后張法預應力T梁施工質量通病淺析

鄧小山

近年來，隨著我國橋梁事業的蓬勃發展，預應力混凝土技術顯著提高，預應力T梁由于受力明確，施工簡單，已發展成為當今重要的橋型之一。但因其在預制及架設過程中，需要特殊的工藝、專門的材料及設備，對工程管理及人員操作水平要求較高，在實際應用中，還存在各種質量通病有待進一步研究。

一、工程概況

西陵二路三峽大學高架橋新建項目位于宜昌市西陵區，是宜昌市規劃“三縱五橫”快速路網格局的重要節點之一。大橋共含4座橋梁，累計橋長647.6m。全橋采用后張法預應力T梁，30m標準跨徑，簡支轉連續受力體系。T梁梁高2.0m，中梁頂寬1.7m，翼緣板厚0.16m，跨中腹板厚0.2m，支點腹板厚0.5m，厚度變化段3.6m。橋址區微地貌主要為崗地，現狀地面高程在94～111m之間，地面起伏較大。

二、施工技術要點

受施工技術的局限，預應力T梁的施工質量與高速發展的交通運輸事業尚有一定差距，對其主要施工技術進行分析，有助于提高整體建設水平。

1.梁場建設工程

在橋梁工程中，梁場建設的合理性、規范性、科學性直接影響到預制T梁的成品質量。

（1）合理選址是梁場建設的前提。一般梁場選址應遵循“四便于兩減少一安全”的原則：便于土建施工；便于交通運輸；便于集中地段；便于防洪、排澇；減少對整體施工的影響；減少征地拆遷；無安全隱患。

（2）臺座數質量是梁場建設的核心。施工過程中，臺座直接承受T梁的自重及施工荷載，其強度、剛度、穩定性都必須滿足設計相關要求。而且在砌筑過程中，必須嚴格控制反拱取值，以確保臺座的頂線型符合設計圖紙要求，同時臺座的沉降值控制、防漏裝置等也是關注的重點。

2.鋼筋工程

鋼筋是T梁受力體系的核心部件，其制作與安裝直接影響T梁的結構安全。在鋼筋工程中，主要遵循“兩個質量”原則。

（1）鋼筋的實體質量。鋼筋進場時應按規范要求分批分量進行檢驗，檢驗合格后方可使用。場內加工時，必須按照圖紙核算后的尺寸加工，并考慮彎曲調整值等因素影響，操作工人需有熟練的經驗，條件允許的情況下應優先使用數控相關設備，以減少人為制造的誤差。

（2）鋼筋的安裝質量。在完成臺座準備工作后開始鋼筋安裝，其中鋼筋布置應按照預應力筋、主筋、次筋的順序進行避讓，綁扎時重點關注鋼筋接頭的綁扎方式、綁扎點的數量以及彎鉤鋼筋彎鉤朝向，以確保T梁受力鋼筋的完整性及混凝土的保護層厚度。此外，為保證鋼絞線線型符合設計要求，金屬波紋管應進行嚴格的定位控制。

3.模板工程

T梁模板通常根據設計圖紙進行定制，不僅要有足夠的強度、剛度，而且還要便于制作、拆裝。模板安裝時，應保持板面平整，接縫嚴密，防止漏漿，同時也便于后續脫模，模板的內接觸面應均勻涂刷隔離劑，嚴禁采用廢機油等油料替代隔離劑，防止污染鋼筋。

4.混凝土工程

混凝土工程是T梁預制過程中發生質量通病的重災區，是質量控制的重點，須分階段分節點進行控制。

（1）施工準備時應對生產所需的水泥、沙、碎石和外加劑等原材料進行檢查，其性能和指標須滿足規范和設計要求。拌和時要現場實驗確定配合比，控制好拌和時間，確保混凝土和易性、粘聚性、保水性和塌落度滿足施工要求。

（2）混凝土澆筑通常采用分層澆筑振搗的方法進行，混凝土以45o傾角從兩段向中間或從梁的一端向另一端推進作業，分層厚度以30cm為宜。混凝土振搗采用附著式和插入式相結合的振搗工藝，其中粱底“馬蹄”部位采用附著式高頻振動器，兩側交替進行振搗，梁體其他部位采用插入式振動棒，按照快插慢拔的原則進行振搗。

（3）混凝土初凝后要及時養生，施工中應根據季節、天氣等不同情況采取針對性措施，確保水泥水化作用的進行，防止混凝土因溫縮而產生裂縫，最終導致混凝土強度不滿足設計要求。

5.預應力工程

預應力施工與整個結構的受力息息相關，是后張法預應力T梁施工質量控制的關鍵。

（1）預應力張拉。在施工過程中，張拉設備需由專人使用、管理，張拉作業人員經培訓考試合格后方可上崗，張拉設備按照使用時間及張拉次數配套標定使用。張拉過程嚴格按照“三同心、兩同步、三控”的方法進行。

（2）孔道壓漿。張拉作業后，采用真空壓漿工藝，及時進行孔道壓漿，并根據T梁孔道的長短確定合理的壓力值，通常終壓不小于0.5MPa，穩壓時間不小于2min。

三、常見問題淺析

橋梁工程中，預應力T梁的施工既是重點也是難點，盡管施工單位采取了一系列措施，但仍無法完全避免一些質量通病的出現。

1.表面蜂窩麻面

城市橋梁既是建筑也是風景。施工中，T梁表面經常不同程度地出現蜂窩麻面，嚴重影響其裝飾效果。主要成因：（1）模板接縫不嚴密或者過振，跑漿嚴重；（2）入模混凝土塌落度偏小；（3）混凝土澆筑方法不正確，混凝土分布不均勻、不密實，混凝土中空氣被包裹在馬蹄部分，不宜溢出。預防措施：（1）模板焊縫應平順嚴密；（2）澆筑時，選擇合適的振搗方式及器具，并安排專人現場指揮，嚴格時間控制，防止過振或漏振；（3）混凝土塌落度應滿足要求。

