橋梁中預(yù)制T梁體的施工技術(shù)探討―以西平梁場為例

橋梁中預(yù)制T梁體的施工技術(shù)探討―以西平梁場為例【摘要】預(yù)制T梁在橋梁工程中應(yīng)用范圍比較廣，在實(shí)際的橋梁施工過程中往往會(huì)出現(xiàn)一些諸如控制梁的拱度、模板施工以及養(yǎng)護(hù)等一系列質(zhì)量難以保證的問題。本文主要以西平梁場橋梁工程，闡述橋梁工程預(yù)制T梁施工技術(shù)，并從具體的施工工序方面提出相關(guān)質(zhì)量的保證措施，從而避免質(zhì)量事故的發(fā)生?！娟P(guān)鍵詞】預(yù)測T梁；施工技術(shù)；橋梁工程一、工程概況根據(jù)相關(guān)資料的要求和現(xiàn)場實(shí)際調(diào)查，制梁場地設(shè)于寶中線K170+289.2右側(cè)，與鋪架基地同設(shè)一處，該處地勢平坦，多為果園，旱地，基地場外岔線接入線路較為方便，預(yù)制場上長662m，下長722.6m，寬度122m，占地約129畝。32m制梁臺(tái)座設(shè)30個(gè)（其中4個(gè)臺(tái)座與24m梁共用），16m制梁臺(tái)座2個(gè)。預(yù)制場進(jìn)場主施工道路約400米。二、施工工藝2.1主要施工技術(shù)簡支T梁預(yù)制主要采用高性能混凝土、蒸汽養(yǎng)護(hù)、裂紋和徐變控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，確保橋梁預(yù)制質(zhì)量。2.2工序施工方法2.2.1鋼筋加工及綁扎鋼筋加工及綁扎工藝流程圖見“鋼筋加工及綁扎流程圖”2.2.1.1鋼筋加工所有鋼材進(jìn)場后經(jīng)檢驗(yàn)合格方可使用。a.圓盤條用卷揚(yáng)機(jī)冷拉調(diào)直，伸長率≤1%。下料長度誤差不大于鋼筋直徑的0.1倍且不大于2mm。b.鋼筋按圖施工成型，成型后分類存放整齊，防止受潮銹蝕或沾油污，實(shí)施掛牌管理。c.為了保證尺寸精度，加快綁扎速度，梁體鋼筋在鋼筋綁扎臺(tái)座上綁扎成型，橋面鋼筋在鋼筋平面場分片制作。d.鋼筋綁扎方法：箍筋上下兩端及橋面鋼筋兩端頭所有交點(diǎn)均應(yīng)綁扎；鋼筋彎折轉(zhuǎn)角處的定位鋼筋均應(yīng)綁扎；直線縱橫交叉間距小于150mm的交點(diǎn)可以梅花跳綁；梁體端部橫向鋼筋，每根最少綁扎三點(diǎn)；綁扎鋼筋應(yīng)在扭結(jié)時(shí)提鉤扭花。e.使用混凝土墊塊控制混凝土保護(hù)層厚度，要求混凝土墊塊強(qiáng)度同梁身混凝土強(qiáng)度，墊塊分布應(yīng)均勻，按品字形布置，間距為40～80cm。f.綁扎要求見表1。表1鋼筋綁扎允許偏差表三、模板的構(gòu)造T梁模板可采用定型鋼模板，撓度應(yīng)不超過模板構(gòu)件跨度的1/400，面板變形不超過1.5mm，模板表面應(yīng)光潔、無變形。模板接縫嚴(yán)密不漏漿。脫模劑采用干凈的機(jī)油或色拉油。對于曲線上的橋梁應(yīng)特別注意橫隔板位置和形狀的布置。整套T梁模板由底模、側(cè)模、端模3部分組成。（1）底模。鋼底模在施工中應(yīng)用較廣，它固定在底座上面。鋼板底板通常用12～16mm的鋼板制成。若采用10mm的鋼板，則必須在鋼板兩側(cè)加焊角鋼補(bǔ)強(qiáng)。自梁端至吊點(diǎn)一段為端底板；梁體吊點(diǎn)處設(shè)活動(dòng)底板，以便脫模吊運(yùn)；兩活動(dòng)底板之間的中間底板分段長度根據(jù)橫隔板之間的距離確定。底模也可直接用混凝土臺(tái)座的頂面，但基座的頂面兩側(cè)必須加焊角鋼補(bǔ)強(qiáng)，表面平整，并設(shè)有預(yù)拱度，如圖1所示。圖1底模分段示意圖預(yù)拱度是抵消T梁在施加預(yù)應(yīng)力后產(chǎn)生的起拱度，使T梁儲(chǔ)備的預(yù)應(yīng)力能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。