33m T梁预制技术研究

李荣

（中铁五局机械化公司）          

摘 要 后张法预制梁在当前道路建设中，起着重要的作用。因此，针对一些施工工艺中一直被施工技术人员所忽视的、然而又是相当重要的细节作出系统的归纳与总结，希望能对以后的工作有所帮助。

关 键 词： 后张法 预制梁   施工工艺 细节 总结

一、工程简介

310国道东起连云港，西至天水，贯穿山东省郯城县南。在该县高峰头镇，310国道横跨沭河。 

沭河特大桥主桥长836m，上部结构为4×20m空心板梁+16×33mT型梁+16×20m空心板梁。主梁（T型梁）共96片，混凝土标号为C50，每梁长33m，总宽2.157m，下部马蹄宽0.4m，腹板厚0.16m，高2.1m，吊装质量约70吨，为后张法预应力梁，预应力管道为橡胶抽拔棒预留孔道。

二、场地规划及台座制作

1、沭河特大桥共有33mT型梁96片，每片重70吨；预制场内龙门吊轨距为18m。 

1.1、梁体顶宽1.76m，梁体全宽2.17m，梁肋板宽0.16m，侧模宽度为1.35m，梁高2.1m，如此，制梁台座间净距最小为2.17+1.35+2×2.1×tg15°(吊装时允许最大倾角)=4.65m。

1.2、考虑到预应力管道预留采用橡胶抽拔胶管，橡胶棒穿入与拔出施工时所需空间较大，所以，相邻两排制梁台座，其中心线不能重叠，而应该相互错开至少1.5m。

1.3、梁体笨重，存梁区应在距桥较近的一段，梁体移动在所难免；梁体偏重，移动时应尽量靠近龙门吊的一侧（靠近钢轨）。所以，为了避免在移梁时碰到台座上的T梁，产生意外，最外侧一个台座离轨道的净距离最小为2.17+0.5(龙门吊占用)+1.35+0.5(极限安全距离)=4.52m。

1.4、相邻两排台座之间主要用于摆放小型机具（张拉，压浆设备）、临时使用的小型设备（电焊机等）、梁板端模等。净距离不小于4.0m。

1.5、梁长33m，加上两端预留工作长度，制梁台座全长34.0m。

1.6、龙门吊兼作混凝土运输工具，其行进速度缓慢（约6m/min），所以制梁台座离混凝土拌和站不宜过远。

综上所述，场地规划如图1：

 2、在台座设计时，基于下列几方面的考虑：

2.1、制梁场建造于填砂路基范围内。众所周知，沙土的抗剪能力非常小，但梁体底部宽0.4，梁高2.1m，梁重约70吨，抗倾覆系数极底。所以，在建造制梁台座时，其下部增加小木桩（群桩）基础，用以增加台座稳定性；同时，在梁体横隔板处将基础相应伸出，作为抗倾覆支撑基础。每个台座的设计如图2：

2.2、台座长34m，张拉、移梁、浇筑、养护过程中因温度、受力等原因引起的收缩量极大，将使台座产生裂纹，甚至使台座断裂。因此，设计成分离式台座（在AB处分离）。

2.3、梁体张拉过程中及张拉后，台座两端集中受力。有着极大的安全隐患。所以，台座两端设计成扩大基础（本梁场设计为梁长方向长1.4m×宽2.8m×高1.5m，供参考）。

2.4、T梁需兜底才能移动。故而，A、B不仅为台座分离处，也是吊装时兜底穿绳位置。在该处放置一块大小合适的较厚钢板（长度≮35cm，宽度为台座宽度，厚度≮20mm），使台座联成整体，张拉后便可取出。AB距台座中心的距离必须严格控制，需满足两点：a、架梁时下穿之钢轨或钢棒能方便取出。b、吊梁时不致使梁体某部位出现负弯矩。（本梁场设计为梁长方向OA=33/2-1.6=14.9m）

