預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁預(yù)制及質(zhì)量控制研究

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（中鐵二十二局集團(tuán)第四工程有限公司，天津 301799）

1 預(yù)應(yīng)力混凝土T 型梁預(yù)制施工技術(shù)流程

1.1 下料處理

為進(jìn)一步增強(qiáng)T 型梁鋼絞線穩(wěn)定性，就應(yīng)該在下料環(huán)節(jié)對其表面進(jìn)行科學(xué)的表面穩(wěn)定化處理層保護(hù)；在進(jìn)行鋼絞線穿束施工時，相關(guān)人員應(yīng)認(rèn)真分析鋼絞線下垂情況，并對存在問題處進(jìn)行妥善處理，以最大限度地降低穿束施工帶來的負(fù)面影響。

1.2 穿束施工

在進(jìn)行穿束施工的過程當(dāng)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(guān)的施工過程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督管理，確保穿束施工順利進(jìn)行，不會影響到后續(xù)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(zhì)量，需把握如下施工要點(diǎn)：

一是對鋼筋規(guī)格及性能進(jìn)行嚴(yán)格檢查，并按表1數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差控制。

表1 鋼筋籠制作允許偏差

二是一節(jié)鋼筋籠長度不得超過9m，鋼筋焊接質(zhì)量需滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；焊接操作人員必須持證上崗，以最大限度保障施工質(zhì)量與施工安全。

三是必須對鋼筋籠所用鋼筋進(jìn)行除銹、拉直操作，確保鋼筋籠質(zhì)量不會對樁基礎(chǔ)質(zhì)量產(chǎn)生影響。

四是對于鋼筋籠混凝土導(dǎo)正圈設(shè)置需按3m/組標(biāo)準(zhǔn)。

五是做好鋼筋籠質(zhì)量檢測，包括鋼筋材料質(zhì)量及焊接質(zhì)量，做好檢測記錄，在獲得監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后實(shí)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(xiàn)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(yán)格按照施工圖紙進(jìn)行，成品檢驗(yàn)合格后，組裝前對零部件幾何尺寸及焊接質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，待檢驗(yàn)合格后方可投入使用。在模板試拼過程中，先按T 型梁設(shè)計圖紙要求及《組合鋼模板技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行平整度、規(guī)格、剛度檢測，確保其各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，方可進(jìn)行安裝。結(jié)合現(xiàn)階段國內(nèi)鐵路橋梁工程建設(shè)現(xiàn)狀來看，在T 型梁預(yù)制施工過程中，模板一般選擇特制組合定型鋼模，拼裝時應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計規(guī)范進(jìn)行標(biāo)高控制，并對接縫處進(jìn)行密閉性處理，以防止混凝土澆筑中出現(xiàn)漏漿、跑漿現(xiàn)象。在緊固螺栓時，一般采取對拉形式，這一操作的優(yōu)勢是能防止模板變形。除上述操作要領(lǐng)外，還應(yīng)在模板內(nèi)側(cè)涂刷脫模劑，并在安裝完成后進(jìn)行嚴(yán)格的檢查、驗(yàn)收，待其尺寸結(jié)構(gòu)無誤后再次緊固，之后便進(jìn)入下一施工環(huán)節(jié)。

1.5 預(yù)應(yīng)力混凝土澆筑

混凝土澆筑施工之前，對模板、預(yù)埋件等進(jìn)行嚴(yán)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(yùn)輸至施工現(xiàn)場，并按相關(guān)規(guī)范程序開展?jié)仓?、振搗施工?；炷翝仓┕ぶ?，嚴(yán)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(yù)埋件，以防止出現(xiàn)模板變形問題引起建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量受損。澆筑完成后，及時收漿，并采取科學(xué)的養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)施工中需對構(gòu)件進(jìn)行覆蓋，并定期灑水，保持建筑構(gòu)件濕潤。養(yǎng)護(hù)時間不得少于7d，待強(qiáng)度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后拆模。拆模后對模板表面雜物進(jìn)行清理，并涂刷脫模劑，以備下次使用。

1.6 預(yù)應(yīng)力混凝土養(yǎng)護(hù)

