浅议50米预应力T形梁的预制工艺

    摘要:随着高速公路建设的迅猛发展,公路桥梁结构类型、施工技术水平有了相应提高。本文结合实际工程,介绍了混凝土T梁的主要制作工艺,探讨了T梁混凝土外观质量控制措施。

  关键词:T梁,预应力,预制工艺,质量控制 

  1工程概况

  平定高速公路祖河1#大桥,上部采用7×50m预应力T梁,交角90º,下部为空心薄壁墩,钻孔灌注桩基础。根据工程量、生产周期、生产节奏设计各区域所需的最小空间、自立模始至移梁到存梁区所需的周期、各种不利因素的影响及施工总有效时间较短的特点,T梁需设置60个基础,每个制梁台座占地50×4.04m,台座间距离4m。每个预制区采用1台5t龙门吊浇注混凝土,75t、90t龙门吊移梁。

  2预应力混凝土T梁制作工艺

  2.1台座方案设计

  (1)梁底模形式的选择

  根据T梁的结构尺寸及自身重量及梁场的地质情况,底模采用混凝土结构、条形基础,木方上铺木板,木板上铺钢板的形式。为防止钢板与木板密贴不严,木板侧面采用50×50mm角钢包边,角钢与顶面的钢板焊接,后在浇注试验梁后,发现马蹄底有漏浆现象,在底模两侧各加了一条橡胶海棉,收到了较好效果。

  (2)台座及底模结构

  T梁底模采用C20钢筋现浇混凝土结构,底座两端基础作挖深加固处理,台座条基混凝土表面预埋100mm松木方,间距40cm,木方上面铺60mm厚木板,木板上铺4mm钢板,梁端支座位置用型钢加工钢构架,与底模钢板焊接,并与中间底模断开,中间设置反拱3~5cm,按二次抛物线形处理。

  2.2模板施工

  2.2.1模板的安装

  模板的安装要结合钢筋及预应力管道的埋设依次进行。安装前检查:板面是否平整、光洁、有无凹凸变形及残余粘浆,模板接口处要清除干净;所有模板连接端部和底脚有无碰撞而造成影响使用的缺陷或变形,振动器支架及模板焊缝处是否有开裂破损,如有均要及时补焊、整修。

  铺设底模:底模板安装前要考虑支架的预留拱度的设置调整、加载预压试验及支座板的安装。

  侧模安装:先使侧模滑移或吊装到位,与底模板的相对位置对准,调整好侧模垂直度,并与端模联结好。

  端模安装:将胶管或波纹管逐根插入端模各自的孔内后,进行端模安装就位。安装过程中逐根检查是否处于设计位置。端模安装要做到位置准确,连接紧密,侧模与底模接缝密贴且不漏浆。安装模板时要注意预埋件的安装,严格按设计图纸施工,确保每孔梁上预埋件位置准确无误,无遗漏。

  2.2.2模板的拆除

  当梁体混凝土强度达到设计强度的50%,混凝土芯部与表层、表层温度与环境温度之差均不大于15℃,且能保证构件棱角完整时方可拆除侧模和端模。气温急剧变化时不宜进行拆模作业。拆除前先检查卷扬机等设备的性能,并清理好拟进入的作业面。

  侧模拆模时通过顶压机构使侧模脱离梁体,再通过卷扬机滑到相应的位置上。拆模时,严禁重击或硬撬,避免造成模板局部变形或损坏混凝土棱角。

  模板拆下后,要及时清除模板表面和接缝处的残余灰浆并均匀涂刷隔离剂,与此同时还要清点和维修、保养、保管好模板零部件,如有缺损及时补齐,以备下次使用。并根据消耗情况酌情配备足够的储存量。

