周曉亮 易 柱
隨著我國高速公路、鐵路的快速發展,預應力混凝土T梁由于具有承載力高、適合各種跨度橋梁、抗震能力強且施工工藝相對簡單的優點而得到了廣泛的應用。預應力鋼筋混凝土T梁的質量好壞直接關系到橋梁特別是大跨度橋梁的安全可靠性和使用壽命。T形梁高度與腹板寬度比較大,相對于其他類型的梁來說柔度較大,因此在施工中容易出現混凝土不密實、預應力不夠、起拱不正常等許多問題。為了保證預應力鋼筋混凝土T梁質量達到規范和設計要求,本人結合梁場工程實踐經驗對某標段40 m預應力混凝土T梁的施工技術和質量控制進行探討。
平整場地→臺座制作→安裝底模→鋼筋制作→波紋管預埋→模板安裝→澆筑混凝土→養生→施加預應力→壓漿→封端→存梁→吊裝。
在預應力鋼筋混凝土T梁施工過程中,場地的平整規劃和臺座的制作有著重要的作用,因此對其也有相應的要求。對于預制場地:1)首先要整體規劃,結合項目T梁數量和類型合理安排臺座的種類個數,根據工程實際情況安排好混凝土進料的路線方向、鋼筋加工區、材料機具堆放區、存梁區和吊裝位的位置,確定好供水供電和排水措施。2)場地要進行平整、壓實,澆筑完臺座后對整個場地進行硬化。3)場地硬化時應注意控制好標高,以防場地與臺座頂面高差太小而造成安模困難。對于臺座制作:1)開挖后將基底夯實,考慮到張拉過程中和張拉后T梁的重量會集中在兩端,因此要提高臺座兩端地基強度,根據T梁的重量設計擴大基礎。2)結合側模的結構高度和T梁高度確定臺座頂面高度。3)根據設計要求確定好預留吊裝孔的位置,一般為15 cm×20 cm。4)考慮到張拉施工臺座的長度應在兩端各加長30 cm~50 cm;考慮到在施工過程中臺座邊緣易出現破碎現象,因此在臺座頂面兩側需用角鋼進行補強,臺座寬度應與T梁底寬相同。5)臺座頂面應根據設計要求設置反拱度,預拱度按二次拋物線分布,最后為保證吊裝方便可以在臺座頂面加鋪鋼板并與兩側角鋼焊接在一起。
模板的制作一般由具有相應資質的制作單位完成。側模用鋼板和型鋼加工而成,即由側板、支承側板的水平肋、豎向肋、支托豎向肋的直撐、斜撐、振動器支座、固定架等構件組拼成整體。端模主要由緊貼梁端錨墊板的端面板及端模骨架組成。安裝時連在側模上。為防止漏漿,模板各拼裝塊接縫處加墊橡膠條或海綿條。模板安裝時應將其清洗干凈,并涂刷隔離劑;模板的安裝和拆除用龍門吊上的電動葫蘆起吊,安裝后對各部位尺寸進行檢查,拼裝誤差應符合設計及相關規范的要求。澆筑混凝土后,待混凝土強度達到設計強度時方可拆模[1]。拆模時,先拆除拉桿,打開活門,使用外拉力,使側模脫離梁體。
鋼筋制作:根據設計圖紙核對鋼筋種類、直徑、尺寸和數量計算出下料長度。根據鋼筋大樣圖用鋼筋切斷機將鋼筋截斷后采用彎曲機進行彎曲加工。制作好的鋼筋經檢查符合要求后按不同規格型號掛牌有序的存放在整潔干燥的場地內。鋼筋骨架綁扎:首先在底座上劃好鋼筋間距線,以控制布筋尺寸,然后綁扎底板縱筋及箍筋,從中間向兩端綁扎腹板鋼筋,最后綁扎頭筋。綁扎結束后要檢查定位網位置,準確率要達到100%。翼板鋼筋的安裝在模板安裝好后進行。波紋管的技術性能應滿足國標和設計要求;波紋管的連接可采用口徑稍大的波紋管,螺旋接入后采用密封膠帶封口。波紋管的安裝可根據定位鋼筋網從一端穿至另一端。安裝錨墊板:根據設計要求選擇相應尺寸、規格和型號的錨墊板,錨墊板應有足夠的承載力,經檢查合格后方可使用;翼板上應設置吊裝預留孔。
混凝土的質量直接關系到T梁質量的好壞。在T梁預制前,應對混凝土配合比進行驗證,在混凝土拌合時應采用重量法下料。在混凝土澆筑前,應仔細檢查模板連接件是否牢固,支架和預埋件等是否穩固,振動器等的電源電路和備用發電設備是否正常。T梁應按厚度不大于30 cm分層進行澆筑,時間間隔不應超過1 h;澆筑時應由兩端往中間澆筑,要求連續澆筑且一次成型。由于腹板較窄,鋼筋和波紋管分布較密,因此混凝土振搗密實與否是施工質量的關鍵[2]。在T梁混凝土施工中,一般采用附著式振動器和插入式振動器組合使用,以保證混凝土振搗足夠密實。以振搗區混凝土停止下沉,表面呈現平坦、泛漿,不冒氣泡為準。在振搗過程中應經常抽拉設置于波紋管內的軟件,以防波紋管出現堵塞。同時在混凝土澆筑過程中應做好試塊,做好養護。T梁拆模后應在上面標注好澆筑日期和該片T梁的具體跨位,以方便張拉和吊裝。