T 型梁收漿后，在澆筑模板臺位立即組織進(jìn)行覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)，模板拆除前，采用自然養(yǎng)護(hù)（根據(jù)季節(jié)確定），在臺座兩側(cè)安裝自動噴淋系統(tǒng)，進(jìn)行定時噴淋養(yǎng)護(hù)。在養(yǎng)護(hù)過程中，如果混凝土表面有模板覆蓋問題，應(yīng)向模板灑水，確保模板濕潤。拆除模板后，需對相關(guān)構(gòu)件持續(xù)性灑水養(yǎng)護(hù)，一般要求養(yǎng)護(hù)時間不得少于7d。

1.7 預(yù)應(yīng)力張拉施工

預(yù)應(yīng)力T 型梁張拉施工需在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計等級的90%及以上時進(jìn)行，在預(yù)應(yīng)力鋼束張拉施工之中，必須對其實(shí)際引伸量進(jìn)行嚴(yán)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(zhí)行，如果現(xiàn)場張拉設(shè)備不足或現(xiàn)有設(shè)備無法滿足張拉控制要求，就將鋼束一端進(jìn)行固定，從另一頭開始張拉。如果在曲線預(yù)應(yīng)力筋一端張拉施工時，孔道長度的加大會使鋼束轉(zhuǎn)角與摩擦阻力增大，很容易在施工中引起應(yīng)力內(nèi)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(yù)應(yīng)力混凝土T 型梁預(yù)制施工質(zhì)量控制有效措施

2.1 做好充分的施工準(zhǔn)備

從現(xiàn)代橋梁建設(shè)實(shí)際現(xiàn)狀來看，周期長，規(guī)模大，建筑材料、成本需求量大是最顯著特征，為此，為切實(shí)提升橋梁整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量，必須做好充分的施工準(zhǔn)備，包括現(xiàn)場勘測、材料采購、技術(shù)工藝選擇及成本、安全控制方案等。

2.2 保障有限元模型優(yōu)化

有限元模擬是實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力橋梁施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵技術(shù)，但它并不是實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)的完全復(fù)制，因此，模擬理論數(shù)據(jù)與現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)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(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行多次復(fù)測，并通過相關(guān)數(shù)據(jù)信息的系統(tǒng)分析進(jìn)行模型優(yōu)化，保障模擬控制滿足施工要求?，F(xiàn)階段，在開展預(yù)應(yīng)力橋梁工程施工中，實(shí)施縮小誤差、保障有限元模型優(yōu)化的主要措施就是在施工前期階段，對各類參數(shù)理論值進(jìn)行不斷修訂，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)橋梁關(guān)鍵數(shù)據(jù)調(diào)整與控制的目的。從當(dāng)前國內(nèi)在建及已建成的大跨度組合梁斜拉橋施工控制經(jīng)驗(yàn)來看，控制內(nèi)容一般以主梁線形控制為主，以組合梁截面應(yīng)力與斜拉索索力為輔，具體工作實(shí)踐中通過調(diào)整鋼箱梁梁端標(biāo)高與斜拉索索力為主要形式，具體按如下要求執(zhí)行：其一，受力要求。在傳統(tǒng)斜拉橋中，主要受力構(gòu)件是鋼箱梁、索塔及斜拉索，而真正起到?jīng)Q定性控制作用的是主梁典型截面上下緣正應(yīng)力及斜拉索初張力。通常情況下，在開展施工控制之前，設(shè)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(yīng)力，并在此之后對施工過程中的應(yīng)力值進(jìn)行現(xiàn)場測量，然后將其與理論應(yīng)力值進(jìn)行對比，判斷橋梁截面應(yīng)力是否正常，如出現(xiàn)應(yīng)力高出或低于理論應(yīng)力值，就及時采取科學(xué)有效的處理方式進(jìn)行調(diào)整，確保其滿足鋼箱梁設(shè)計質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)高的控制。橋梁建設(shè)過程中，對主梁整體標(biāo)高進(jìn)行多次復(fù)測，確保其整體標(biāo)高滿足設(shè)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(wěn)性。通常情況下，將主梁軸線偏位控制在L/20000mm 范圍內(nèi)；將梁錨固點(diǎn)高程嚴(yán)格控制在L/10000mm 范圍內(nèi)。其三，索力要求。斜拉索是大跨度橋梁的特色結(jié)構(gòu)，其受力性能的高低標(biāo)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(jìn)行合理控制，一般的，將斜拉索索力偏差控制在±5%目標(biāo)索力內(nèi)。