  2.3混凝土施工工艺

  2.3.1混凝土搅拌

  根据混凝土的强度要求选择合适的水泥强度等级,高效减水剂及其它掺加剂,使混凝土具有较好的和易性,坍落度在规定范围之内。

  试验人员在开盘前每天必须测定砂、石含水率,将混凝土理论配合比换算成施工配合比;混凝土配料和计量必须按试验室通知单进行。要检查砂、石的质量情况,核实使用原材料与配合比通知单是否相符,数量是否足够;混凝土拌合物塌落度45min损失不宜大于10%,入模前含气量应控制在2%~4%,混凝土自搅拌加水至入模时间不得超过45min。

  2.3.2混凝土运输

  采用小型翻斗车运输,翻斗车在运送混凝土过程中的速度不应大于50m/s,以免混凝土发生离析。混凝土在高温季节运输应进行覆盖,不宜在太阳下暴晒。同样在低温环境下运输应采用保温材料覆盖。运输完毕后应立即彻底车厢。

  2.3.3混凝土浇筑

  1)连续浇筑,一次成型;

  2)灌注中不得用振动棒推移混凝土以免造成离析。在浇筑过程中,设专人检查模板、钢筋,发现螺栓、支撑等松动应及时拧紧和打牢。发现漏浆应及时堵严,钢筋和预埋件如有移位,及时保整保证位置正确;

  3)浇筑入模时下料要均匀,注意与振捣相配合,混凝土的振捣与下料交错进行,每次振捣按混凝土所浇筑的部位使用相应区段上的振动器。为防止混凝土离析,混凝土下落距离不超过规定值;

  4)梁体混凝土浇筑采用侧振并辅以插入式高频振动棒振捣成型。混凝土振动时间,应以混凝土表面不再下沉、没有气泡逸出和混凝土表面开始泛浆为度,但亦不应少于30s,注意总结经验,掌握最佳的振动时间;混凝土振捣应有专人指挥、检查、振捣,应定人定点分片落实到人。

  2.3.4混凝土养护

  混凝土一般用洒水养护,洒水次数应以混凝土表面湿润状态为度。洒水养护的时间从灌注完开始计时,一般不少于7天。在对梁体进行洒水养护的同时,要对随梁养护的混凝土试件进行洒水养护,使试件与梁体混凝土强度同步增长。当气温在+10℃以下时,梁体要采用保温保湿措施。当日平均气温低于15℃,不得进行浇水养护。

  2.4预应力施工

  2.4.1预应力张拉

  1)张拉工艺流程:制束→穿束→预张拉→初张拉→终张拉→锚具外钢绞线切割。

  2)下料与编束:按设计尺寸下料后,编束时应先将钢绞线用理顺,并尽量使各根钢绞线松紧一致。

  3)穿束方法:预应力钢绞线安装,在梁体混凝土强度达到张拉要求后进行。

  4)预施应力按预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行。张拉前,应清除管道内杂物和积水。

  5)当混凝土强度应达到设计强度的50%,此时T形梁带模预张拉,但模板应松开,不应对梁体压缩造成障碍,张拉数量、张拉力、张拉顺序符合设计要求;当梁体混凝土强度达到设计值的80%,且侧模板拆除后,进行初张拉。张拉数张拉力、张拉顺序符合设计要求;梁体混凝土强度、弹模达到设计值、龄期不少于10d后进行终张拉。

  6)张拉操作程序:0—0.2(测初始伸长值、测工具锚夹片外露)—(测伸长值、测工具锚夹片外露、持荷2min)¬—补油至¬—回油到0(测总回缩量、工作锚夹片外露量)。

  7)伸长量计算

  张拉时钢绞线束之计算伸长量按下式计算:

  式中:a—锚圈口及喇叭口摩阻系数,须按实测数据调整计

  —锚外张拉控制应力(Mpa)

  —初始应力,一般取=0.16k

  L—钢绞线束长度(mm)

