关于后张法预应力混凝土T型梁的施工技术

２００６年第ｌ期　（总第１４３期）　黑龙江交通科技　ＨＥＩＬＯＮＧＪｌＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪ　Ｎｏ．１，２００６　（Ｓｕｍ　Ｎｏ．１４３）　关于后张法预应力混凝土Ｔ型梁的施工技术　聂景祥　（辽宁省路桥建设总公司）　摘要：以伊春市伊嘉公路五汤段Ｋ３６＋４９０汤旺河大桥Ｔ梁施工为例，介绍３０ｍＴ梁预制的主要施工技　术。　关键词：后张法；预应力混凝土Ｔ型梁；预制；张拉　中图分类号：Ｕ４４５　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２００６）０１—００６９—０４　Ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｉｎｇ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｔ　ｔｙｐｅ　ｇｉｒｄｅｒ　ｕｓｉｎｇ　ｐｏｓｔ。——ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ＮＩＥ　Ｊｉｎｇ—ｘｉａｎｇ　（Ｔｈｅ　Ｈｉｇｈｗａｙ　ａｎｄ蹦ｄｇｅ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｐａｒｅｎｔ　Ｇ。咩）ａｎｙ　ｏｆ　Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔ　ｔｙｐｅ　ｇｉｒｄｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｔａｎｇｗａｎｇｈｅ　ｌａｒｇｅ　ｂ６ｄｇｅ　ａｔ　ｔｈｅ　Ｗｕｙｉｎｇ——Ｔａｎｇｗａｎｇ—　ｈｅ　Ｋ３６＋４９０　ｓｅｃｔｉｏｎ，ｐｒｉｍａｒｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ　３０ｍ　Ｔ　ｔｙｐｅ　ｇｉｒｄｅｒ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｃ￣ｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔ：￣ｏｓｔ。—ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ；ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｉｎｇ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｔ　ｔｙｐｅ　ｇｉＭｅｒ￣ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅ；ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ　１前言　左侧２００　ｍ的一个预制管场内，地基条件较好，根据　设计文件要求，梁底设置２　ｃｍ预拱度，经过测量梁　伊春市伊嘉公路五汤段第四合同段Ｋ３６＋４９０　汤旺河大桥，是位于伊春市汤旺河区跨越汤旺河的　一底座顶面位置后，采用　混凝土浇筑底座，厚度为　５０　ｃｍ，宽度与Ｔ梁同宽，内配中ｌ６钢筋骨架。