2.5、T梁底宽40cm。台座横截面设计为40cm厚钢筋混凝土基础（宽80cm）+25cm厚钢筋混凝土台座(宽39cm)+5cm厚水磨石混凝土台面（宽39cm），为防止在拆立模板时损坏台座，水磨石混凝土部分以5cm角钢包边。

2.6、T梁模板为大块厂制钢模，设计时留有对拉固定底板。所以，浇筑台座混凝土时，应在对应高度、对应位置预留拉杆穿孔（建议用Φ50~75mmPVC管）。

2.7、T梁张拉后，有一定的上拱度，如果没有预先采取有效措施，将使桥面铺装厚度被梁板占用。所以，制梁台座顶面应有预拱度（一般来说设计上都有预拱度值，如果没有，建议为0.10~0.15%×梁长）。拱度预留为二次抛物线，顶点为台座中心。

三、施工工艺流程

同所有后张法预应力预制梁一样，T梁预制的施工工艺流程如下图：

3.1钢筋制作及安装

在一切准备工作就绪后，便可以进行钢筋的制作与安装工作。在钢筋制安工作中，我们应注意以下几个问题：

3.1.1、在整个施工过程中，都应该严格遵守《公路桥涵施工技术规范》的所有要求。

3.1.2、对于预应力构件来说，预应力筋才是真正的主筋，其他钢筋的作用主要是将混凝土形成一个完整结构，在构件受力并产生非主截面应力时，约束应力切向裂纹的发展。预应力管道位置与钢筋位置的冲突是个无法在设计中克服的问题，只有在施工中才能解决。在冲突出现时，应改变钢筋的形状与走向，确保预应力筋曲线，但同时必须保证钢筋的连续性，不能简单的切断了事。

3.1.3、梁体张拉过程中，梁体上拱，梁下度变短，两端向台座中部移动，梁体与台座的接触面积越来越小(最后梁长方向约20cm)。此时，图3中A部与台座之间的摩擦力相当大（约35*tg20°=12.74T），所产生的

剪应力也很大（约12.74×103×9.8/0.4/0.2/2=3.12MPa）；而C50混凝土的抗剪强度约2.8~6.25Mpa（抗压强度的1/18~1/8）。因而，梁端底部混凝土极易被剪坏。因此，在按照设计布筋的同时还应注意：

3.1.3.1、该区保护层足够小（建议为1cm）；

3.1.3.2、用带肋钢筋代替该区圆钢 ； 

3.1.3.3、钢筋端部必带弯钩，梁长方向为直角钩，抵住堵头模板，以便张拉压浆后封端时凿出，作为连接钢筋；   

3.1.3.4、梁端台座上垫以长约50cm长2~4层牛毛毡，以减小张拉时梁体与台座间的摩擦力。

3.1.4、在本合同段，预应力管道预留采用橡胶抽拔棒。在混凝土浇筑过程中，混凝土垂直落下，直接冲击最上面一根橡胶棒。如果不加处理，最终形成的预应力管道将是波浪型的，如下图。一方面，它将影响预应力筋的受力曲线；另一方面，因为钢绞线刚度极大，它将使钢绞线的穿入相当困难，甚至根本无法穿入，最后只有开天窗，将孔道内多余混凝土予以凿除。

在本项目，我们采取的措施是利用橡胶棒的排气孔（Φ20mm）,穿入一根Φ15.24mm的钢绞线。这样，就使最上一根橡胶棒有了足够的刚度。（在抽出橡胶棒时将钢绞线取出，以免因橡胶与钢绞线在抽拔时伸长率不一样，钢绞线损坏橡胶棒。）

3.1.5、橡胶抽拔棒接头用镀锌铁皮包扎严密，防止漏浆。

3.1.6、顶板钢筋待侧模拼装完毕后方始绑扎。

3.2模板拼装

在钢筋工程经监理工程师检查合格后，可以进行模板的拼装工作。在此项工作中，应主要注意以下几个问题：

3.2.1、为防止梁板张拉时损坏台座，底模（台座）上的脱模剂一定要作为重点。但如果在绑扎钢筋前涂刷脱模剂，因为绑轧钢筋耗时比较长，脱模剂到浇筑混凝土时已被风干，所以，在本项目选择在关模前涂脱模剂（应注意不要污染钢筋）。

