后張法預應力鋼筋混凝土工字梁預制及吊裝施工技術

管彥尚，洪春媛

（1.云南交投集團云嶺建設有限公司，云南昆明 650000；2.云南省交通科學研究院有限公司，云南昆明 650011）

1 工程概況

大橋上部結構為10 跨X30m 后張預應力混凝土工字形梁，片石混凝土重力式墩臺。每跨5 片，共計50 片梁。預應力筋為型錨具。本次工程中最為重要的內容是預制安裝梁構件，該操作工序復雜、操作較難，因此下文將重點介紹該技術的應用過程。

2 吊裝施工方案的可行性分析

綜合考量橋梁位置、河流水文情況以及該橋梁的特點，總共設計了兩種方案，即架橋機架梁方案和汽車吊吊裝方案。

方案一：架橋機架梁施工方案。該方案具有如下幾個特點：①高度的適應性能，河水流量、水深以及橋墩高度均不會影響該方案的實施；②所架設的梁構件可以達到20～50m 大跨度及50～100t 結構重量；③架梁需要同時配合橋面鋪裝作業進行，該過程中有關工序較為復雜，對施工人員的技術水平提出較高要求；④由于需要安裝和拆卸架橋機，導致工期延長；⑤橋頭高填方路堤加大了運輸道路以及預制場地布置的困難程度。

方案二：汽車吊吊裝施工方案。該方案具有如下幾個特點：①無須準備任何設備，也不需要其他輔助設施；②能夠快速架橋；③吊裝能力強，可以達到15～100t 的范圍；④河水流量、水深、墩臺高度會影響到該方案的實施。

通過認真分析工程實況，對比上述兩種方案，最終選擇汽車吊裝方案。理由如下：橋梁主橋位置的橋墩高度是15m，其意味著吊裝的最大高度為15m，單片梁吊裝質量是45t，如果將施工時間選在8、9 月，此時河流處于枯水期，以上均符合汽車吊裝的條件。而對于吊裝以及橋梁運輸施工，由于該工程中河床表層是平整的風化基巖，便于運輸。和方案一相比，可以節省施工資金。

3 工字型梁構件預制

3.1 后張法工字型梁構件預制工藝流程

修整底模→鋼筋加工→安裝鋼筋骨→安裝橡膠制孔棒→安裝外模→制作混凝土試塊→澆筑混凝土→拌制混凝土→抽拔橡膠制孔棒→養護→拆模→穿束→測定混凝土試塊→張拉鋼絞線→孔道壓漿→封錨

3.2 施工要點

（1）為了滿足承載的要求，預制場地需要更加平緩，所以將砂層填到地面，再利用相關機械進行碾壓。

（2）底座需利用粘土轉和底模進行組砌，為了保持平整，用砂漿將上部抹平，支承端則在兩端澆筑混凝土。

（3）為了方便交叉流水作業，需定型鋼模板共4 套。

（4）為避免高標號混凝土不符合設計要求，在拌合的過程中必須準確把握原材料質量、配比以及外加劑摻量[1]。

（5）為保證連續進行混凝土澆筑，現場準備發電機，預防停電事故發生。

（6）在振搗混凝土的過程中，利用插入式和附著式兩種振動器。而且振搗的強度根據位置有所不同，鋼筋密集的地方要加強振搗。

（7）橡膠棒抽拔制孔。等混凝土終凝之后方可進行抽拔，一般來說，在 20～30℃澆筑時，等待 3～5h 即可；溫度為 10～20℃時則等待 5～8h。

（8）拆模完成后立即進行養護，比如采取遮陽、灑水措施。而張拉需等到混凝土強度達到設計要求之后進行。

3.3 張拉工藝

鋼絞線選擇φ15mm，錨具選擇XM15 型，千斤頂選用YCM型穿心式。張拉時控制應力對鋼束進行超張拉，以盡可能避免鋼絞線和錨口之間的摩擦損失。

（1）初張拉：千斤頂主缸需要梁兩端一起供油，為了保證孔道、錨具以及千斤頂之間的軸線發生重合，需拉緊鋼絞線，合理調整千斤頂、錨圈自身位置。初應力=0.1σk 時，觀察是否有滑絲情況，并記錄好伸長量和做好標記。

（2）張拉：實際伸長量與理論伸長量的誤差控制在-6%～+6%之內。加壓繼續進行，同時對兩端進行張拉。超張拉應力=1.05σk時不再供油，并且保持5min 的持荷狀態，比較并記錄理論伸長量和實際伸長量，控制兩者的誤差在-6%～+6%的范圍。重視起拱變形現象并采取控制措施[2]。