底座　预留拉杆孔及吊装孔，上铺６　ｍｍ钢板。　座大桥。大桥全长１８６．８６　ｍ，交角９０。，基础为扩　大式基础；下部构造为钢筋混凝土双柱式桥墩，肋板　埋置式桥台；上部构造为６～３０　ｍ后张法预应力混　凝土Ｔ梁，梁高１．９５　ｍ，中梁预制翼板预制宽度　１．８　ｍ，边梁翼板预制宽度２．１　ｍ，肋板宽度２０～　３２　ｃｍ，该梁预应力钢筋采用电１５钢绞线，每片梁４　束，每束７根钢绞线。Ｔ梁的预制、张拉具有较强的　技术性，在本项目中与其它形式梁体相比较为复杂。　在这里根据相关资料及以往施工经验，阐述对汤旺　河大桥后张法Ｔ梁的施工技术。　２．３钢筋及模板制做安装、孔道成型　钢筋在加工制作场地经过加工后，搬运到预制　台座位置安装就位，钢筋骨架位置要正确，钢筋采用　点焊方式连接，以免振捣混凝土时发生位移。防撞　墙底座、伸缩缝锚固钢筋等钢筋要按设计要求预埋　好。及时下底和外侧垫保护层垫块，错开布置。金　属波纹管宜应用手提式砂轮切割机，不得使用电焊　切割。波纹管孔道一般按每５０　ｃｍ采用西８钢筋定　２施工方法　２．１　Ｔ梁施工的主要工艺流程　施工准备（：设预制场、做预制台座、定制模板等）　一位筋定位，并用电弧焊固定，避免孔道在浇筑混凝土　过程中移位。施工中如发现管道与钢筋相撞时，应　予以调整钢筋，特别是锚下的螺旋筋如要和要和钢　筋网相撞，一定要调整钢筋网，保证锚下螺旋筋的正　确位置。孔道上若出现意外孔洞则在浇筑混凝土前　修补好。波纹管连接后用密封胶带封口，避免混凝　土浇筑时水泥浆渗入管内造成孑Ｌ道堵塞，在操作时　制作安装钢筋骨架和波纹管一在固定好的波纹管　中穿钢绞线一安装模板一浇灌混凝土、养护一拆模　板并继续养护一＋混凝土达到要求龄期及１００％强度　张拉钢绞线一张拉４８ｈ以内孔道压浆一梁体封端一　水泥浆达到要求强度、梁体经检验合格一移梁至存　梁场。　防止管壁破裂，防止邻近电焊烧伤孔道。　钢绞线下料长度为孔道长度加上锚固及张拉工　作长度，每端增加８０　ｃｍ。为防止钢绞线扭结，每隔　１～１．５　ｍ绑扎一道铅丝，铅丝扣弯入钢束内。钢绞　・２．２　Ｔ梁底座支座制作　Ｋ３６＋４９０汤旺河大桥Ｔ梁预制场设置在主线　６９・　维普资讯 http://www.cqvip.com

总第１４３期　黑龙江交通科技　第１期　线切割时，在每端离切口３Ｏ～５０　ｍｍ处用铁丝绑　级荷载６０％；四级荷载８０％；五级荷载１００％；最后　一扎。绑扎好的钢绞线束编号挂牌堆放。钢绞线的穿　束在钢筋骨架及波纹管安装完成后进行，采用人工　穿束，将一孔中的全部钢绞线编束后整体装入孔道　中。穿束前应检查锚垫板位置是否正确，孔道内内　是否畅通、无水分和杂物。　预制Ｔ型梁模板采用定型钢模板，按梁体尺寸　准确定制。模板要有足够的刚度，边角整齐，在模板　级到超张拉值１０２．５％，持荷２　ｒａｉｎ稳定后锚固；　钢绞线宜渐进匀速张拉，将钢绞线稍加张拉，　以消除松弛状态，并检查孔道轴线、锚具和千斤顶是　否在一条直线上；　当钢绞线初始应力达到设计张拉控制应力的　ｌ５％时，可在钢丝上作记号，作为量测伸长量的参　考，并检查钢绞线有无滑动；　每段接缝处用汽车专用腻子涂抹，干燥后用细砂布　打磨光滑，保证模内整体表面平滑，模板底部和上部　可采用对拉螺杆固定，接缝处胶贴海绵条，防止漏　浆。