2.孔洞問題

T梁混凝土的結構內局部出現一些不規則空隙，主要成因：（1）鋼筋布設不合理，間距大小不均；（2）混凝土分層過厚，流動性不強，振搗不密實；（3）混凝土粗骨料粒徑過大。預防措施：（1）選擇級配合理，質量合格的碎石料，從源頭控制混凝土質量；（2）鋼筋密集部位采用流動性較強的混凝土；（3）嚴格控制分層澆筑的厚度及振搗的時間。

3.混凝土裂縫

混凝土結構抗壓不抗拉，施工中，預應力T梁經常產生諸多不同類型的裂縫。根據產生的原因，可分為非結構裂縫和結構裂縫。其中非結構裂縫以混凝土收縮裂縫為主，當T梁內外溫度、濕度大幅變化，混凝土水化熱時，混凝土收縮變形超過允許范圍時便會產生裂縫。預防措施：（1）加強施工管理，對溫度、濕度進行動態控制，例如夏季通常安排在早、晚或溫度較低的時候澆筑混凝土，施工完成后及時使用土工布等材料對T梁進行覆蓋養生，以防止陽光直射及水分的蒸發，冬季施工時，則可采用蓄熱法、暖棚和蒸汽養護等方法對混凝土進行養生，確保混凝土外環境濕度及溫度滿足要求；（2）根據現場骨料情況確定合適的水灰比，通常高水灰比可滿足和易性要求，但水多則干縮性大，水泥多則塑形變形大；（3）根據設計文件選擇符合標號要求的硅酸鹽水泥，在此不能一味強調高強度，更也不能擅自高強低用；（4）使用堅硬的中粗砂。結構裂縫主要與T梁的配筋和承載力有關，施工中較少出現，在此不再贅述。

4.鋼筋保護層厚度偏小

施工中，由于鋼筋下料不當、墊塊脫離或者鋼模安裝等因素，T梁鋼筋保護層厚度往往不滿足設計要求。因為鋼筋保護層厚度不足，T梁內部鋼筋易發生銹蝕，鋼筋中的鐵離子發生銹蝕反應時，體積增大，混凝土則產生裂縫。預防措施：施工中注意檢查墊塊的數量及位置，控制內模與外模的間距，確保混凝土有足夠的保護層厚度。

5.混凝土局部破碎

受張拉、拆模等外力因素影響，施工中經常發生啃邊、掉角、梁端底部開裂、錨下開裂等問題，影響T梁的美觀及正常使用。主要成因：（1）混凝土邊角振搗不密實；（2）拆模不當；（3）錨墊板下加強鋼筋布設不合理。預防措施：（1）采用高頻附著式振搗器和震動棒相結合的振搗工藝，加強對角點及結合部位的振搗；（2）注意檢查錨墊板下加強鋼筋布設，錨下螺旋筋必須按要求進行固定；（3）梁端下部預埋3～5mm厚鋼板；（4）對梁端混凝土局部采用倒三角設置；（5）拆模過程中嚴禁大力敲打、暴力拆模，當采用整體式鋼模時，可冷水澆淋后，用千斤頂頂推鋼模立柱進行拆模。

6.T梁上拱度控制

實際工程中，參建各方往往重視混凝土的強度，忽略其彈性模量，導致T梁的上拱問題不能有效控制，嚴重影響后續橋面鋪裝層的施工質量。主要成因：（1）施工單位對T梁上拱問題缺少系統的認識，現場施工中缺乏有效的過程監控手段；（2）T梁預制臺座的承載力不足，底模變形；（3）臺座未按規定設計反拱或反拱度設計不合理。預防措施：（1）臺座端部設置擴大基礎，并且按1∶1.3進行配重實驗，確保臺座不發生非均勻沉降；（2）注意臺座的頂線型，按要求設計反拱；（3）嚴格控制T梁的存梁期限，通常不超過90d，受混凝土收縮徐變類因素的影響，預應力T梁在存梁期內的上拱值變化幅度最大。

7.T梁預應力損失

受預應力管道位置、張拉設備、操作人員等諸多不定因素的影響，實際工程中，T梁預應力損失不可避免，應采取措施有效控制。主要成因：（1）預應力管道定位與設計有一定偏差；（2）混凝土強度不滿足要求；（3）預應力張拉操作不規范等。預防措施：（1）嚴格按照設計位置固定金屬波紋管；（2）澆筑前，采用塑料撐管穿金屬波紋管，防止管道變形，且混凝土初凝后應及時抽出；（3）張拉前，T梁的實體強度應滿足規范要求；（4）固定張拉班組；（5）分階段進行張拉作業，操作人員準確記錄張拉數據，嚴格遵循張拉順序，時刻關注梁體的上拱度及變形情況，同時為減少人員操作記錄的誤差，優先使用智能張拉設備；（6）兩端對稱張拉，張拉設備緩慢充油，兩端伸長量之差不得超過總伸長量的10%。

四、 結語

簡言之，后張法預應力T梁由于內外諸多因素影響，還客觀存在一系列質量通病，只有不斷深化質量研究，總結施工中好的經驗和做法，才能有效提高橋梁工程的整體建設水平。文章結合宜昌市西陵二路三峽大學高架橋施工項目，重點對后張法預應力T梁施工中質量通病進行了分析，并提出了預防及解決措施，旨在為同類項目提供參考。