反之，沒有預(yù)拱度的T梁預(yù)應(yīng)力施加未達(dá)到設(shè)計(jì)值，起拱已太大，上緣容易出現(xiàn)裂縫，因此，為確保T梁的質(zhì)量，必須在施工鋼模的底板時(shí)，就要實(shí)施反拱值的精確放樣。如L=30m的T梁，其預(yù)度邊梁為3.3cm、中梁為3.9cm，按二次拋物線分配，見表2。表2T梁預(yù)制臺(tái)反拱值（L=30m）（2）側(cè)模。側(cè)模位于梁體的兩側(cè)，沿梁長度方向由若干個(gè)具有獨(dú)立結(jié)構(gòu)的單元模扇組成。其長度方向的單元模扇由緊貼于混凝土表面的側(cè)板、支承側(cè)板的水平肋和豎向肋、支托豎向肋的直撐、斜，緊固側(cè)模模扇的拉桿及安裝于側(cè)板上的振搗架等構(gòu)件組拼成的一個(gè)整體。單元模扇長度視設(shè)計(jì)圖的橫隔板間距而定，一般取4～5m，可在橫隔梁處分隔，當(dāng)橫隔梁間距較大時(shí)，可在中間再劃分。同底板一樣，預(yù)應(yīng)力T梁的單元模扇要考慮梁體混凝土在預(yù)應(yīng)力作用下壓縮的影響，其組拼后的總長度比梁的實(shí)際長度增加1/1000。模扇的側(cè)板，鋼模一般采用4～8mm厚的鋼板。鋼模水平肋的斷面大小需通過計(jì)算選定，通常用50～100mm的角鋼。模扇拉桿起緊固梁體兩側(cè)模扇的作用，可設(shè)在梁的頂部和底部，一般用φ20以上的圓鋼制作。為便于拆模還需設(shè)置拆卸模扇的設(shè)施。為了便于拆模，在制作鋼模時(shí)，可考慮將橫隔板厚度調(diào)整成內(nèi)端比外端大2cm，或上端比下端大2cm，這對保護(hù)混凝土邊角極為有利。圖2振搗架與拉桿的安裝位置示意圖圖3第1套端摸構(gòu)造示意圖（3）端模。端模位于梁體的兩端頭，安裝時(shí)連接在側(cè)模上。后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁需要用兩套端模。第1套是與梁體模板同時(shí)支立的端模，其形狀按張拉用錨固板的位置做成階梯狀，如圖3所示。第2套是封端用端模，此端模在預(yù)施應(yīng)力和管道壓漿之后支立，目的是封閉錨頭和保證梁體外形符合設(shè)計(jì)要求（第2套端模只是矩形平面，示意圖略）。（4）振搗架。振搗架是將振搗器固定于底板或側(cè)板上的構(gòu)件。對其要求是能有效地傳遞振幅，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固裝拆方便。底模振搗架一般構(gòu)造：用兩根角鋼或工字鋼焊接在底板下，安裝振搗器時(shí)，只要將振搗器的固定聯(lián)板推入振搗架中，并上緊振搗架連接螺栓即可。側(cè)振搗架一般構(gòu)造：將型鋼做成的振搗架與模扇上的兩水平肋拴連在一起，振動(dòng)力通過水平肋作用于模板上。這兩種振搗架構(gòu)造堅(jiān)固耐用，維修工作量少，振動(dòng)效果也較好。四、模板的制作安裝與拆除4.1模板制作要求（1）截面尺寸與長度（分扇長度和組拼后總長度）要準(zhǔn)確。模板的放樣、拼裝及整體拼焊應(yīng)在工作平臺(tái)上或胎具上進(jìn)行。工作平臺(tái)的底梁應(yīng)具有足夠的剛度和穩(wěn)定性，臺(tái)面必須平整。鋼模放樣與下料務(wù)必準(zhǔn)確，考慮到焊縫的收縮對模扇長度的影響，模扇的下料長度應(yīng)較設(shè)計(jì)長度長1/1000。如模板長度不足，則組拼時(shí)在拼縫處稍加調(diào)整；若模板過長則不易處理。（2）模面要平直，轉(zhuǎn)角要光滑，焊縫要平順，為此模板要采用滿焊，焊縫應(yīng)打光磨平。（3）模扇間連接組裝模扇時(shí)，相對位置要準(zhǔn)確，焊縫要平順。側(cè)模模扇端頭的連接角鋼彎制成型后，用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)樣板校驗(yàn)，并成對配套鉆孔。（4）端模、底模要平正，預(yù)應(yīng)力筋預(yù)留孔的位置要準(zhǔn)確。4.2模板安裝臺(tái)座場地用人工結(jié)合機(jī)械壓實(shí)、整平，確保臺(tái)座無沉陷，排水通暢，場地硬化，布局合理，施工操作方便；臺(tái)座底模尺寸要符合T梁的設(shè)計(jì)尺寸及施工操作要求。