侧模外侧安设附着式震动器。各块模板之间由　螺栓连接。　２．４混凝土浇筑与养护　为加快施工进度，提高混凝土质量，在混凝土中　掺人ＪＭ—Ａ减水剂（用量为水泥用量的０．８％）。　混凝土采用自动计量双卧轴式搅拌机搅拌，严格按　施工配合比计量，浇筑前要检查混凝土和易性和塌　落度等情况，符合要求才可浇筑。混凝土采用分层　浇筑方法，每层３０　ｃｍ左右。外挂振捣器开动时，用　插钎顺模板方向捣固，以便充分排出混凝土中气泡，　振捣时不得大力撬动钢筋和模板。同时采用插入式　振捣器配合振捣，特别是梁体上部及锚头部位。制　作标准养生及同条件养生试块，同条件养生试块要　多做一些，以便及时掌握混凝土强度进展情况，特别　是刚开始的几片梁。在混凝土初凝后。用塑料布整　体包裹覆盖，并洒水养护，在养护期要保证混凝土表　面处于湿润状态。为了不损坏Ｔ梁的翼缘及？昆凝　土的外观质量，在混凝土强度要达到ｌ２．５　ＭＰａ时，　方可拆模。拆模时不得用力撬动与敲打而损伤梁体　表面。以免影响Ｔ型梁的外观质量。在粱端标明　制作日期和梁体编号。　２．５预应力钢绞线张拉　梁体混凝土达到设计强度的１００％时，方可张　拉钢绞线。张拉采用双控方法施工，即伸长量和张　拉力同时控制。采用两端同时张拉，两端的千斤顶　升降压、画线标记、伸长测量、插垫等工作宜保持一　致。在张拉前，采用无油污染的压缩空气，对孔道、　锚具与钢绞线端部进行清洗。　检查锚环位置是否符合设计要求，若位置与孔　道中轴线不垂直，用楔型垫板纠正，避免锚具位置偏　移造成张拉时发生事故。　张拉顺序：０一—一初应力１５％占一１０２．５％占　（锚固）　施压分级：初始应力为１５％；二级荷载３０％；三　・７Ｏ・　将张拉力增加到张拉值１０２．５％并持荷２　ｒｎｉｎ，　若伸长量符合要求则可封闭锚具并拆除千斤顶，如　果伸长量和张拉力与要求相差较大，暂停张拉，查清　原因并解决后方可继续张拉；锚固钢绞线回缩量控　制在６　ｍｍ之内。　如果锚头处出现滑丝、断丝或锚具损坏。应立即　停止作业，进行检查。当滑丝、断丝数量超过规定　（每束钢绞线滑丝、断丝不超过ｌ根，每个断面滑丝、　断丝根数不超过该断面钢绞线钢丝总数的１％），应　抽换钢绞线；夹片外露量控制在２～３　ｍｒｉ１，上下保　持一致。　锚具外多余钢绞线可使用手动式砂轮切割机，　不得采用电弧焊切割。钢绞线断束后长度不小于　３　ｃｌｎ。张拉预应力，使梁体能承载自重荷载后，可将　梁移出生产台座后，再进行孔道压浆。预制梁移出　台后，继续进行养护，养护时间不少于７　ｄ。　２．６孔道压浆与封端　压浆工作应在张拉工作后尽早进行，最多不超　过４８　ｈ。孔道压浆采用专用压浆泵进行。压浆工艺　有“一次压注法”和“二次压注法”两种，前者用于不　太长的直线形孔道，后者用于对于较长或曲线形孔　道，该梁采用“二次压注法”。由压浆泵在梁一端将　水泥浆，经压浆胶管从浆咀压人孔道内，压浆的压力　最少升到０．７　ＭＰａ，当压浆达到另一端饱满并排出　浓浆（排气孔排出相同稠度的水泥浆）时用木塞堵　孔，并稳压ｌＯ　ｓ以上后，可关闭进浆管截止阀，拆卸　进浆管。