預應力混凝土T型梁預制及質量控制研究

彭楊

（中鐵二十二局集團第四工程有限公司，天津 301799）

1 預應力混凝土T 型梁預制施工技術流程

1.1 下料處理

為進一步增強T 型梁鋼絞線穩定性，就應該在下料環節對其表面進行科學的表面穩定化處理層保護；在進行鋼絞線穿束施工時，相關人員應認真分析鋼絞線下垂情況，并對存在問題處進行妥善處理，以最大限度地降低穿束施工帶來的負面影響。

1.2 穿束施工

在進行穿束施工的過程當中，一般選擇6 根鋼絞線，在選擇鋼絞線時一定要確保其可以穿過T 型梁，所以，在穿束施工過程中，通常都會選擇逐根穿束的方式，在逐根穿束時，一定要確保鋼絞線較為整齊，也一定要對相關的施工過程進行嚴格監督管理，確保穿束施工順利進行，不會影響到后續的施工工作。

1.3 鋼筋籠制作與安裝

鋼筋籠制作與安裝施工中，為確保施工質量，需把握如下施工要點：

一是對鋼筋規格及性能進行嚴格檢查，并按表1數據進行誤差控制。

表1 鋼筋籠制作允許偏差

二是一節鋼筋籠長度不得超過9m，鋼筋焊接質量需滿足設計標準；焊接操作人員必須持證上崗，以最大限度保障施工質量與施工安全。

三是必須對鋼筋籠所用鋼筋進行除銹、拉直操作，確保鋼筋籠質量不會對樁基礎質量產生影響。

四是對于鋼筋籠混凝土導正圈設置需按3m/組標準。

五是做好鋼筋籠質量檢測，包括鋼筋材料質量及焊接質量，做好檢測記錄，在獲得監理工程師驗收合格后實施吊裝施工。

六是在鋼筋籠吊裝施工中，隨時觀察鋼筋籠是否出現脫落、變形問題；與此同時，還要管制鋼筋籠吊放時是否對成孔造成損害。

1.4 模板制作及安裝

模板制作與安裝施工必須嚴格按照施工圖紙進行，成品檢驗合格后，組裝前對零部件幾何尺寸及焊接質量進行全面檢查，待檢驗合格后方可投入使用。在模板試拼過程中，先按T 型梁設計圖紙要求及《組合鋼模板技術規范》進行平整度、規格、剛度檢測，確保其各項指標均符合設計標準，方可進行安裝。結合現階段國內鐵路橋梁工程建設現狀來看，在T 型梁預制施工過程中，模板一般選擇特制組合定型鋼模，拼裝時應嚴格按設計規范進行標高控制，并對接縫處進行密閉性處理，以防止混凝土澆筑中出現漏漿、跑漿現象。在緊固螺栓時，一般采取對拉形式，這一操作的優勢是能防止模板變形。除上述操作要領外，還應在模板內側涂刷脫模劑，并在安裝完成后進行嚴格的檢查、驗收，待其尺寸結構無誤后再次緊固，之后便進入下一施工環節。

1.5 預應力混凝土澆筑

混凝土澆筑施工之前，對模板、預埋件等進行嚴格檢查，確保其不存在雜物、積水情況。在混凝土材料拌和完成后，及時運輸至施工現場，并按相關規范程序開展澆筑、振搗施工。混凝土澆筑施工中，嚴格按照分層施工方式，每層30cm。振搗采用插入式振搗棒，但要求振動棒必須距離模板5～10cm。需要注意的是振動棒不得接觸鋼筋與板件預埋件，以防止出現模板變形問題引起建筑結構質量受損。澆筑完成后，及時收漿，并采取科學的養護方式進行養護。養護施工中需對構件進行覆蓋，并定期灑水，保持建筑構件濕潤。養護時間不得少于7d，待強度達到一定標準后拆模。拆模后對模板表面雜物進行清理，并涂刷脫模劑，以備下次使用。

1.6 預應力混凝土養護

T 型梁收漿后，在澆筑模板臺位立即組織進行覆蓋保濕養護，模板拆除前，采用自然養護（根據季節確定），在臺座兩側安裝自動噴淋系統，進行定時噴淋養護。在養護過程中，如果混凝土表面有模板覆蓋問題，應向模板灑水，確保模板濕潤。拆除模板后，需對相關構件持續性灑水養護，一般要求養護時間不得少于7d。

