预应力T梁预制工艺及质量控制

  摘要:在目前的桥梁设计中,中等跨度(跨径30m~50m)的桥梁,普遍采用的结构形式为简支或多孔连续T梁,其构件的质量直接关系到桥梁的使用性能。作为主体结构的T梁,其构件的质量直接关系到桥梁的使用性能及使用寿命,因此,开展T梁预制工艺及混凝土质量的研究与探讨具有重要的意义。本文结合工程实际,就T梁预制工艺及质量控制谈一些体会。  

  关键词:T梁,预制,工艺,质量,控制 

  在目前的桥梁设计中,中等跨度(跨径30m~50m)的桥梁,普遍采用的结构形式为简支或多孔连续T梁,其构件的质量直接关系到桥梁的使用性能。作为主体结构的T梁,其构件的质量直接关系到桥梁的使用性能及使用寿命,因此,开展T梁预制工艺及混凝土质量的研究与探讨具有重要的意义。本文结合工程实际,就T梁预制工艺及质量控制谈一些体会。

  一、主梁预制工艺

  主梁预制的施工工艺流程如下:施工准备(设预制场、做预制台座、定制模板等)→制作安装钢筋和波纹管→在固定好的波纹管中穿钢绞线→安装模板→浇灌混凝土、养护→拆模板并继续养护→混凝土达到要求龄期及强度张拉钢绞线→张拉24h以内孔道压浆→梁体封端→水泥浆达到要求强度、梁体经检验合格可吊装使用。

  1、预制场的布置

  预制场的选择既要方便运梁,又要有较广阔的场地,地台的构造等,同时地台应设在压实的路基上,不宜跨过填挖交界处,以避免沉降差导致地台断裂。本工程预制场设在两桥之间的路基上,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,保证预制场符合要求。

  2、主梁预制施工

  (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主梁混凝土。

  (2)钢筋、波纹管的绑扎、安装。钢筋在加工场加工后,在主梁台座上安装绑扎,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。

  预制T型梁可采用C25混凝土底座,厚度为25~40cm,底面配钢筋网。底座预留拉杆孔,上铺5~6mm钢板。钢筋在加工场开料加工后,搬运到预制台座位置安装就位,钢筋骨架下底和外侧垫保护层垫块,错开布置。金属波纹管宜应用手提式砂轮切割机,不得使用电焊切割。波纹管孔道一般按每50cm采用钢筋卡子以铁丝绑扎固定,避免孔道在浇筑混凝土过程中移位。孔道上若出现意外孔洞则在浇筑混凝土前修补好。波纹管连接后用密封胶带封口,避免混凝土浇筑时水泥浆渗入管内造成孔道堵塞,在操作时防止管壁破裂,防止邻近电焊火花烧伤孔道。钢绞线的安装选用预埋波纹管后再穿束,一般采用人工穿束,对钢绞线可将一孔筋束中的全部钢绞线编束后整体装入孔道中。穿束前应检查,锚垫板位置正确,孔道内畅通、无水分和杂物。钢绞线下料长度一般为孔道长度加上锚固及张拉工作长度。为防止钢丝扭结宜进行编束,每隔1~1.5m绑扎一道铅丝,铅丝扣弯入钢束内。钢绞线切割时,在每端离切口30~50mm处用铁丝绑扎。绑扎好的钢绞线束应编号挂牌堆放。预制T型梁模板一般采用定型钢模板,按梁体尺寸准确定制。模板应有足够的刚度,边角整齐,内表面平滑,模板底部和上部可采用对拉螺杆固定,侧模外侧安设附着式震动器。各块模板之间由螺栓连接,胶带紧接。

  (3)主梁混凝土的浇筑。混凝土拌和料可掺适量的外加剂。混凝土搅拌时,检查拌制质量和塌落度,符合要求才可浇筑。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度倾斜角由两端向中间浇筑,要求连续浇筑,一次成型。

  (4)主梁混凝土的养护。梁体混凝土浇筑后,在梁端标明制作日期和安装方向。为了不损坏T型梁的翼缘,在混凝土强度未达到12.5mpa时,不得拆模。拆模时不得用力撬动与敲打而损伤梁体表影响T型梁的外观质量。在混凝土初凝后,用麻袋覆盖,并洒水养护,在养护期宜保证混凝土表面处于湿润状态。

  3、预应力施工

  (1)张拉设备及锚具。主梁张拉采用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。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。检查混凝土强度是否达到设计标号的80%以上。检查锚垫板是否与孔道垂直。

  (3)T型梁混凝土龄期宜大于5d,同时梁体混凝土宜达到设计强度的70~90%时,方可张拉钢绞线。当跨径大于或等于25m时,宜采用两端同时张拉。如两端张拉时,则两端千斤顶升降压、画线标记、伸长测量、插垫等工作宜保持一致。在张拉前,采用无油污染的压缩空气,对孔道、锚具与钢绞线端部进行清洗。

  4、孔道压浆

  (1)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。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。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)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。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。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。

  5、主梁存放与安装

  (1)主梁的编号、转移、存放问题,吊梁时注意稳定,避免侧倒,编号清晰准确,存放要按照梁的安装顺序来堆放,避免翻梁(即事先要安装的梁被压在底层)。

  (2)主梁的起吊、运输、装卸和安装时的混凝土强度应该达到设计要求,且预应力混凝土梁还应至少达到一定龄期,才能装运。同时预应力孔道内的水泥浆强度应符合图纸规定,压浆强度达到设计要求,设计未规定时,不低于构件混凝土等级的55%,且不低于20MPa。

  (3)先简支后连续桥梁的T梁安装,由于在梁板间现浇接头段,对应T梁管道仍需连接成为一束。因此,梁T安装时必须对支座位置、支座标高、梁板轴线、顶板预留孔进行严格检查,以便保证现浇段的钢筋、管道连接、预应力张拉等工序的顺利进行。

  二、质量控制要点

  1、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。

  2、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。

  3、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主梁混凝土连续浇筑,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。

  4、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主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。

  5、压浆质量控制

  ①鉴于40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。

  三、结束语

  由此可见,预应力T梁预制施工只要采用科学合理的技术方案和施工控制措施,切实把握施工要点,严格执行设计规范,才能预制预制出内实外美,质量优良的T梁。