对于“二次压注法”，在第一次压浆间隔不　小于３Ｏ～４５　ｍｉｎ后，可进行第二次灌浆，拔出两端　排气孔木塞，在另一端安装进浆管，并将进浆管截止　阀全部打开，待排气孔流出浓浆时，再用木塞堵孔及　关闭进浆管截止阀，并稳压１０　ｓ以上后关闭截止　阀，拆卸进浆管，完成压浆工作。　封端前对梁端凿毛并清洗干净，模板与梁体贴　靠牢固，贴以海绵条，防止漏浆，并严格控制梁体长　度。梁体压浆后．待所压水泥浆强度达到要求后才　能吊装使用。　３理论伸长值的计算　（１）对图纸的设计伸长值进行复核。按照《公路　维普资讯 http://www.cqvip.com

第１期　关于后张法预应力混凝土Ｔ型梁的施工技术　８２０．１　ｋＮ　总第１４３期　桥涵施工技术规范》的预应力钢材张拉理论伸长值　计算公式进行验算复核。　Ｋ３６＋４９０汤旺河大桥Ｔ梁理论伸长值（一端）　△Ｌ１＝６１．２　ｍｍ；△Ｌ２＝６０．７　ｍｍ；△Ｌ３＝　６０．６　ｍｌｎ；△Ｌ４＝５９．９　ｍｍ。　计算过程如下。　ＡＬ＝砸Ｐ－Ｌ　ＮＪ＝１　３９５×１３９．９８×７　１　３６６　９０４　Ｎ　Ｐ＝１　３６６　９０４×１．０２５＝１　４０１　０７７　Ｎ　Ｌ＝１４　８７０　ｃｍ　Ａ，＝１３９．９８×７＝９７９．８６　ｍｍ　Ｅｇ＝２×１０　Ｎ／ｍｍ　ｋ＝０．００１　５；　＝０．２５（根据参考资料及以往施　工经验取值）　＝１４＋８７　ｒｎ　０１＝２．２９８。×０．０１７　４５—０．０５１　１　ｒａｄ　：Ｐ［　厄　＋：１　４０１　０７７×０，ｕＯ　‘　…．　９８３：　１　３７７　２５９　Ｎ　－一　Ｌ。＝　＝　一—歹　＝１０４．一。　５　ｎ＂ｇｎ　式中：　为预应力钢绞线的平均张拉力，Ｎ；Ｐ为预　应力钢绞线的张拉端张拉力，Ｎ；Ｌ为从张拉端到计　算截面的孔道长度，ｍ；Ａ　为预应力钢绞线截面面　积，ｍｍ２；　为预应力钢绞线弹性模量，ｍｍ２；０为从　张拉端到计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，　ｒａｄ；ｋ为孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；　为预应力钢绞线与孔道壁的摩擦系数；　为从张拉　端到计算截面的孔道长度，ｒｎ。　在规定的理论伸长值±６％范围内值为：９８．２～　１１０．８　ｍｍ。　同理：ＡＬ２＝１０３．８　ｍｌｎ；±６％范围内值为：　９７．６～１１０．０　ｉｉ－ｌｍ　ＡＬ３＝１０３．４　ｍｍ±６％范围内值为：９７．２～　１ｌ９．６　ｍｍ　ＡＬ４＝１０２．３　ｍｍ；±６％范围内值为：９６．２～　１０８．４　ｍｍ　张拉施压分级；　初始应力１５％，张拉力为：１　３６６．９０×０．１５＝　２０５．０　ｋＮ　ＡＬ１＝１５．３　ｍｍ；ＡＬ２＝１５．２　ｍｍ；ＡＬ３＝　１５．１　ｎｌｌＴｌ；ＡＬ４＝１５．０　ｍｌｎ。　二级荷载３０％，张拉力为：１　３６６．９０×０．３０＝　４１０．１　ｋＮ　ＡＬ１＝３０．６　ｍａｔ；ＡＬ２＝３０．４　ｍｍ；ＡＬ，＝　３０．３　ｍｍ；ＡＬ４＝２９．９　ｍｌｎ。　三级荷载６０％，张拉力为：１　３６６．９０×０．６０＝　四级荷载８０％，张拉力为：１　３６６．