3.2.2、每块模板的拼装以横隔板位置作为参照物（横隔板位置按设计尺寸标注在台座上）。

3.2.3、因钢筋较高，模板拼装为机械作业，在施工过程中应尤其注意人员安全及钢筋网的安全。

3.2.  4、模板接茬较多，每个接茬应严格处理，防止漏浆。

3.2.5、如右图4，横隔板下部顶面太过平缓，混凝土在浇筑时

无法达到角A。所以，在该平面上加设一个振动平台是必须的。

3.3、混凝土浇筑

在模板和钢筋工程经监理工程师检查合格后，可以进行混凝土的浇筑工作。在此项工作中，应主要注意以下几个问题：

3.3.1、如下图：混凝土的浇筑顺序应该遵照图5中箭头指向的次序，一次成型。这样能保证每一工作面都不会有很长的间隔时间，但振捣工作需有专人负责。

3.3.2、理论上说，高标号混凝土在振捣时不易离析。由于梁体较薄（梁肋16cm），保护层较小，混凝土流动不畅，因此可适当增加振捣时间（插入式振动棒与高频附着式振动器振捣时间皆可延长至不超过60秒），并辅以其他措施随时检查梁体每个角落混凝土是否饱满（一般为探杆法和敲击法），尤其应注意下部横隔板上沿。

3.3.3、橡胶棒虽已按设计用定位筋固定于钢筋上，浇筑混凝土时仍需注意，千万不要使插入式振动棒触及抽拔棒，否则同样会使预应力管道弯曲。

3.3.4、混凝土浇筑完毕后，进行顶板收面，并用带肋钢筋拉毛。待混凝土达到一定的强度（约0.6～0.8Mpa），拔出橡胶棒。（开始制梁时可采用同步混凝土试件法控制拔出时间，经验成熟后亦可用经验时间及经验强度来控制；温度、时间经验曲线K=温度℃×时间h  也可作为借鉴，K值约为60～80，时间h从最后一次振动器工作完毕开始算起）

3.4、养护

混凝土达到一定强度后，尤其是模板拆除后，养护工作便提到日程上来了。总的原则是保温、保湿，在此不再赘述。

3.5、张拉

3.5.1、混凝土强度达到设计及规范要求后，可以进行梁体张拉。

3.5.2、在进行预应力筋张拉前，有几项工作必须提前到位：

3.5.2.1、按照规范要求到具备相应资质处对预应力筋进行检测。

3.5.2.2、将油表与千斤顶标上号，以便对照；按照规范要求到具备相应资质处对张拉千斤顶和油表进行校正与检测。

3.5.2.3、对标定结果进行计算，对张拉时各关键点（10%、70%、100%、103%，为张拉控制应力）进行多次核算，并绘制出图表，张贴于醒目处（最好贴在油表上）。

