邛名高速南河特大橋“T”型梁后張法預制施工技術

蔣　冬

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都　610081)

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邛名高速南河特大橋“T”型梁后張法預制施工技術

蔣冬

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都610081)

摘要：南河特大橋整座橋梁位于半徑為5 000 m的平曲線上，造成同跨梁體長度不一致；同時，設計單位對T梁端頭采用了二期混凝土進行封錨處理，該設計方式使T梁端頭極易形成錯臺等質量缺陷；另外，T梁端頭處理不好極易出現剪切裂縫等質量缺陷。為此，解決上述設計缺陷及施工中的常見質量問題就顯得非常必要。針對上述問題提出了切合實際的解決方案并予以實施，取得了較好的效果。

關鍵詞：南河特大橋；“T”型梁；預制技術

1工程概述

S8邛崍至名山高速公路南河特大橋位于邛崍市白鶴鄉。南河特大橋是邛名高速公路的控制性工程之一，起止樁號為：K10+478.75～K11+745.81，設計長度為1 267.06m。上部由42孔30m結構簡支橋面連續T梁組成，全橋共預制T梁425片。

南河特大橋T梁長度為30m，高2m，梁與梁之間間距為2.5m，中梁和邊梁翼板寬度分別為1.8m及2.02m，翼板及橫隔梁間留有0.7m的橫向濕接縫。預制T梁頂面設計有2%的橫坡，路面橫坡通過支座墊石高差形成。

2施工準備工作

2.1預制梁場的布置

圖1　預制梁場布置圖

預制梁場是T梁加工生產的地方，根據橋梁施工特點和南河特大橋的地形條件，我們將南河左岸K10+070～K10+480路基段(即0#橋臺后側)布置為預制梁場。為確保預制場的場地寬度、便于運梁炮車方便運梁上橋，將該路基段填筑至路基頂面并做統一平整處理。后場主要布置拌和系統、砂石料倉、鋼筋及鋼絞線加工車間等，前場主要布置預制臺座、運梁通道及兩臺凈跨徑為20m、載重能力為75t的龍門吊車。具體布置情況見圖1。

2.2梁體臺座布置要點

梁場共設置28個T梁臺座，供梁體預制和存梁用，不單獨設置存梁區。T梁臺座沿路基中線分左右兩側布置，每側兩行，臺座間橫向間距為4m，縱向間距為40m，第一排臺座距離南河橋0#橋臺10m。

為確保梁體在張拉后臺座兩端不出現沉降變形甚至裂縫，在臺座兩端頭位置澆筑3.3m(長)×1.5m(寬)×0.5m(厚)的鋼筋混凝土墩進行結構加強，臺座設計為40cm(寬)×30cm(高)的C25鋼筋混凝土，布置4根30m長的φ12鋼筋，箍筋為φ8@20cm。臺座頂面和兩側必須平整光滑，以保證側模的安裝就位和T梁底的平整度。

根據技術規范要求，T梁臺座在跨中必須設置預拱度，邊梁預拱度為-35mm,中梁預拱度為-30mm,由梁體中部向兩端漸變并按二次拋物線布置。假設梁體跨中預拱度為A(mm)的話，則預拱度的方程式為：Y=A/225×X2-A (式中X以m計，Y以mm計，見圖2)。

計算結果見表1。

圖2　梁體預拱度簡圖

3T梁后張法預制施工

表1　中、邊梁臺座反拱度設置表

T梁預制工藝流程為：梁肋及隔板鋼筋綁扎→穿波紋管、鋼絞線、埋設埋件→立模板、模板加固→翼板鋼筋綁扎→驗收→混凝土澆筑→拆模養護→張拉→灌漿→封錨→驗收后移運。

3.1定型鋼模板加工及安裝

T梁定型鋼模采用由專業鋼模生產廠定制加工而成，其中鋼模面板采用5mm厚A3鋼板，加勁肋采用槽鋼焊制，同時對每一塊定型鋼模進行編號以確定其拼裝位置，以免拼裝時出現錯誤。

模板拼裝前須經過檢查驗收合格后才能使用，模板拼裝時在節間夾一層1cm厚的橡膠海綿，并用螺栓擰緊防止漏漿。在安裝吊運時，人工配合龍門吊進行，用φ20的對拉螺桿進行模板固定，保持模板的空間寬度。安裝端頭模板時，必須保證錨墊板垂直于管道軸線。

3.2鋼筋制安及波紋管安裝

每批次鋼筋到場后均按設計規范要求進行抽檢，合格后才能使用。鋼筋在加工車間按設計尺寸下料、彎制、加工成型運至現場進行安裝。

波紋管從專業生產廠家購買，尺寸必須符合設計及規范要求。安裝波紋管前用φ8的鋼筋制作成“井”字架按設計要求準確地定出波紋管的位置。安裝連接波紋管時，用接頭管連接并用膠帶密封，防止澆筑混凝土時漏漿堵塞預應力孔道，相鄰波紋管接頭相互錯開至少30cm。