９０×０．８０＝　１０９３＋５　ｋＮ　△Ｌ１＝８１．６　ｍｌｎ；△Ｌ２＝８１．０　ｍｌｎ；△Ｌ３＝　８０．７　ｍｌｎ；ＡＬｌ＝７９．８　ｍｍ。　五级荷载１００％，张拉力为：１　３６６．９０　ｋＮ　△ＬＩ＝１０２．０　ｍｌｎ；ＡＬ２；１０１．２　ｍｌｎ；△Ｌ３＝　１００．９　ｍｌｎ；ＡＬ４＝９９．８　ｍｍ。　超张拉１０２．５％，张拉力为：１　３６６．９０×１．０２５＝　１４０１．１　ｋＮ　△ＬＩ＝１０４．５　ｍｌｎ；△Ｌ２＝１０３．８　ｍｍ；△Ｌ３＝　１０３．４　ｍｌｎ；ＡＬ４＝１０２．３　ｍｍ。　（２）Ｋ３６＋４９０汤旺河大桥Ｔ梁实际伸长值控　制情况。　第一片Ｔ梁６—４　在达到规定龄期和１００％设　计强度后，于２００４年６月５日对其进行了张拉，实　际伸长值、张拉伸长率统计如表１所示。　表ｌ实际伸长值．张拉伸长率　根据上述统计数据表明，张拉后的实际伸长量　与理论伸长量相比较，全部控制在±６％范围内。其　它２９片Ｔ梁的实际伸长量与理论伸长量相比较，　也同样全部控制在±６％范围内。　４主要施工设备　４．１张拉设备　施加预应力所用的机具设备及仪表由专人使用　和管理，在使用前先校验，在使用过程中定期维护和　校验。施加预应力值的测定方法，普遍是事先标定　千斤顶一油压表液压系统，再利用读油压表压力间　接测力。千斤顶及油压表一般使用超过６个月或　２００次、以及在使用过程中出现异常时，应重新校　准。校正千斤顶的测力环或测力计的读数精度要求　为±２％。油压表读盘直径不宜小于１５０　ｍｌｎ。　４．２压浆设备　灰浆搅拌机应能拌出胶状稠度的水泥浆。水泥　浆泵应可连续操作，对于纵向预应力孔道要能以　０．７　ＭＰａ的常压连续作业。水泥浆泵一般为柱塞式　电动灰浆泵，应完全密封，能在灌浆完成的孔道上保　・７１　・　维普资讯 http://www.cqvip.com

总第１４３期　黑龙江交通科技　第１期　持压力，且装有一个喷嘴，该喷嘴关闭后，导管中无　压力损失。在工地还备１台手动灰浆泵，以解决施　工时急需。灰浆泵的压力表在使用前要校正。灌浆　作业过程中，每隔３　ｈ将所有设备用清水清洗一次，　每天用完后也要清洗。　５主要材料及半成品　５．１铜绞线及锚具　采用低松弛钢绞线，其性能应符合要求。钢绞　线的标准强度为１８６０　ＭＰａ。下料长度为梁体长度　并每端增加预留８０　ｃｍ。钢丝、钢绞线宜采用手提　式砂轮切割机，不得采用电弧切割。当附近电焊作　业时，应保护钢绞线，防止溅上焊渣或造成其他损　坏。逐一检查锚具尺寸，并逐一做探伤检验。锚具　存放与搬运时应妥善保护，避免锈蚀、沾污、遭受机　械损伤或散失。长期外露的锚具，采取防锈措施。　５．２金属波纹管　预应力孑Ｌ道采用冷轧钢带卷制的波纹管预埋而　成。用于制造金属波纹管的钢带，其厚度不宜小于　０．３　ｍｍ。波纹管在安装前通过１　ｋＮ径向力的作用　下不变形的试验，同时应作灌水试验，以检查有无渗　漏现象确无变形、渗漏现象时方可使用。波纹管的　连接，采用大一号同型波纹管作接头管，接头管长　２００　ｒｎｒｎｏ　５．３水泥浆　在符合和易性条件下，水泥浆的水灰比尽可能　小些，一般不超过０．４５。水泥浆的拌合首先是将水　加于拌和机内，再放入水泥。