后张法预应力T梁施工工艺及质量控制

温燕伟

中铁十六局集团路桥工程有限公司

省道303线屏南至建瓯玉山段公路工程A1标段,起止桩号为K0+000~K12+000,路线全长12.0997km,全线大桥4座、中桥2座,共有6座桥梁。其中,20m T梁89片、30m T梁40片,合计129片T梁。

2.1 制梁台座及模板工程

2.1.1 台座及模板制作要求

(1)台座:应选择在稳定性较好的地基上设置台座,以确保台座强度符合施工要求。若在实际施工时,不得已需要在不良地基上设置台座,应先对不良地基进行处理,采用钢筋混凝土改善不良地质,以免出现变形与不均匀沉降。

(2)底模:采用厚度为6mm~8mm的通长钢板制作底模,在钢板上均匀涂抹脱模剂,并做好底模防污染处理。若是存在纵坡的桥梁,采用三角形楔块,根据台座两端支座的实际情况进行布置,确保安装T梁后的预埋钢板保持水平状态。此外,在设置底模时,还应考虑到张拉预埋钢板的活动量,预防主梁张拉过程因张拉而导致的裂缝病害。

(3)侧模:采用型钢与钢板制作成侧模,并根据梁横隔板为分界线,将左右侧的侧模划分为六段,分别采用螺栓与穿心螺栓固定侧模底部与上部,同时在两侧施作调节式支腿,提升侧模脱模效率。

(4)端模:选择钢板作为制作原料完成端模制作,并严格按照设计规范与要求处理端模上的预应力钢绞线束,确保孔洞定位的精度。

2.1.2 立、拆模板

立模作业的施工流程为:涂脱模剂→贴接缝止浆橡胶条→安侧模→安端模。

龙门吊辅助模板安装,并且在完成立模施工后,应安排专员对板缝、连接上拉杆、下楔块进行质量验收。

在开展立模作业时,应把握以下注意要点:(1)在正式立模前清理模板,保持板面的清洁性与完整性;
(2)采用蜡质含量较高的脱模剂并均匀涂抹在模板上;
(3)精准醒目地标识出梁的横隔位置;
(4)保持模板接缝的严密性与平整;
(5)完成立模后对模板的平直度与垂直度进行测量检查。

完成混凝土浇筑作业4h~6h后即可准备拆模,先将固定支撑架、拉杆、楔块拆下,检查梁体混凝土强度,确定混凝土强度超出设计混凝土强度的70%后即可开展模板拆除作业。利用龙门吊,配合螺旋千斤顶、手拉葫芦完成拆模作业。

2.2 钢筋工程

2.2.1 钢筋骨架的制作及安装

在正式开始钢筋骨架的制作前,应对钢筋材料进行清污与调直,根据施工图纸确定下料量与弯制标准,并采用机械设备作为加工设备。为了保证钢筋加工的效率,选择在钢筋加工棚内进行钢筋加工与钢筋骨架的制作。安装钢筋骨架时,应先在相应台座底模顶面上标出主筋、箍筋、横隔板、变截面位置及骨架长度,继而将钢筋骨架绑扎在台座上。根据设计要求和规范,选择“井”形定位钢筋将预应力波纹管固定在设计坐标上,并使用直径大一号的波纹管连接预应力波纹管,同时采用胶带密封接缝,避免出现漏浆与堵塞事故。波纹管施工具体如图1所示。

图1 波纹管施工示意图

2.2.2 制孔

采用钢带作为波纹管制作材料,波纹管规格外径77mm和87mm,现场制作完成后即可进入下一道施工工序,安装波纹管。采用Φ12mm钢筋制作定位网,并将制作好的定位网应用到波纹管安装中,按照50cm为定位网设置间距,确保使波纹管安装偏差不超出允许范围。

2.3 梁体混凝土浇筑

(1)根据项目需要,选择在拌和站集中拌和制作混凝土,并加强施工现场道路管理,保持道路通畅,便于运输车辆快速将拌制好的混凝土材料转运到浇筑作业的现场,同时采用龙门吊垂直运输混凝土,为梁体混凝土浇筑提供技术与设备保障。

(2)在选择混凝土拌制原料时,考虑到梁端2m范围与锚下混凝土施工的需要,应选择最大粒径≤1.5cm的骨料,充分振捣混凝土,达到梁端与锚下混凝土局部应力与强度要求,保证梁体浇筑质量。此外,梁体混凝土浇筑作业应遵循“分层浇筑”的原则,依次完成底板、腹板、顶板的混凝土浇筑作业,把握分层混凝土浇筑的时间,保证接缝结合平顺。

(3)梁体混凝土振捣作业方式以附着式侧振的振捣方式为主,并配合插入式振捣。按照水平间距为1.0m为布置间距,在梁体两侧按照梅花型集中布置附着式振动器,同时必须附着式振动器与侧模振动架紧密贴合,从而提升振动效率。在开展上翼板混凝土浇筑作业时,应采用插入式振动器进行间断式振捣,同时配合平板振动器辅助整平混凝土表面。

在开展梁体混凝土浇筑作业时,应注意如下事项:(1)技术交底与材料检查。为了保证梁体混凝土浇筑作业的施工质量,应对相关施工人员进行技术交底,确保他们掌握施工技术要点。同时,还要加强模板、钢筋与预埋件等材料质量检查;
(2)严格按照设计与规范实施浇筑。浇筑过程中,均匀、不中断地下料。同时,在实施分段浇筑时过程中,不得开动未进行混凝土浇筑作业区段的振捣设备,以避免出现附着式振捣器空模振捣而产生模板变形的问题;
(3)质量控制。全过程动态跟踪模板、钢筋与各类预埋件,确保其位置与稳固性符合设计要求;
(4)性能检测。密切关注混凝土的各项性能,控制水灰比,防止混凝土坍落度与干硬度低于设计规范值;
(5)制作混凝土试块,数量至少3组,放置于该梁体顶面进行同条件养护,以此试块强度作为拆模、张拉和移梁作业的参考;
(6)如实记录、认真填写梁体混凝土浇筑作业的相关数据。