2.2.1 主梁線形控制

在鋼箱梁橋線形控制中，最關(guān)鍵內(nèi)容就是對主梁邊緣高程的控制。實(shí)施主梁邊緣高程的合理控制目標(biāo)是為了能夠?yàn)楦魇┕すr下末端鋼箱梁節(jié)段標(biāo)高及已安裝完的鋼箱梁提供準(zhǔn)確線形數(shù)據(jù)。在鋼箱梁安裝階段，主要設(shè)備是橋面吊機(jī)，施工應(yīng)用中很容易受外界環(huán)境干擾，致使鋼箱梁出現(xiàn)撓度誤差，因此，必須采取必要的措施進(jìn)行撓度調(diào)整。

（1）測點(diǎn)布置

為實(shí)現(xiàn)鋼箱梁主梁高程準(zhǔn)確控制，需進(jìn)行合理的測點(diǎn)布置，一般在鋼箱梁對應(yīng)各塔柱處分別設(shè)置2 個監(jiān)測點(diǎn)。測點(diǎn)確定后用醒目標(biāo)志進(jìn)行標(biāo)記。測點(diǎn)一般設(shè)置于主梁前端10cm 處位置，數(shù)量為3個，即主梁中心、上下游處。為確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，首先要對測點(diǎn)高程進(jìn)行控制，并定期對高程測點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測。

（2）測量儀器

高程測量設(shè)備主要是水準(zhǔn)儀；軸線點(diǎn)坐標(biāo)測量設(shè)備為全站儀。

（3）測量方法

（a）高程測量：應(yīng)用幾何水準(zhǔn)測量法開展測量工作，先測出施工段控制水準(zhǔn)絕對標(biāo)高，然后根據(jù)竣工時實(shí)測梁頂高差進(jìn)行微調(diào)。

（b）軸線偏位：先用全站儀測出中心線上某點(diǎn)坐標(biāo)，然后拿實(shí)測值與設(shè)計坐標(biāo)進(jìn)行比對，計算出偏差值。

（4）監(jiān)測周期

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

2.2.2 主梁應(yīng)力控制

在主梁應(yīng)力測試中，應(yīng)科學(xué)選擇斷面，一般選擇施工中應(yīng)力控制截面或活載作用不利截面。在主梁截面測點(diǎn)布置上，應(yīng)將重點(diǎn)放在上下緣應(yīng)變值測試上，并對所有應(yīng)變計可靠數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定，從而保障主梁應(yīng)力得到較好控制。

（1）測點(diǎn)布置

該橋梁主梁上共設(shè)置9 個應(yīng)力監(jiān)測斷面，每個主梁斷面上下緣設(shè)置11 個高精度表面式鋼弦應(yīng)變傳感器，共99 個。

（2）測試儀器及方法

主梁應(yīng)力測試采用表面式應(yīng)變計，并輔以數(shù)據(jù)采集儀，再利用數(shù)據(jù)讀取設(shè)備直接讀取數(shù)據(jù)。

（3）傳感器布設(shè)

傳感器布設(shè)是否科學(xué)合理將對測量結(jié)果產(chǎn)生重要影響，在布設(shè)過程中，選定布設(shè)位置后用焊接方式將傳感器進(jìn)行固定，所有傳感器在布設(shè)前要進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定，并在初次布設(shè)后進(jìn)行初始數(shù)據(jù)記錄，在后期記錄中，要將日期、天氣及溫度等信息進(jìn)行準(zhǔn)確記錄。

2.2.3 主塔應(yīng)力控制

對于主塔應(yīng)力控制，應(yīng)從以下幾個方面著手。

（1）測點(diǎn)布置

主塔最具代表性應(yīng)力界面為塔柱底部及橫梁支座處。在進(jìn)行測點(diǎn)布置時，各塔共布置7 個監(jiān)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(yīng)變傳感器均以埋入式布設(shè)于橋塔之上。