  2.4.2灌浆

  有粘结钢绞线张拉完后静停12h进行观察,如未发现异常则尽快进行孔道灌浆(一般不超过72h),以防预应力筋锈蚀或松驰。灌浆用42.5MPa普通硅酸盐水泥,水灰比为0.4~0.45,水泥浆内掺减水剂的氯盐不得超标,水泥浆抗压强度≥30MPa。灌浆前清除管道内杂物,保证管道畅通。压浆次序自下而上,压浆从一端压入(两跨宜从中部压入),一次压满,待另一端溢出浓浆后,封闭出浆管,并检查确认无漏浆时封闭进浆管,然后撤除压力。输浆压力≥0.5MPa,输浆管长度≥30m增加0.1~0.2MPa。水泥浆自调制至压入管道的间隔时间不得>40min。灌浆完后相隔1h对每个排气孔进行人工补浆,待所补水泥浆初凝后即可切除排气孔。每班做1组7.07cm3标准试件,标准养护28d用来评定水泥浆强度。灌浆工作完毕后,应全面彻底清洗设备。

  3预制T梁混凝土外观质量控制

  在预制T梁施工过程中,混凝土表面经常会产生麻面、蜂窝、烂边、胀模、气泡、收缩裂缝和掉角等外观质量问题,针对这些问题,提出以下一些预防措施:

  (1)蜂窝、麻面、水纹。预防措施:①混凝土配合比选择。T梁质量的好坏,除了要选用质量合格的组成材料外,配合比的选择是否合理也非常关键。②混凝土的和易性。要求混凝土拌和物具有适于施工的和易性,以期硬化后,能够得到均匀密实的混凝土,混凝土拌和物的和易性包括流动性、粘聚性、保水性等三个方面的性能。③T梁混凝土捣固。提高捣固人员的经验和水平,并选择合适的震动器和混凝土浇筑方式。

  (2)胀模。这要求在装模时使用完好的对拉螺杆、螺母:拆模后及时修整模板,确保模板刚度、平整度满足质量要求。

  (3)毛边和烂根。一般易出现在梁端、马蹄根部。预防措施:①接缝处粘夹橡胶海绵胶条止浆,拼缝设计成搭接企口缝:预制台座底膜包边角钢表面粘贴橡胶海棉胶条并压紧:模板安装牢固,防止模板底边与底模存在变形间隙②振捣马蹄混凝土时,附着式振捣器的安装位置一般为马蹄1/3高处,避免振捣器太靠近模板底边、拼缝。③拼缝两侧的振捣器同时起振。

  (4)收缩裂缝。一般出现在T梁翼板项面、翼板根部与腹板连接处、吊装预留孔,宽度多在0.05~0.2mm之间,其走向纵横交错、无规律性、分布不均,并随温度和湿度变化而逐渐发展。预防措施:①混凝土终凝后及时用无纺布与塑料布封闭保湿养生,避免曝晒,养生龄期为7d。②振捣密实而不离析,混凝土收浆时,人工对顶面混凝土进行二次抹压,以减少收缩量。③严格控制混凝土的坍落度,始终保持在5~7cm。

  (5)底模漏浆。预防措施:①设计上在底模侧面安装“U”形槽形胶。同时,槽形胶上部须顶紧底模面板,以防因捣固震动,水泥浆从槽形胶与底模侧面漏出。同时,严格控制底模子口尺寸,以防止槽形胶起不到应有的作用。②严格控制底模宽度(精度为士2mm):③底模中线用经纬仪量测:④底模除T梁吊装孔位置以外,接缝处全部采用整体焊接打磨,使其成为无缝底模。

  6结束语

  高速公路T梁的施工工艺,是一个较现实的课题,近年来,公路交通建设的迅速发展,促进了地区之间的经济发展,混凝土连续梁桥已经十分成熟,其施工工艺及技术正在不断被广大工程技术人员所掌握。桥梁的施工是一个比较复杂的工程,随着桥梁跨径的增大,T形梁截面的加大,受力也变得更加复杂。还有很多的问题需要进一步研究。

  

  参考文献:

  [1]蔚建华预应力混凝土桥梁施工技术要点北京:人民交通出版社,2003

  [2]林胜预应力桥梁现浇连续梁施工工艺科技信息2007,(22)