1.7 預應力張拉施工

預應力T 型梁張拉施工需在混凝土強度達到設計等級的90%及以上時進行，在預應力鋼束張拉施工之中，必須對其實際引伸量進行嚴格控制，一般要求引伸量不得超過理論值的6%。如果T 型梁鋼束長度較長，張拉施工需從兩端開始執行，如果現場張拉設備不足或現有設備無法滿足張拉控制要求，就將鋼束一端進行固定，從另一頭開始張拉。如果在曲線預應力筋一端張拉施工時，孔道長度的加大會使鋼束轉角與摩擦阻力增大，很容易在施工中引起應力內部平衡滯后問題，為此，同樣可以選取一端固定，從另一端張拉施工。

2 預應力混凝土T 型梁預制施工質量控制有效措施

2.1 做好充分的施工準備

從現代橋梁建設實際現狀來看，周期長，規模大，建筑材料、成本需求量大是最顯著特征，為此，為切實提升橋梁整體結構質量，必須做好充分的施工準備，包括現場勘測、材料采購、技術工藝選擇及成本、安全控制方案等。

2.2 保障有限元模型優化

有限元模擬是實現預應力橋梁施工質量控制的關鍵技術，但它并不是實際橋梁結構的完全復制，因此，模擬理論數據與現場實測數據存在誤差是必然的，為了能使誤差得到合理控制，就需要對現場數據進行多次復測，并通過相關數據信息的系統分析進行模型優化，保障模擬控制滿足施工要求。現階段，在開展預應力橋梁工程施工中，實施縮小誤差、保障有限元模型優化的主要措施就是在施工前期階段，對各類參數理論值進行不斷修訂，從而達到實現橋梁關鍵數據調整與控制的目的。從當前國內在建及已建成的大跨度組合梁斜拉橋施工控制經驗來看，控制內容一般以主梁線形控制為主，以組合梁截面應力與斜拉索索力為輔，具體工作實踐中通過調整鋼箱梁梁端標高與斜拉索索力為主要形式，具體按如下要求執行：其一，受力要求。在傳統斜拉橋中，主要受力構件是鋼箱梁、索塔及斜拉索，而真正起到決定性控制作用的是主梁典型截面上下緣正應力及斜拉索初張力。通常情況下，在開展施工控制之前，設計單位就要利用有限元分析軟件分析計算出控制截面的應力，并在此之后對施工過程中的應力值進行現場測量，然后將其與理論應力值進行對比，判斷橋梁截面應力是否正常，如出現應力高出或低于理論應力值，就及時采取科學有效的處理方式進行調整，確保其滿足鋼箱梁設計質量標準。其二，線形要求。大跨度斜拉橋的線性控制一般要求在施工中對于梁段標高的控制。橋梁建設過程中，對主梁整體標高進行多次復測，確保其整體標高滿足設計要求，且線形平順無折角，從而保證投入使用后行車的安全性與平穩性。通常情況下，將主梁軸線偏位控制在L/20000mm 范圍內；將梁錨固點高程嚴格控制在L/10000mm 范圍內。其三，索力要求。斜拉索是大跨度橋梁的特色結構，其受力性能的高低標志著斜拉索受力合理性程度，為此，要求施工中必須對每根斜拉索拉力進行合理控制，一般的，將斜拉索索力偏差控制在±5%目標索力內。

2.2.1 主梁線形控制

在鋼箱梁橋線形控制中，最關鍵內容就是對主梁邊緣高程的控制。實施主梁邊緣高程的合理控制目標是為了能夠為各施工工況下末端鋼箱梁節段標高及已安裝完的鋼箱梁提供準確線形數據。在鋼箱梁安裝階段，主要設備是橋面吊機，施工應用中很容易受外界環境干擾，致使鋼箱梁出現撓度誤差，因此，必須采取必要的措施進行撓度調整。

（1）測點布置

為實現鋼箱梁主梁高程準確控制，需進行合理的測點布置，一般在鋼箱梁對應各塔柱處分別設置2 個監測點。測點確定后用醒目標志進行標記。測點一般設置于主梁前端10cm 處位置，數量為3個，即主梁中心、上下游處。為確保測量數據的準確性，首先要對測點高程進行控制，并定期對高程測點進行復測。

（2）測量儀器

高程測量設備主要是水準儀；軸線點坐標測量設備為全站儀。

（3）測量方法

（a）高程測量：應用幾何水準測量法開展測量工作，先測出施工段控制水準絕對標高，然后根據竣工時實測梁頂高差進行微調。

（b）軸線偏位：先用全站儀測出中心線上某點坐標，然后拿實測值與設計坐標進行比對，計算出偏差值。

（4）監測周期

在主梁就位后，前移吊機，然后對已張拉完工的斜拉索進行測量，并以最后一側張拉到位的梁段測量控制結果作為工況評價標準。施工過程中，需在主梁各節段施工完畢后，對懸臂端前5 個節段高程進行精準測量，并結合控制目標進行全橋測量。