3.3混凝土施工應注意的問題

南河特大橋預制“T”梁混凝土設計強度為C50，其屬于高標號混凝土，為確保混凝土施工質量，應重點注意以下幾方面工作。

(1)原材料及配合比選取：在進行水泥、砂石等原材料選料時，嚴格按規范要求進行，做到不符合要求的材料不許進場；在進行混凝土配合比選取時，在多組配合比試驗中擇優選取，并取得設計及監理工程師的確認。

(2)混凝土的拌制：為確保混凝土拌制質量，拌和站采用自動計量系統進行砂石料配料，采用帶計量器的螺旋輸送泵輸送水泥，采用時間繼電器進行水量控制。

(3)混凝土澆筑順序：混凝土的澆筑由梁體一端向另一端分臺階進行澆筑，每個臺階長度宜控制在2～3m左右。混凝土的澆筑分四層進行，分層厚度為50cm。澆筑混凝土的順序為先澆筑梁肋底部、再澆筑端橫隔板和肋板、最后澆筑翼板。

(4)混凝土振搗：采用在定型鋼模肋板兩側安裝附著式振搗器結合軟軸振動棒的方式進行振搗。在澆筑過程中，軟軸振動棒的移動間距不超過其作用半徑的1.5倍，與模板保持5～10cm的距離，并插入下層混凝土5～10cm。每一處振搗完畢后邊振邊緩慢提出振搗棒，避免振動棒碰撞模板、波紋管、鋼筋及其他預埋件。對于邊角處等振動棒難以到達的部位，采用附著式振搗器進行振搗。

(5)混凝土的養護：在混凝土澆筑完畢1h后，表面用濕麻袋覆蓋，避免陽光直射。混凝土初凝后開始灑水養護，養護灑水的間隔時間以保持混凝土表面潮濕為宜。根據相對濕度，連續灑水養護7～14d。

(6)模板的拆除：當混凝土澆筑完14h后，根據現場氣溫決定拆除模板的最佳時間。模板的拆除由梁的一端向另一端進行，先拆除模板上的對拉螺桿，然后逐塊拆除模板上的螺栓。模板拆除后，將每塊模板吊至安裝地點。

3.4預應力系統及T梁張拉

梁體預應力所用的材料如鋼絞線、錨具、夾片、錨墊板等必須先通過有關試驗檢測，合格后才能使用。

3.4.1鋼絞線的制作與切除

鋼絞線在下料前先準確計算并實測每個孔道的長度，然后兩端各加上千斤頂的工作長度(70cm)作為鋼絞線的下料長度，以免造成浪費。

鋼絞線的加工切斷采用φ300砂輪切割機，不能使用電弧焊和氧焊切割，防止因溫度過高而使鋼絞線脫錨。切除時，用濕毛巾蓋住錨具和鋼絞線，使切割時產生的熱量不傳到鋼絞線的受力部分。一般切口至錨具端部控制在50mm。

3.4.2施加預應力前的準備工作

(1)壓梁體混凝土試塊，檢查梁體混凝土是否達到設計強度的85%。

(2)千斤頂校正系數應不大于1.05級，其校正有效期不超過一個月。油壓表精度不低于1級，其校正有效期不超過一周。

(3)先用高壓水沖洗預應力孔道，再用高壓風清除孔道內的積水和污物，然后穿鋼絞線。

(4)對所用的鋼絞線、錨具、夾片在使用前先進行外觀檢查，確保無損傷、無扭結或未粘有污物。

3.4.3T梁張拉順序

為保證梁體預應力鋼束張拉質量，采用張拉應力和伸長值雙控制，即采用應力控制方法張拉，以伸長值進行校核。張拉控制應力σcom=0.75；fpk=1 395MPa。當預制T梁混凝土強度達到85%設計強度后方可張拉，且需兩端同時張拉，張拉順序為：N1→N2→N3。張拉程序：0→初應力(10%σcom)→20%σcom→量伸長值→σcom(持荷2min錨固)，在張拉力達到σcom時測定伸長量，實際伸長值與理論伸長值的差值應控制在6%以內，否則應暫停張拉，待查明原因并采取措施予以調整后，方可繼續張拉。