经充分拌和后，再加入　掺加料。掺加料内的水份计入水灰比内。拌和至少　２　ｒｎｉｎ，以达到均匀的稠度为止，稠度宜控制在１０～　ｌ８　ｓ之间。水泥浆的质量控制指标为：水泥浆经过　３ｈ拌和泌水量不应超过２％，最大泌水量不得超过　４％，泌水应能在２４　ｈ后重新吸收；最大自由膨胀　量不超过１０％。　水泥浆自调制至压入孔道的延续时间，不宜超　过４５　ｍｉｎ。灌浆时，每一工作班留取不少于３组试　件，标准养护２８　ｄ，将其抗压强度作为评定水泥浆质　量的依据。　６主要问题的处理　后张法预应力混凝土Ｔ型梁施工过程中，可能　出现的问题主要有：一是预应力孔道堵塞，两端张拉　时。钢绞线伸长量两端差别大；二是钢绞线张拉总伸　长量与设计计算值差别大，如大于６％；三是张拉预　应力后，梁端混凝土破碎。　６．１孔道堵塞的处理　采用金属波纹管预留预应力孑Ｌ道，先穿钢绞线　再浇筑构件混凝土的工艺，也同样会出现孔道堵塞，　・７２・　但一般能通过处理解决，不必造成预制构件的报废。　产生Ｔ型梁预应力孔道堵塞的原因主要是：振捣方　法不当，插入式振捣器频繁碰撞波纹管，金属波纹管　强度低，造成破裂被混凝土堵塞。可针对原因采取　预防措施，如改善振捣方法并提高波纹管强度，并在　混凝土刚浇筑后终凝前，在梁体两端适当对拉钢绞　线等。发现孔道堵塞时，应暂停张拉钢绞线，在孔道　两端灌水，从梁体两侧的色泽与水印，判定堵塞部　位，然后在梁体一侧钻孑Ｌ清除堵寒处钢绞线上的混　凝土或水泥浆，清除干净再继续张拉到设计值，并认　真填补钻孔（可用高强混凝土、环氧树脂或两者的混　合物填补），最后再进行孔道的正常压浆。　６．２钢绞线张拉伸长量差异的处理　如果实际伸长量与设计伸长量相差超过６％，　应查明原因，如钢绞线质量（如强度或弹性模量）问　题则宜及时更换钢绞线。如属于操作原因，则通过　改善操作方法或认真按以下方法预防控制。　张拉时，先检查调整两端钢绞线位置，并用油漆　做标记，套上工作锚、夹片和限位板。　预应力筋的伸长量应在初应力状态下开始量　测，每级张拉力通过压力表读数控制，用游标卡尺测　量伸长量，做好记录。　设计图纸上所示的张拉力为封闭前锚具内的瞬　间力，实际伸长值计算式　ＡＬ＝ＡＬｌ＋△Ｌ２　式中：△Ｌ为后张法预应力钢绞线实际伸长值；△Ｌ　为初应力至最大张拉应力问的实测伸长值；△Ｌ　为　初应力的推算伸长值（可采用相邻级的伸长值推　算）。　将实际伸长值与理论伸长值进行对比，如果误　差在控制范围内，则该钢绞线张拉完毕。　６．３梁端混凝土破碎的处理　预防措施：一是绑扎钢筋时，在梁端的下部预埋　３－－５　ｍｍ厚的钢板，在梁端的侧面埋设钢筋网；二　是浇灌粱体混凝土时，加强梁端混凝土的振捣。出　现该问题后，可由人工仔细凿除破碎部分的混凝土，　冲洗干净后，用高强混凝土、环氧树脂或两者的混合　物（强度不低于梁体混凝土的设计强度等级）修补。　７结束语　根据上述技术措施对Ｋ３６＋４９０汤旺河大桥Ｔ预　制、张拉等各道工序进行严格控制。通过对各个梁体　的几何尺寸、起拱度，滑丝、断丝，夹片外露量，锚头｝昆　凝土，锚具，实际伸长值等情况进行了全面的检查，均　在容许偏差范围内或无异常现象出现，这说明该Ｔ梁　预制、张拉施工成功，并取得了较好的成果。　收稿日期：２００５—０９—０９