后張法預應力T梁質量控制

李 燕

1 工程概況

廈漳高速公路ZA6標共有互通兩座,即海澄主線分岔、主線合流的主線1號橋。互通橋梁共9座,預制梁有預制空心板梁和預制T梁兩種,除南邊中橋和主線1號橋有預制空心板梁外,其他均為預制T梁,全線預制 T梁跨徑分別為 25 m,25.11 m,25.3 m,25.1 m,30 m。預制T梁橋寬最寬處為 33.14 m,整個標段共有預制T梁2 028片,均采用預制場集中預制,架橋機架梁施工。預應力鋼絞線采用270級低松弛φ 15.2(7φ 5)規格,fpk=1 860 MPa,σcon=1 209 MPa。

2 質量控制

2.1 原材料質量控制

根據波紋管和模板的最小間距確定碎石最大料徑為25 mm,碎石采用附近的天鴻所產碎石5 mm～25 mm粒徑的石子;砂子采用漳州天寶中砂,細度模數為2.8;水泥采用三德P.O525;外加劑采用FDN高效緩凝減水劑,摻量為水泥用量的1.2%,具有早強、緩凝作用。

2.2 模板制作、安裝和拆卸

T梁采用定型鋼模板,安裝時,先將模板清理干凈,涂刷隔離劑,保持模板正確的線形,每節模板接縫間、模板與臺座結合部,用乳膠粘貼薄海綿以防止漏漿,拆模后,如海綿破壞,則要重新粘貼;考慮模板拆卸方便,每節模板留有一小塊活口板,拆除模板時,先卸去夾腳φ 16螺栓,再拆除各段的活板,向外下方將模板拆卸,以防止模板變形及損壞大梁混凝土。

2.3 鋼筋、波紋管的綁扎、安裝

鋼筋在加工場加工后,在大梁臺座上安裝綁扎,先安裝綁扎“馬蹄形”部分的鋼筋,“馬蹄形”部分的箍筋數量多而密,位置不好控制,為此,采取在臺座側面劃線定位的方法,用以準確無誤地掌握箍筋的根數及間距,橫隔板在腹板鋼筋完成后再進行安裝綁扎;腹板及“馬蹄形”部分鋼筋全部成型后,開始焊接波紋管定位筋,定位筋間距為0.5 m,由于波紋管線形為曲線,為準確控制每一根定位筋的位置,施工中采用尺桿刻度定位法。翼緣板鋼筋在模板支好后才進行安裝綁扎;為保證鋼筋保護層厚度,除在鋼筋骨架成型時用架立鋼筋控制好間距外,再用墊塊加以控制,將按設計要求厚度的墊塊呈梅花狀綁在鋼筋的交叉點上。腹板鋼筋綁扎完成后,將波紋管按順序逐根穿入,用20號～22號鉛絲與定位筋綁扎牢固,防止波紋管在施工中產生移位或上浮,最后將加工好的鋼絞線兩端用電工膠布包好包緊,從波紋管一端穿入,從另一端伸出。

2.4 混凝土質量控制

1)混凝土到現場后,必須進行坍落度試驗,符合要求后方可澆筑,混凝土嚴格按程序分層澆筑,大梁混凝土連續澆筑,一次完成;振搗手明確分工,按操作規程進行,確保振搗均勻、密實,不漏振也不過振。2)為確保大梁混凝土質量,T梁采用水平分層澆筑,每層厚度不大于30 cm,澆筑順序為“馬蹄形”部分→腹板→翼緣板,混凝土輸送泵車將混凝土直接泵入模內,混凝土以45°傾斜角由兩端向中間澆筑,要求連續澆筑,一次成型。T梁的腹板寬只有20 cm,下面馬蹄寬最小處為46 cm,因此,“馬蹄形”部分振搗實是施工關鍵,常規的插入式振動器難以達到施工要求,故大梁混凝土澆筑采用附著式振動器與插入式振動器結合使用的振搗工藝,附著式振動器采用間隔振動,不能連續,即:振動10 s停止,間隔1 min后再振動10 s,如此循環,循環次數依實際情況確定。混凝土澆筑到某段,開啟某段附著式振動器,沒有澆筑的段落附著式振動器斷電不開,防止空振造成模板變形,此工作安排專職人員進行且不再更換,預應力混凝土T梁采用附著式振動器與插入式振動器相結合的振搗工藝,有效地保證了“馬蹄形”部分混凝土的振搗密實,T梁混凝土外觀質量有了明顯提高。3)梁體混凝土澆筑完成且收漿抹面并達到初凝后,采用覆蓋土工布灑水養護,拆模后要繼續灑水養護,灑水頻率以混凝土表面經常處于濕潤狀態為準,連續養護7 d;當氣溫低于5℃時,采用蒸汽養護。4)防止漏漿質量控制:T梁外露鋼筋較多,鋼筋直徑較大,外露尺寸較長,給橫隔板和端模拆模帶來不便,所以模板上的鋼筋預留孔更大,給防止漏漿帶來不利。對此采取膠皮堵漿法,用2.5 cm厚的膠皮割成小方塊(比預留孔大),中間打孔(比鋼筋直徑小1/2),在澆筑混凝土之前將加工好的膠皮穿在每一根鋼筋上,緊貼模板,穿好后再壓上已加工好的鋼筋網架,固定牢固。