張拉施工前應對張拉機、千斤頂、油表等標定,計算好每孔鋼絞線的張拉力和油表讀數。制作鋼絞線束:展開鋼絞線,剔除死彎,擋板控制下料長度并切割、編束;施加預應力,張拉設備使用前,根據千斤頂及壓力表的檢驗報告,確定壓力表讀數與張拉力之間一一對應關系曲線。張拉使用專業技術人員操作和管理,施加預應力盡量對稱,保證同步,防止千斤頂后索片索死。每次張拉應有完整的原始張拉記錄,且應在監理在場的情況下進行。使用中如出現不正常現象時,應重新標定校驗,使用超過1個月或200次后也需重新標定校驗。
張拉過程實行雙控,張拉力控制為主,伸長值進行校核為輔。實際伸長值與理論伸長值之差應控制在理論伸長值的6%之內。且不允許整根鋼絞線拉斷,伸長值達不到設計要求時,灌中性肥皂水以減少其摩阻損失。張拉時應根椐每批鋼絞線實際直徑隨時調整千斤頂限位板的尺寸,以免使鋼絞線被刮傷。
張拉完后盡早進行壓漿[3],宜在48 h內進行壓漿以保證鋼絞線不銹蝕并與混凝土連成整體。壓漿前用壓力水沖洗管道,清凈積水,并對排氣孔、壓漿孔、排水孔等全面檢查,對壓漿設備進行檢驗。壓漿應由一端緩慢、勻速、不中斷的壓入,直到另一端冒出水、稀漿最后出現濃漿,封閉排水孔并加壓,壓力達0.7 MPa后,持壓5 min后關閉壓漿閥。壓漿后用水沖洗干凈錨具,對梁端混凝土鑿毛[4],安裝鋼筋進行封錨。
T梁的吊裝可以根據實際情況采用吊車或架橋機進行。T梁安裝架設的施工流程為:架橋機就位→放出支座和梁端線→安裝支座→運梁→吊梁、就位→架完→孔梁→架橋機前移→澆筑橫隔板→澆筑縱向濕接縫→澆筑墩頂連續→負彎矩區鋼束張拉。
混凝土的外觀質量直接影響到T梁的質量,常見的問題有蜂窩、麻面、空洞、出現層印、溫縮裂縫、錯臺及跑模和爛邊爛根等。這些問題可以通過以下措施來避免:1)模板及時清理干凈并涂刷脫模劑,安裝時拼裝緊密牢固、位置準確。2)嚴格控制好混凝土配合比、和易性和坍落度。3)混凝土分層連續澆筑、振搗均勻;由兩端往中間澆筑。4)拆模時注意拆模順序和力度。5)及時做好養護工作。
2.2.1 預應力孔道漏漿
在T梁混凝土施工中由于波紋管在安裝過程中施工不當或振搗不當,容易引起波紋管漏漿,嚴重者引起波紋管堵塞。主要預防措施有:防止混凝土振搗棒直接觸擊波紋管;鋼筋焊接時,避免電焊火花燒破波紋管;波紋管接頭要嚴密、無破損;在施工過程中可在波紋管內設置軟管,在混凝土澆筑時不斷抽拉。
2.2.2 預應力管道位置發生偏差
在預應力混凝土梁板施工中,如果預應力預留孔道位置不準確而發生偏差,在進行預應力張拉時,實際張拉力及伸長值就會與設計發生偏差,造成張拉力不準,由于預應力筋位置變化,還會影響梁板強度甚至使用安全。主要的預防措施有:準備計算出定位鋼筋網,特別是曲線位置;波紋管要安裝牢固、位置要準確;混凝土澆筑中防止振搗棒碰撞到波紋管。
2.2.3 張拉過程中出現斷絲或滑絲
鋼絞線在張拉過程中由于各種原因發生斷絲或滑絲,容易使預應力鋼束受力不均勻,造成構件不能達到所要求的預應力度。主要的預防措施有:張拉設備做好標定和檢測,在施工前做好檢查;根據設計準確計算出各預應力束的張拉力和油表讀數;穿束前,預應力鋼束必須按規程進行梳理編束,并正確綁扎;張拉預應力筋時,錨具、千斤頂安裝要準確;發生斷絲后可以提高其他束的張拉力進行補償,更換新束,利用備用孔增加預應力束。
2.2.4 孔道壓漿不飽滿
應力孔道壓漿不飽滿,不能使預應力筋與梁體混凝土牢固粘結為整體,還會引起預應力筋銹蝕,從而影響預應力梁的壽命。主要的預防措施有:及時進行壓漿,宜在24 h內進行;壓漿前用水沖洗孔道,沖出孔道內雜物,并用空壓機吹干孔內多余積水;正確控制好水泥漿各項指標,應適當摻入膨脹劑;壓漿過程應均勻緩慢,并保證好壓漿的壓力。
預應力鋼筋混凝土T梁施工雖然比較復雜,工序多且專業性強,但只要組織專業化隊伍施工,加強施工質量管理,科學安排,在施工過程中嚴格控制好原材料質量和施工工藝,同樣能做出高品質的預應力鋼筋混凝土T梁。
[1] 周海華.預應力T梁施工全過程的質量控制[J].中國水運,2009(3):211-212.
[2] 尹益君.預應力混凝土工程施工質量通病的防治[J].中國新技術新產品,2008(15):18-19.
[3] 羅金明,王 芳.現澆T梁形成橋上預制場及橋上預制T梁工藝[J].山西建筑,2010,36(16):286-287.
[4] 陳文寅.預應力鋼絞線安裝預埋超常時間的保護與張拉控制[J].交通標準化,2007(7):36-37.