（2）測試儀器及方法

主塔應(yīng)力測量儀器為振弦埋入式應(yīng)變計與配套數(shù)據(jù)采集儀。

（3）傳感器的布設(shè)

主塔應(yīng)變傳感器選擇埋入式安裝，均須在構(gòu)件混凝土澆筑之前安裝于相應(yīng)位置的鋼筋籠內(nèi)。為保障后期監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，需選擇質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定的傳感器，并在布設(shè)前進(jìn)行標(biāo)定，初次布設(shè)完畢后，對初始數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行精準(zhǔn)定位。安裝完成后，將張拉用鋼絞線套入千斤頂中，待準(zhǔn)備工作完成后開始張拉。啟動油泵，待張拉至設(shè)計控制應(yīng)力值15%后調(diào)整千斤頂位置，保證孔道軸線完全對準(zhǔn)，但此過程中必須對活塞實(shí)際伸出量進(jìn)行精確測量；如果張拉引伸量達(dá)到了設(shè)計控制應(yīng)力值，須再次對活塞實(shí)際伸出量進(jìn)行測量，并持荷2min 進(jìn)行數(shù)據(jù)讀?。蝗绻麑?shí)際伸長量計算值與理論值誤差在6%內(nèi)，就應(yīng)關(guān)停千斤頂停止張拉。

2.4 提高施工人員素質(zhì)以及專業(yè)技能

在橋梁建設(shè)過程中，施工人員是直接參與者，更是工程質(zhì)量的管理者，一個具備高素質(zhì)的施工人員不僅能將各項(xiàng)施工技術(shù)高效落實(shí)，還能主動參與建筑工程質(zhì)量管理。為實(shí)現(xiàn)施工人員專業(yè)素質(zhì)的提升，要盡可能多地提供給施工人員培訓(xùn)學(xué)習(xí)的機(jī)會，讓他們通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，掌握相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)。還應(yīng)要求所有施工人員持證上崗，在保證施工質(zhì)量的前提下提升安全管理目標(biāo)。

2.5 施工機(jī)械質(zhì)量控制

在橋梁建設(shè)實(shí)踐當(dāng)中，施工機(jī)械設(shè)備種類多，且交叉作業(yè)頻繁，為此，為有效提升施工質(zhì)量及施工安全控制效果，就必須對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保其使用性能始終處于完好狀態(tài)，同時在施工過程中注重設(shè)備科學(xué)調(diào)度，保證工程施工有序進(jìn)行。對于后張預(yù)應(yīng)力橋梁項(xiàng)目而言，在應(yīng)力控制方面所用設(shè)備最多的當(dāng)屬千斤頂，而在預(yù)應(yīng)力張拉過程中，千斤頂與一次張拉鋼絞線數(shù)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(jìn)行科學(xué)檢測，并確保其不存在漏油問題；而且，要對各千斤頂設(shè)備進(jìn)行壓力檢測，保證其壓力水平符合橋梁預(yù)應(yīng)力張拉要求。一般的，在進(jìn)行壓力表質(zhì)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(zhǔn)周期也必須嚴(yán)格按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

3 結(jié)語

總而言之，在預(yù)應(yīng)力T 型梁橋建設(shè)過程中，必須保證工程設(shè)計、施工的科學(xué)性，并從施工準(zhǔn)備開始，對鋼筋籠制作安裝、模板安裝、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉等環(huán)節(jié)加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，從而在保障施工進(jìn)度的前提下提升橋梁結(jié)構(gòu)整體安全性、耐久性水平。近年來，中國路橋建筑事業(yè)發(fā)展迅速，T 型梁預(yù)制施工技術(shù)水平也獲得進(jìn)一步提升，將其應(yīng)用于工程建設(shè)實(shí)踐之中，可以為提升橋梁工程建設(shè)質(zhì)量提供有力技術(shù)支撐。相信隨著研究力度的不斷加大，相關(guān)工藝技術(shù)水平還會進(jìn)一步提升，必將為中國路橋建筑事業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展提供更大支持。