臺(tái)座兩端地基強(qiáng)度要能適應(yīng)T梁張拉后重量集中在兩端的狀況。模板的安裝與鋼筋綁扎配合進(jìn)行，妨礙綁扎鋼筋的模板應(yīng)待鋼筋綁扎完畢后安裝。一般是在底板平整、鋼筋骨架安裝驗(yàn)收后，再安裝側(cè)模和端模。模板安裝的精度要高于預(yù)制梁精度要求。每次模板安裝完成需通過驗(yàn)收合格后，方可澆筑混凝土。T梁封端時(shí)，端模安裝位置要準(zhǔn)確，并嚴(yán)格控制端面固定后的垂直度。為了保護(hù)模板方便拆模，模板在使用前要涂抹隔離劑。模板安裝完成后，如有縫隙，應(yīng)及時(shí)用破布或木片堵塞，防止漏漿。4.3模板拆除模板拆除的好壞涉及到預(yù)制梁的質(zhì)量和模板的周轉(zhuǎn)使用。過早拆模，T梁混凝土容易損傷；過遲拆模，則可能因混凝土強(qiáng)度的不斷增高和產(chǎn)生對模板的粘結(jié)力也不斷增大而造成脫模困難。因此，應(yīng)該正確選擇拆模時(shí)間。規(guī)范規(guī)定，非承重側(cè)模板應(yīng)在混凝土強(qiáng)度能保證其表面和棱角不至于因拆模而受損壞時(shí)拆除，一般應(yīng)在混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到25MPa時(shí)拆除側(cè)模板。承重模板在混凝土強(qiáng)度能承受自重和其他可能的外荷載時(shí)方可拆除。不同的結(jié)構(gòu)對強(qiáng)度的要求，可根據(jù)施工規(guī)范和設(shè)計(jì)規(guī)定執(zhí)行，單元側(cè)模拆除時(shí)用外力作用于模板上，使模扇繞梁體的底部某點(diǎn)旋轉(zhuǎn)而脫離梁體。在梁體頂部施力，使模扇繞下軸點(diǎn)旋轉(zhuǎn)脫模較省力，這是由于模扇自重引起的傾覆力矩有利于脫模。脫模的基本操作程序和注意事項(xiàng)，歸納為以下幾點(diǎn)：（1）拆除拉桿。包括待拆模扇的拉桿和緊固側(cè)板、底板的腹板拉桿和底板下拉桿等。（2）拆除與待拆模扇相鄰的連接。應(yīng)清除滲進(jìn)縫內(nèi)的水泥漿，以消除或減少模扇間的粘結(jié)力。（3）安裝施力裝置并施力脫模。當(dāng)采用拉鉤裝置脫模時(shí)，可將鋼絲繩扣套在拉鉤上，啟動(dòng)千斤頂，施力使模扇轉(zhuǎn)動(dòng)脫離梁體。當(dāng)采用拆?；铋T裝置時(shí)要先拆除活門，在模扇脫離梁體前，應(yīng)先拆除橫隔板的端模和底模，并在橫隔板底部設(shè)置支撐，以防止橫隔板混凝土因自重的影響而發(fā)生裂縫或破壞。（4）吊移存放。模扇離開梁體后，需移出一定的空隙再起吊，以免起吊時(shí)梁體和模扇碰撞。然后吊運(yùn)到存放處，洗刷、維修、涂油保養(yǎng)，以供下次使用。（5）模板拆除的過程，T梁混凝土強(qiáng)度還處于較低的時(shí)段，極易因不正確的拆模方法或野蠻操作而造成混凝土邊角的損壞，因此必須避免對梁體混凝土進(jìn)行錘擊或用翹棍強(qiáng)行分離摸板。這時(shí)更加需要樹立愛護(hù)產(chǎn)品，保護(hù)產(chǎn)品的意識(shí)，確保預(yù)制T梁的內(nèi)在質(zhì)量和外觀完好。（6）模板在安裝和拆除的吊運(yùn)過程中，必須注意安全。五、梁體混凝土的攪拌及灌注混凝土配合比滿足混凝土耐久性要求的各項(xiàng)指標(biāo)。5.1混凝土攪拌（1）按工藝要求一片梁的梁身混凝土應(yīng)在8h內(nèi)完成灌注。（2）混凝土配料按試驗(yàn)室給定的施工配合比進(jìn)行，配料誤差控制在下列范圍：水泥、摻和料：±1%，砂、石：±2%，外加劑、水：±1%（均以質(zhì)量計(jì)）。（3）混凝土入模前要求測定混凝土入模溫度，溫度控制范圍：10～30℃。如混凝土入模溫度偏低，應(yīng)采取加熱攪拌用水等措施。如混凝土入模溫度偏高，應(yīng)采取骨料堆場搭設(shè)遮陽棚降溫、攪拌用水降溫等措施。（4）梁體混凝土入模前測混凝土含氣量，含氣量應(yīng)控制在3～4%。