2.4 梁体混凝土的养护

完成梁体混凝土浇筑作业且梁体混凝土表面硬化后,应及时对梁体混凝土进行养护,覆盖草袋洒水养护,在覆盖养生时应保持混凝土表面的清洁性与完整性。同时,严格按照养护标准进行养护,确保养护时间不得低于14d。

2.5 清孔、穿束

(1)采用高压水与高压风完成清孔作业,确保孔内灰浆、存水完全被清理干净。穿束作业可先将几根钢绞线的头部焊接成一个整体,形成钢绞线束,再从一端穿入,如有需要可在钢绞线束头部焊接钢筋小环,再由从另一端穿入的高强钢丝辅助完成穿束作业。(2)严格按照设计要求与规范开展钢绞线的检查作业,选用质量达标的钢绞线作为预应力钢绞线束的制备原料,并且在钢绞线下料过程中,在切口两侧5cm处采用铁线绑扎钢绞线,防止钢绞线松散而影响穿束效率。(3)钢绞线的下料采用机械切割,并将切割完毕的钢绞线进行编号,分类存储。

2.6 后张法预应力施工

2.6.1 张拉准备

首先,根据项目具体情况选择相应的张拉设备,做好配套校验检查;
其次,确定张拉吨位,计算出与其对应的油压表读数与钢绞线伸长量,明确张拉施工的顺序与流程;
最后,根据计算出的油压表读数与钢绞线伸长量,画出张拉拉力标定曲线。

2.6.2 张拉工艺

严格后张法预应力施工规范进行作业,确保混凝土强度达到设计混凝土强度等级的90%、龄期≥10d,且各方面均符合张拉要求后,方可实施预应力张拉施工。采用两端张拉工艺,严格按照张拉顺序实施张拉,均匀、连续实施张拉,张拉拉力的变化为0→初应力→σcon持荷两分钟→→锚固。

在开展张拉施工时,需要注意以下事项:(1)确保孔道轴线、锚具、千斤顶处于同一水平线,均匀地对每一根钢绞线施加应力;
(2)初应力持荷张拉钢绞线束,固定千斤顶,拉紧松弛的钢绞线后在两端做好标记;
(3)严格遵循张拉工艺,检查滑丝、断丝情况,若出现滑丝、断丝数量超出设计规范值允许范围时,及时更换钢绞线,如果无法满足更换钢绞线的要求,可选择调整其他钢绞线束的控制张拉力作为补偿;
(4)分阶段读出记录张拉力和延伸量,并且在完成张拉后检测预应力钢筋的回缩量;
(5)同时采用仪表读数与伸长值读数两种读数方式,确保拉力控制的科学性。

2.7 孔道压浆与封锚

2.7.1 孔道压浆前的准备工作

采用砂轮机切除锚外的钢绞线束,保证锚外钢绞线束外露长度3cm~5cm。采用环氧树脂胶浆填充锚外预应力筋间隙,防止因冒浆而造成灌浆压力控制失衡。采用压力水冲洗孔道杂物,配合压缩空气清理孔道积水,保持孔道湿润,便于开展孔道压浆作业。

2.7.2 孔道压浆

(1)按照“自下而上”的压浆顺序实施孔道压浆,断面孔道压浆作业应一次性完成,以免出现孔道漏浆而影响其他孔道压浆施工。(2)在每个压浆锚塞进、出浆口位置布设一节带阀门的短管,提高孔道压浆与封闭效率。(3)根据入孔水泥浆液密度确定压浆压力,采用活塞式压浆泵进行压浆,逐渐增加压力。考虑到本工程的实际情况,初步打算采用二次压浆工艺,分别进行正向压浆与反向压浆,压浆时间均为30min,压浆压力为0.6MPa~0.7MPa。(4)严格按照压浆规范开展施工,并且检查孔道内水泥浆液的实际密度,采用抽样的方式检查孔道内水泥浆的实际密度,若出现不符合设计要求的及时处治。在拌制水泥浆的过程中制作标准试块,每一工作班应制作不少于3组的试块,将其28d强度作为验收依据。

2.7.3 封锚

通常情况下,简支构造的桥梁都需要给予封锚处理,封锚施工流程具体如下:(1)清理压浆完毕的孔道、支承垫板、锚具及端面,同时对端面混凝土进行凿毛处理;
(2)绑扎端面钢筋网,并将端面钢筋网上的部分箍筋点焊在支承垫板上,确保端面钢筋与支承垫板紧密连接;
(3)支封端模板,严格控制梁体长度;
(4)加固封端模板,防止因模板滑动而导致梁体长度变动;
(5)浇筑封端混凝土,对混凝土进行充分振捣,做到不漏振、不过振。

为了保证整体质量,在移梁、存梁的过程中应注意以下三点:(1)严格按照移梁、存梁规范进行作业,精准定位梁体的支承点位置;
(2)施作支撑以免出现梁体倾覆事故;
(3)在存梁时,应尽量按架梁顺序摆放。

综上所述,预应力T梁预制难度系数较高,操作流程较为复杂,为了提高预应力T梁预制水平,就需要总结桥梁工程施工经验,重视并加大对预应力T梁施工工艺的研究力度,从多方面入手加强预应力T梁质量管理,确保预应力T梁预制技术在桥梁工程中应用效果,提升桥梁工程建设的内外部效度。

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