（3）錨固：讓高壓油泵截止閥處于打開狀態，等油壓為零時，錨固在錨具夾片的作用下可以自動進行。

（4）壓漿：注漿工序需等到張拉完成24h 才能進行，該過程中提前對孔道進行清潔，再慢慢壓入水泥漿，隨著另一端不斷排除水、空氣以及最終排出水泥漿，最后將閥門關閉。

（5）封錨：上述步驟完成后清洗端頭水泥漿，將鋼筋網、模板分別綁扎和安裝后再澆筑混凝土。

4 吊裝施工方法

該工程選取方案二級汽車吊吊裝裝梁，由于容易受河流水量及深度的影響，所以選在9 月份進行施工。開展吊裝前及時關注天氣狀況，加快整個工程進度。

4.1 鋪筑運梁便道

為了方便運輸，利用推土機對預制場進行修整。對于河灘段，要求其具有承載力且表面平穩，對此可采取碾壓處理措施；對于河床段，要求表面平緩即可，具體為清理淤沙和卵石。

4.2 運梁

構件在雙汽車的起吊下“出坑”，擱置在臺車上后，利用履帶式推土機將其平穩拖拉。運梁時要保證河床和便道的坡度平緩。工梁跨中斷面圖及工梁端斷面圖如圖1、圖2 所示。

圖1 工梁跨中斷面（單位：mm）

圖2 工梁端斷面（單位：mm）

4.3 吊裝

在考慮梁的吊裝高度和重量的情況下，本工程采取雙吊吊裝，即利用兩臺50t 汽車進行吊裝。開始之前，認真檢查橡膠支座的位置，并再次檢驗梁規格尺寸。等梁構件吊裝好后，為了避免梁體發生傾倒，需要焊接端橫隔梁鋼筋。整個吊裝完成后開始橋面鋪裝作業。

5 施工質量控制

（1）張拉機具的選擇和使用。需根據張拉力的大小選擇千斤頂、高壓油泵，油表。在正式張拉前先檢驗張拉機具是否合格。如果該機具使用時間超過半年或者超過200 次，需重新找鑒定單位對其鑒定是否合格。工程中所選用的千斤頂是YDCl500A 型，其比控制張拉力大1.5 倍，該千斤頂符合要求。

（2）鋼筋原材料及預應力鋼材、錨具的質量控制。錨具、夾片必須有出廠合格證，進場時按規定進行外觀檢查、硬度檢驗，經檢驗合格后方可使用[3]。鋼筋及預應力鋼絞線在正式使用前需要先檢查外觀，核驗其出廠合格證；對鋼絞線同樣先檢查外觀，避免表面存在缺陷；鋼筋、預應力鋼絞線取樣檢查時保證同爐號不超過60t，只有合格才能投入使用。

（3）混凝土質量控制。在澆筑混凝土前先對其有關指標進行試驗，比如坍落度，符合要求方可澆筑。澆筑大梁時應連續且一次性完成；嚴格按照要求振搗，盡量避免出現漏振或者過振的情況。等到初凝之后開始養護工作，先利用麻袋覆蓋，之后灑水。一般來說，混凝土表面保持濕潤即可，養護時間至少保持28d。

（4）預應力施工過程質量控制。選擇千斤頂、油表、油泵、壓力表時需要和張拉設備相同型號的。在專業人員的指揮下同時對兩端千斤頂進行張拉，該過程中保證油速均勻，升壓的速度和油速相等。在張拉力和伸長量的共同控制下對大梁鋼絞線進行張拉，當實際伸長量和理論伸長量之間的誤差大于±6%不能繼續張拉，需要立刻查找誤差原因和調整。

（5）壓漿質量控制。預應力工字梁孔道達到30m，其長度較長且孔道呈現曲線，如果此時的壓力維持在0.5～0.7MPa，壓漿自身無法達到飽和狀態。因此，綜合考量到壓漿中會產生的損失，需要改變壓力，使其維持在0.8~1.0MPa；必須嚴格控制水灰比；為了保證一次性壓柱，需提供足夠的持壓時間，等到水泥漿飽和且進口注漿濃度等于出漿口濃度時才可以停止灌漿。

（6）反拱度的控制。在豎向預留出1.5cm 的預拱度給大梁臺座，當數值呈現出中間向兩端遞減時，張拉大梁時出現的反拱現象會減少；邊梁鋼絞線是6 束，而中梁少了一束，所以張拉控制力要大于中梁。該過程中要避免超張拉現象，并保證邊梁、中梁的反拱值維持一致。

6 結語

綜上所述，對預應力工字梁進行振搗時，需將附著式高配振動器和插入式振動器向相配合使用，以確保“馬蹄形”的混凝土處無氣泡存在、振搗密實，保證最終混凝土的外觀不存在問題。為了解決工字梁反拱值較大的問題，需要在預制臺底座上預設拱值。本工程最終取得了良好的施工效果，希望能為相關施工人員提供參考。