（5）隨機(jī)測量粗、細(xì)骨料的含水率，及時(shí)調(diào)整混凝土施工用水量及粗、細(xì)骨料用量，禁止拌合物出機(jī)后加水。（6）投料順序：攪拌時(shí)的投料順序按砂、碎石、水泥、粉煤灰、礦渣、水、減水劑，混凝土的凈攪拌時(shí)間不宜少于2min。（7）開盤后測量混凝土坍落度，觀測混凝土的和易性，如不滿足施工要求，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整施工配合比。（8）只有當(dāng)混凝土入模溫度、坍落度、含氣量、泌水率等工作性能滿足要求時(shí)，混凝土方可入模灌注。5.2梁體混凝土灌注（1）采用罐車進(jìn)行混凝土的輸送，龍門吊吊運(yùn)灰斗進(jìn)行攤鋪下灰。（2）梁體混凝土澆筑時(shí)應(yīng)連續(xù)澆注、一次成形，并應(yīng)具有良好的密實(shí)度?；炷磷詳嚢杓铀畷r(shí)起超過1小時(shí)不宜灌入梁體內(nèi)，澆筑間斷時(shí)限不應(yīng)超過混凝土的初凝時(shí)間。同一孔的兩片梁，其澆筑混凝土日期相差不應(yīng)超過5天。（3）混凝土灌注下灰力求均勻散開。（4）梁體混凝土的成型采用側(cè)模振動(dòng)與插入式振動(dòng)器結(jié)合振搗的工藝，側(cè)模振動(dòng)采用附著式振動(dòng)器，振動(dòng)器功率不小于1.5千瓦，每4米不少于3臺(tái)振動(dòng)器，以混凝土不再沉落，不出現(xiàn)氣泡，表面呈現(xiàn)浮漿為度，不得有漏振部位，確保梁體混凝土密實(shí)。插入式振動(dòng)器在插入過程中必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，不得觸碰模型，嚴(yán)防漏振及過振的情況發(fā)生。（5）橋面基層混凝土應(yīng)確保密實(shí)、平整，加強(qiáng)表面振搗并執(zhí)行兩次趕壓抹平。平整度用1米長靠尺檢查，空隙只允許平緩變化，且不大于3mm。（6）在灌注過程中如發(fā)現(xiàn)跑模、跑漿現(xiàn)象，應(yīng)立即停止振動(dòng)和下灰，待處理好后方可繼續(xù)灌注。六、混凝土的養(yǎng)護(hù)6.1混凝土早期蒸汽養(yǎng)護(hù)要求：蒸汽養(yǎng)護(hù)分為靜停、升溫、恒溫、降溫四個(gè)階段。（1）靜停時(shí)間不少于4h；（2）升溫速度≤10℃/h；（3）恒溫時(shí)棚內(nèi)各部位的溫度差不超過5℃，梁體芯部（梁端中央深入30mm處）混凝土溫度不應(yīng)大于60℃。當(dāng)有試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明時(shí)，可采用跟蹤梁體表層溫度（棚內(nèi)溫度）監(jiān)測代替梁體芯部的溫度監(jiān)測。（4）恒溫溫度為40℃-45℃，恒溫時(shí)間由試驗(yàn)決定；⑸降溫速度≤10℃/h；⑹拆除保溫設(shè)施時(shí)，梁體混凝土芯部與表層、表層與環(huán)境溫差不應(yīng)超過15℃；⑺升溫時(shí)間、恒溫時(shí)間和降溫時(shí)間由技術(shù)部根據(jù)具體情況定，養(yǎng)護(hù)制度由技術(shù)部以工藝通知單的形式下發(fā)到施工班組。6.2梁體在拆模后采用自然灑水養(yǎng)護(hù)，混凝土橋面應(yīng)采用保溫或保濕材料予以覆蓋，灑水次數(shù)以能保持混凝土表面充分濕潤為度，保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間為14天。如早期采用蒸汽養(yǎng)護(hù)、混凝土已達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，后期仍需自然養(yǎng)護(hù)。6.3氣溫急劇變化或干燥（濕度<20%）大風(fēng)天氣不拆模。當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃以下時(shí)，蒸汽養(yǎng)護(hù)至混凝土達(dá)到脫模強(qiáng)度