2.2.2 主梁應力控制

在主梁應力測試中，應科學選擇斷面，一般選擇施工中應力控制截面或活載作用不利截面。在主梁截面測點布置上，應將重點放在上下緣應變值測試上，并對所有應變計可靠數據進行準確標定，從而保障主梁應力得到較好控制。

（1）測點布置

該橋梁主梁上共設置9 個應力監測斷面，每個主梁斷面上下緣設置11 個高精度表面式鋼弦應變傳感器，共99 個。

（2）測試儀器及方法

主梁應力測試采用表面式應變計，并輔以數據采集儀，再利用數據讀取設備直接讀取數據。

（3）傳感器布設

傳感器布設是否科學合理將對測量結果產生重要影響，在布設過程中，選定布設位置后用焊接方式將傳感器進行固定，所有傳感器在布設前要進行準確標定，并在初次布設后進行初始數據記錄，在后期記錄中，要將日期、天氣及溫度等信息進行準確記錄。

2.2.3 主塔應力控制

對于主塔應力控制，應從以下幾個方面著手。

（1）測點布置

主塔最具代表性應力界面為塔柱底部及橫梁支座處。在進行測點布置時，各塔共布置7 個監測截面，主塔布置5 個，1、2、5、6截面布置8 個，7截面布置4 個，橫梁上布置2 個。溫度型應變傳感器均以埋入式布設于橋塔之上。

（2）測試儀器及方法

主塔應力測量儀器為振弦埋入式應變計與配套數據采集儀。

（3）傳感器的布設

主塔應變傳感器選擇埋入式安裝，均須在構件混凝土澆筑之前安裝于相應位置的鋼筋籠內。為保障后期監測數據準確，需選擇質量可靠、性能穩定的傳感器，并在布設前進行標定，初次布設完畢后，對初始數據進行讀取并記錄。

2.3 注重張拉施工

在安裝千斤頂時，不需要對安裝位置進行精準定位。安裝完成后，將張拉用鋼絞線套入千斤頂中，待準備工作完成后開始張拉。啟動油泵，待張拉至設計控制應力值15%后調整千斤頂位置，保證孔道軸線完全對準，但此過程中必須對活塞實際伸出量進行精確測量；如果張拉引伸量達到了設計控制應力值，須再次對活塞實際伸出量進行測量，并持荷2min 進行數據讀取；如果實際伸長量計算值與理論值誤差在6%內，就應關停千斤頂停止張拉。

2.4 提高施工人員素質以及專業技能

在橋梁建設過程中，施工人員是直接參與者，更是工程質量的管理者，一個具備高素質的施工人員不僅能將各項施工技術高效落實，還能主動參與建筑工程質量管理。為實現施工人員專業素質的提升，要盡可能多地提供給施工人員培訓學習的機會，讓他們通過系統的學習，掌握相關技術要點。還應要求所有施工人員持證上崗，在保證施工質量的前提下提升安全管理目標。

2.5 施工機械質量控制

在橋梁建設實踐當中，施工機械設備種類多，且交叉作業頻繁，為此，為有效提升施工質量及施工安全控制效果，就必須對相關設備進行嚴格檢查，確保其使用性能始終處于完好狀態，同時在施工過程中注重設備科學調度，保證工程施工有序進行。對于后張預應力橋梁項目而言，在應力控制方面所用設備最多的當屬千斤頂，而在預應力張拉過程中，千斤頂與一次張拉鋼絞線數量及類型各不相同，所以在千斤頂選擇上必須對千斤頂性能進行科學檢測，并確保其不存在漏油問題；而且，要對各千斤頂設備進行壓力檢測，保證其壓力水平符合橋梁預應力張拉要求。一般的，在進行壓力表質量控制時，防震型壓力表要求精度不得低于1.0級，油壓表校準周期也必須嚴格按照相應標準執行。

3 結語

總而言之，在預應力T 型梁橋建設過程中，必須保證工程設計、施工的科學性，并從施工準備開始，對鋼筋籠制作安裝、模板安裝、混凝土澆筑、預應力張拉等環節加強施工質量控制，從而在保障施工進度的前提下提升橋梁結構整體安全性、耐久性水平。近年來，中國路橋建筑事業發展迅速，T 型梁預制施工技術水平也獲得進一步提升，將其應用于工程建設實踐之中，可以為提升橋梁工程建設質量提供有力技術支撐。相信隨著研究力度的不斷加大，相關工藝技術水平還會進一步提升，必將為中國路橋建筑事業健康穩定發展提供更大支持。