁板后吊點(diǎn)位于后天車的下方；隨后起吊后天車，使天車吊運(yùn)梁板前行至兩橋墩的上方；下落梁板，使其與蓋梁距離10 cm；同時(shí)橫移架橋機(jī)，使前支腿、中托輪在軌道上橫向移動，至梁位部位后即可落梁，當(dāng)期下落于支座的上方后，即正式安裝完一片梁。

安裝過程中應(yīng)逐孔進(jìn)行，安裝需從外到內(nèi)逐片開展。檢查安裝的質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，符合后方可將鋼絲繩撤除，準(zhǔn)備架設(shè)后一片梁。在梁板縱向運(yùn)行到達(dá)孔位后停止前行，當(dāng)梁體縱向位置符合下落的條件時(shí)，按制橫梁卷揚(yáng)機(jī)，將梁板緩慢下落，在梁板與臨時(shí)支座距離2～3 cm 時(shí)停止下落操作，經(jīng)確認(rèn)梁板平面位置后達(dá)到測量定位要求再就位梁板，若梁板有偏差，可縱橫向微調(diào)橫梁或架橋機(jī)，使梁板安裝就位。梁板安裝前計(jì)算橋面的整體寬度，在該孔安裝結(jié)束后及時(shí)檢查復(fù)核。架橋機(jī)安裝梁板步驟示意如圖2 所示。

圖2 架橋機(jī)安裝梁板步驟示意

3.7.4 架橋機(jī)過孔

架橋機(jī)過孔步驟如圖3 所示。

圖3 架橋機(jī)過孔步驟示意

3.7.5 吊機(jī)安裝

（1） 吊裝順序。施工準(zhǔn)備(梁板預(yù)制、下部結(jié)構(gòu)施工、運(yùn)梁通道平整壓實(shí)等)→梁板裝車→梁板運(yùn)輸→起吊梁板就位。吊裝示意如圖4 所示。

圖4 吊裝示意

（2） 安裝步驟及方法。梁板在梁廠運(yùn)輸之前，應(yīng)對所有梁板預(yù)拱度進(jìn)行測量，將測量結(jié)果以表格形式列出，以便后續(xù)的備查工作，轉(zhuǎn)移運(yùn)輸?shù)倪^程中嚴(yán)格按照預(yù)制編號進(jìn)行運(yùn)輸，以保證安裝完成后的梁板上下面平整。兩輛吊車分別吊裝T 梁兩端，同時(shí)起吊，開展吊裝施工的過程中，應(yīng)充分張開吊車的支腿，借助枕木墊對支腿進(jìn)行墊放，使吊車保持自身的平穩(wěn)性，避免吊車發(fā)生傾覆現(xiàn)象。

①兩臺吊車自行移位至吊裝處，運(yùn)梁拖車應(yīng)順著線路前往施工現(xiàn)場，做好吊裝作業(yè)的前期準(zhǔn)備工作。起吊T 梁的過程中，吊車需由一人進(jìn)行統(tǒng)一指揮。各個(gè)吊裝起重作業(yè)的施工人員需聽從指揮，指揮者提供的指揮信號需可靠、安全、準(zhǔn)確。下降及起升T 梁過程中需勻速進(jìn)行確保其穩(wěn)定性，嚴(yán)禁制動過于突然，同時(shí)避免T 梁在空中懸吊時(shí)間過長。②開展試吊工作。先使兩臺吊車完成落鉤，系好鋼絲繩之后，吊車低速緩慢起鉤，當(dāng)?shù)踯囌绞芰r(shí)，1 號吊車將停止動作，而2 號吊車低速起鉤，當(dāng)梁車上的T 梁端頭離開時(shí)，2號吊車將停止行動，此時(shí)1 號吊車低速起鉤。在梁車上的各端頭全部離開后，1 號和2 號吊車低速同步起鉤，起升T 梁后且與梁車距離5～10 cm 的距離時(shí)，1號吊車與2 號吊車的起鉤停止，等待3～5 min 后，檢查機(jī)械設(shè)備是否有異常變化、繩扣是否牢固、車身是否有傾斜、鋼絲繩是否脫槽。只有當(dāng)所有參數(shù)都正常時(shí)，才能繼續(xù)提升T 梁。③梁架設(shè)就位：兩臺汽吊車?yán)^續(xù)操作，當(dāng)T 梁提升至距離運(yùn)梁車表面約1 m 時(shí)，吊車停止動作，以確保T 梁的穩(wěn)定性。然后，檢查運(yùn)梁車與梁體是否有接觸，確認(rèn)后，運(yùn)梁車緩慢駛離。接下來，T 梁繼續(xù)緩緩提升，至距離蓋梁擋塊頂部約10～15 cm 的高度。之后，1 號汽車吊車開始逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，2 號吊車則保持在原位進(jìn)行配合運(yùn)動。當(dāng)兩臺吊車平穩(wěn)靜置后，改由2 號吊車順時(shí)針旋轉(zhuǎn)1 號吊車仍在原位配合運(yùn)動。最終當(dāng)T 梁被旋轉(zhuǎn)送至蓋梁上方的相應(yīng)位置時(shí)兩臺吊車停止動作等待T 梁穩(wěn)定下來。然后，緩慢降下吊鉤至距離蓋梁上方10～15 cm 處保持T 梁的平穩(wěn)。在確定支座位置正確后，兩臺吊車同時(shí)緩慢降下吊鉤，使橋梁就位。④固定T 梁，通過等高木塊對T 梁的下方進(jìn)行支墊。架設(shè)梁片應(yīng)采用由內(nèi)邊梁到外邊梁的順序，使架設(shè)工作逐片開展，整個(gè)架設(shè)過程中應(yīng)避免T 梁發(fā)生傾斜，使T 梁自身的安全得到保證。

結(jié)束語

總而言之，預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁的預(yù)制和安裝施工時(shí)，技術(shù)的選擇和實(shí)施至關(guān)重要。通過對底模制作、混凝土澆筑、壓漿處理、混凝土鋼筋安裝以及波紋管安裝等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的深入分析與研究，可以更好地理解并掌握這些技術(shù)要點(diǎn)。只有在全面而深入地掌握這些技術(shù)的基礎(chǔ)上，才能有效地提高預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁的預(yù)制和安裝施工的質(zhì)量和效率。