3.5.2.4、按照监理程序，张拉过程应全过程旁站。张拉程序如下：

3.5.2.4.1、千斤顶、油泵、油表、等就位并安装就绪。

3.5.2.4.2、按设计要求下料（钢绞线）并逐根两端编号，穿入梁体。

3.5.2.4.3、安装锚具并使锚具、梁体、钢绞线之间接触紧密；安装千斤顶（对称安装）。开动油泵，开始张拉（按照设计或规范要求确认张拉顺序）。

3.5.2.4.4、张拉至初应力（10%）并记录千斤顶伸出长度。

3.5.2.4.5、张拉至中间应力值（因千斤顶伸长量不足而采用的中间应力值，本项目采用70% ）并记录千斤顶伸出长度。

3.5.2.4.6、退顶并重新安装锚局使紧密。张拉至中间应力值（70%）并记录千斤顶伸出长度。

3.5.2.4.7、张拉至控制应力值（100%）并记录千斤顶伸出长度。

3.5.2.4.8、如果设计上有超长拉的要求，张拉至超张应力值（103%）并记录千斤顶伸出长度，退顶。

3.5.2.4.9、计算出钢绞线实际伸长量，并与设计数据相比较。如有问题，现场调查原因，并及时处理。

3.5.2.4.10、依照该次序，按照设计要求依次对称张拉其他预应力束。

3.6、压浆

张拉结束后，应尽快组织压浆。常规压浆工作施工组织如下：

3.6.1、用砂轮切割机切除多余钢绞线，保留长度为3~5cm。

3.6.2、用高标号水泥砂浆封锚，使其在压浆过程中不至于漏水、漏浆，降低预应力管道内压力，从而影响压浆密实效果（压浆的主要目的是使钢绞线与梁体混凝土粘接在一起，传递预加应力；使钢绞线在工作过程中应力损失减小；将钢绞线和空气隔离，使钢绞线不至于锈蚀）。

3.6.3、封锚砂浆达到一定强度后（约5Mpa，时间为一天左右），净浆搅拌机、压浆机、水管、压浆管等就位并安装就绪；将主控压力表调整至0.8~1.8MPa 。

3.6.4、用清水湿润管道，然后用无油干燥高压空气将孔道内积水冲洗干净。

3.6.5、水泥净浆搅拌合格后开始压浆，直至管道另一端喷出浓浆，关闭阀门，一根管道压浆完毕。（压浆顺序为自下而上，先中间后两边。）

3.6.6、重复作业，直至所有管道全部压浆完成。清洗机器，压浆工作结束。

3.6.7、到浆体无流动性时，拆除梁体上用以控制并保留浆体压力的带阀水管。

3.6.8、压浆结束。

在上述步骤 ②、③中， 因砂浆从拌制、封锚到达到强度需要一个不短的时间段，从而延长了制梁周期。 在该项目中，选用薄钢板焊制了两套压浆罩，在张拉完成后可以马上着手压浆工作，从而有效的缩短了台座循环周期。

3.7、封端

压浆结束后，着手封端工作。封端就是封锚，简单来说，就是使梁体达到架设的外观要求。在实际操作中，需注意以下问题：

3.7.1、将原来梁体中的连接预埋钢筋凿出，并使之与封端混凝土的钢筋网连接紧密。

3.7.2、拼装、加固模板，同时注意几个要求：梁长；梁宽；梁端铅直度；梁端断面与梁体中轴线的夹角以及两部分混凝土表面的顺接。

3.7. 3、浇筑混凝土，振捣密实。

3.7.4、拆模后局部修饰。

3.8、移梁，存梁

因梁体重心较高(约2.1m×=1.4m)，底部较窄(0.4m)，重量较大(70T)。因此，不论是移动还是存放，都要求我们经过详细的计算和周密的安排。

3.8.1、移梁

如图6，在梁体翼板上预留吊孔，用钢轨兜底，

用两根同样长度钢丝绳下套钢轨，上挂龙门吊。这样，可以有效避免在吊运过程中发生偏转。同时，要求钢丝绳有足够的强度和保险系数；在梁体移动之前，须对梁体移动的路线进行仔细检查，并排除所有障碍；在进行作业之前，对所有相关设备进行检修；对所有相关人员进行培训，做到分工明确，各司其职。

3.8.2、存梁

在梁体存放期间，应随时做到以下几点：

3.8.2.1、 存梁区基础强度及地基承载力达到规定要求。

3.8.2.2、 存梁台附近作好排水系统，做到无积水、无渗水。

3.8.2.3、 存梁台应有一定的高度，作到存梁后梁底混凝土离地面高度不小于50cm。

3.8.2.4、 在龙门吊钢丝绳彻底放松前，对梁体的支垫应及时、牢固。

3.8.2.5、 T梁不得单独存放，且在梁体间应用钢筋等物焊联成一个整体。

3.8.2.6、 大梁不得堆码存放。

四、总论

在整个施工过程中，我们随时总结经验，弥补不足。最终，在没有增加工期、安全、环保等任何成本的情况下，保质、保量、及时地完成了该桥的梁体预制任务，为沭河特大桥总体施工目标的实现打下了坚实的基础。