2.5 張拉

1)大梁主體混凝土強度不小于80%以上設計強度時,才能進行預應力張拉,張拉設備采用同一型號千斤頂、油表、油泵和壓力表,油泵和壓力表一一對應。2)兩端千斤頂同時張拉,由專人指揮,油壓速度緩慢均勻,每增加5 MPa,以哨音為號,盡量做到同步進行,使升壓速度接近相等。3)采用兩端對稱同步張拉工藝,張拉力和鋼絞線伸長量雙控,以張拉力為主。鋼絞線斷絲,滑絲,每束只限1根或整個梁斷面斷絲之和不超過該斷面鋼絲總數的1%。用20%σcon與10%σcon之間的伸長值作為初始應力時的伸長值,依據100%-10%+(20%-10%)公式計算鋼束實際總伸長值,當與理論伸長值誤差不大于±6%時,張拉合格,如超出±6%時應停止張拉,查明原因后方可繼續張拉。4)理論伸長值計算,已知 σcon=1 209 MPa,彈性模量 Ep=1.95×105,直徑15.2 mm,公稱面積140 mm2,μ=0.17,k=0.001 5;直線段計算公式為ΔL=PpL/ApEp,曲線段計算公式為ΔL=PpL/ApEp,Pp=P(1-e-(kx+μθ))/kx+μ θ。 計算出直線段和曲線段伸長量后 ,兩 者之和為該束的理論伸長值。5)張拉完成后,在距錨頭3 cm處用砂輪機將多余鋼絞線切割,切割時用濕布包裹錨頭并不斷注入清水降溫。

2.6 孔道壓漿

1)水泥漿自調制至灌入孔道的延續時間,視氣溫情況而定,一般不超過30 min～45 min,水泥漿在使用前和壓注過程中應經常攪動。2)壓漿應緩慢、均勻地進行,比較集中和鄰近的孔道,先連續壓漿完成,以免串到鄰孔的水泥漿凝固堵塞孔道;不能連續壓漿時,后壓的孔道應在壓漿前用壓力水沖洗通暢。3)壓漿采用一端壓漿,當另一端排水孔冒濃漿后,封排水孔加壓,持壓5 min,關閉壓漿閥,轉到另一束,全梁壓漿。4)施工過程必須計量準確,嚴格控制水灰比。5)持壓時間必須充分保證,考慮僅壓注一次,水泥漿有泌水和凝結收縮,會使孔道上部產生空隙,所以,對孔道進行二次壓漿,可使水泥漿充滿孔道,二次壓漿的間隔時間以先壓注的水泥漿充分泌水又未初凝為度。6)在澆筑混凝土之前,將鋼絞線束穿入預留孔道內,混凝土澆筑一半時將鋼絞線束前后移動,防止水泥漿包裹鋼絞線而堵管;混凝土澆筑完畢后再將鋼絞線束前后移動,當鋼絞線束無法移動時,向孔道內灌水直到水從另一端流出并且鋼絞線束能移動為止;一片T梁澆筑時間為4 h左右,此時水泥漿在初凝狀態,當施加外力和水的作用下很容易破壞;此方法對解決孔道堵塞有很明顯的效果。

2.7 設置反拱度質量控制

1)臺座頂面設2 cm反拱度,數值由中間向兩端減少,其作用在于減少大梁張拉時的反拱。用水準儀精密測量,嚴格控制頂面反拱度,誤差控制在2 mm范圍內;反拱度的設置減小了梁體張拉后的上拱值,防止梁體頂面開裂和跨中橋面鋪裝厚度不夠等現象。2)反拱度采用二次拋物線設置,二次拋物線公式 y=ax2+bx+c;代入已知數推出y=0.000 000 75x2-3,由此公式計算出每一米的相對標高。

3 結語

在廈漳高速公路ZA6標T梁施工中,采用附著式振動器與插入式振動器相結合的振搗工藝,有效地保證了“馬蹄形”部分混凝土的振搗密實,梁體混凝土外觀質量有了明顯提高。在制梁臺座頂面設置反拱度,成功解決了T梁反拱值偏大,影響橋面混凝土鋪裝的問題。

[1] JTJ 041-2000,公路橋涵施工技術規范[S].

[2] 江正榮.建筑施工工程師手冊[M].第2版.北京:中國建筑工業出版社,2002.

[3] 戴志遠.后張法預應力預制梁混凝土施工工藝探討[J].山西建筑,2009,35(1):150-151.