注：σcom=0.75，fpk=1 395MPa(fpk為標準抗拉強度，fpk=1 860MPa)。

3.4.4T梁張拉

張拉前，首先檢查鋼絞線束的外露長度，并對其進行調整；對錨墊板進行清理，重點是波紋管及注漿孔的清理并按下列程序進行施工。

(1)理論伸長值計算，后張法預應力束張拉時理論伸長值△L(cm)計算公式如下(參見公路橋涵施工技術規范JTJ041-2000)：

△L=PPL/APEP

(2)除去錨墊板、喇叭口內、波紋管內的殘余混凝土，裝上工作錨圈、夾片，錨圈錐孔、夾片必須清潔，鋼絞線、錨圈及夾片上不允許有浮繡、油污及混凝土等雜物。

(3)安裝限位墊板，吊裝千斤頂，安裝錨具。

(4)開動高壓油泵，使千斤頂張拉油缸進油——張拉。分級張拉時記錄每級張拉的油壓和鋼絞線伸長值。

(5)達到設計應力后持荷2 min，緩慢釋放油缸壓力至零，鋼絞線則自行整齊地錨固在錨具內。

(6)移走張拉設備，切除多余的鋼絞線，24 h內完成管道壓漿工作。

3.5壓漿與封錨

(1)張拉完畢后要盡快壓漿，壓漿前應清除孔道內的積水。

(2)水泥漿水灰比不能大于0.45，漿體最大自由膨脹量不能大于10%。

(3)灰漿中宜摻用起緩凝、減水作用的外加劑，但不得摻加氯鹽或其它對鋼筋有腐蝕作用的外加劑。

(4)溫度低于0 ℃時，孔道內不得有積水，溫度低于+5 ℃時或高于+32 ℃時，不得進行孔道壓漿。

(5)水泥漿應攪拌均勻，先加水后加水泥，機械拌和時間不能少于2 min。水泥漿放入壓漿罐時應進行過濾，過濾網孔格不得大于2.5 mm×2.5 mm。

(6)壓漿順序為先下后上，如有串孔現象發生時，所有串孔應同時壓漿。

(7)由一端進行壓漿，將壓力控制在0.5～0.7 MPa之間，當水泥漿從另一端流出且與規定的稠度相同時，立即封堵排氣孔并關閉遠端的閥門，繼續持壓10 s，再繼續持壓不少于2 min，關閉注漿端閥門，停止注漿。

壓漿完畢，將錨具周圍沖洗干凈，按設計要求澆筑封錨混凝土，隨后對封錨混凝土進行良好的養護以減少收縮，防止其與梁體間出現裂縫。

4施工中存在的問題及采取的處理措施

(1)同跨梁長度不等的處理。

原因分析：由于南河特大橋位于半徑為5 000 m的平曲線上，從而造成同跨梁體長度不一致，其中梁體最短為29.87 m, 最長為30 m。

處理措施：采用調整端頭模板位置來調整梁體長度，并對同跨T梁進行編號，以確定其安裝位置。

(2)T梁二期封錨處理。

原因分析：T梁端頭原設計采用二期混凝土封錨，但根據以往經驗，如果采用二期混凝土封錨，梁端易出現錯臺等質量缺陷而造成外觀質量差。

處理措施：將梁端二期封錨改進為梁端一次澆筑成型，即只在梁端面預留錨圈槽口，待孔道壓漿完成后用細石混凝土將錨圈槽口封堵即可。

(3)梁體端頭剪切裂縫的處理。

原因分析：梁體張拉前重量是均勻的作用于臺座上，張拉后梁體由反拱變為正拱，即跨中脫離臺座變為梁端兩支點受力，在剪力作用下梁體端部會出現剪切裂縫。

處理措施：在安裝端頭模板前，在梁端預埋鋼板與端頭模板間鋪一層厚度為1 cm的珍珠泡沫板或油毛氈，這樣，梁體在張拉后將由梁端預埋鋼板受力而不會出現剪切裂縫。

5結語

邛名高速南河特大橋梁體從2009年1月開始施工，同年12月底完成全部施工任務。無論是施工自檢，還是監理或中心實驗室抽檢，425片T梁全部評定為優良。不僅如此，通過上述看似簡單的技術方案的改進，使南河特大橋預制T梁真正做到了“內實外美”。截止目前，邛名高速通車已接近5 a，南河特大橋工程沒有出現任何質量問題。

蔣冬(1974-)，男，四川資中人，工程師，從事水電工程施工技術及管理工作.

(責任編輯：李燕輝)

第二十次中國水電設備學術討論會召開

10月15～16日，第二十次中國水電設備學術討論會在成都召開。會議圍繞大型水電機組的設計、研制和運行等相關技術問題開展了交流和探討。來自中國水力發電學會、水電規劃設計總院、三峽集團、中國水科院、水利部機電研究所，中國電建集團、長江設計院、東方電機公司、哈爾濱電機公司和清華大學、武漢大學、河海大學、哈爾濱工業大學等相關科研院所、高校和水電企業的近150名專家和代表參加了討論會。本次討論會分別安排了專題報告、主題發言、論文交流和分專業討論等技術交流活動。為期兩天的會議里，與會專家和代表圍繞水電機組的設計、研制、安裝和運行這一主題，從水力設計與選型、水機設計與制造，電機設計與制造、試驗研究、穩定運行，水電機組安裝與運行等多個方面開展了廣泛深入的交流和探討，學術氛圍非常濃厚。本次討論會對于加強產學研相結合，促進我國水電設備設計與研制技術的進步與創新，推動我國水電事業的建設與發展具有重要的作用和意義。本次討論會由中國水力發電工程學會、電機工程學會、動力工程學會相關專業委員會和三峽集團共同主辦。

收稿日期:2015-10-20

文章編號:1001-2184(2015)06-0036-04

文獻標識碼:B

中圖分類號:TV52;TU7；[TU997]

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