后張法預應力混凝土預制T梁施工質量控制

董南

【摘 要】由于后張法預應力混凝土T梁具有截面尺寸小、自重輕、施工速度快等優點 ，往往采用工場化集中生產，在生產過程中，一旦某個環節控制不嚴，便會導致鑒T梁批量的出現質量問題。鑒于T梁預制施工的特殊性和重要性， 2005年8月鐵道部科技司發布“關于客運專線預制預 應力混凝土簡支梁生產許可證有關事項的通知”（科技技[2005]84號），要求：“生產客運專線預制預應力混凝土簡支梁的企業，必須取得全國工業產品生產許可證才具有生產該產品的資格?！北疚囊訲梁預制各道工序為中心，闡述了T梁預制生產過程中的質量控制重點。

【關鍵詞】工場化；T梁；預制；質量控制

1、工程概況

新建蘭州至中川機場鐵路工程，線路總長度60.516km。大、中橋梁長19.05km，隧道長6.56km座，橋隧總長25.61km，橋隧比重42.32%。全線設蘭州西、陳官營、福利區、西固、蘭州新區、中川機場站6個車站。

蘭新線至蘭州北編組站貨車聯絡線，下行線線路長22.425km，出入段環線長3.096km，線路總計全長25.521km。下行線橋梁長2.448km/6座，隧道長15.98km/13座，橋隧占線路總長82.18%。

中鐵大橋局股份有限公司皋蘭制梁場地處蘭州市安寧區皋蘭縣，位于線路DK28+700處右側，供梁范圍為鐵路線DK26+452—DK53+890，共計15座大橋，供梁線路約27.4km，供梁數量為368雙線孔簡支T梁（其中32mT梁330孔，24mT梁38孔），并于2014年1月8日一次獲得了中國鐵路總公司和全國鐵路產品生產許可證辦公室頒發的T梁生產許可證。

2、產品質量檢驗標準

預應力混凝土鐵路橋簡支梁產品生產許可證檢驗項目及判定標準表主要包括14項關鍵項點及48項主要項點，總計11類62項檢驗標準。關鍵項點合格率100%，主要項點評分采用折合計分法計分。外形外觀樣品梁平均得分大于或等于85分，且單件梁得分不得低于80分；以上兩條件同時具備，方可判為產品質量合格。

3、生產工藝

3.1、臺座

首先是承擔橋梁預制、存放的臺座。臺座的設計必須根據地質情況，經過計算滿足制梁、存梁時各種荷載的要求，控制地基不均勻沉降；同時臺座的設置必須滿足生產施工的需要，合理布局，充分考慮施工場地的利用，節省工序之間的流程時間。

3.2、模板制作、安裝

預制鐵路橋簡支T梁的模板由底模、側模、端模等部件組成。模板的設計滿足預設反拱、預留壓縮量及模板在安裝、澆筑、振搗、拆模、張拉等工藝時強度、剛度和穩定性的要求。同時，模板的設計、制造必須保證梁體各部位形狀與尺寸，滿足裝、拆模方便的要求。拆模時，必須先拆除支座板上定位螺絲，采用施頂脫模，模板兩端千斤頂著力必須均勻，同時防止拉倒模板和克損梁體，吊模板時先將模板拉開再行起吊，不得先起鉤，防止模板頂撞橋面混凝土。

3.3、鋼筋的制作安裝

3.3.1、鋼筋的加工

鋼筋對焊的操作人員必須有崗位證書，持證上崗，同時確保鋼筋加工設備運轉情況良好，待加工鋼筋平直，無彎曲，外觀無油污、鐵銹、傷痕等。加工前，下料人員應先根據下料單進行試彎，并根據供料尺寸的情況統籌安排以減小鋼筋的損耗，構造筋下料長度允許偏差為±10mm，切斷刀口平齊，兩端頭不得彎曲。彎制好的半成品鋼筋在檢查合格后，分類堆放并掛牌標識。

3.3.2、鋼筋的焊接

熱軋鋼筋連接必須采用閃光對焊，不得采用搭接接頭。鋼筋的閃光對焊在碰焊棚內進行，焊接時的環境氣溫不低于0℃。每批鋼筋焊接前，先選定焊接工藝和參數，按實際條件進行試焊，并檢驗接頭外觀質量及規定的力學性能。僅在試焊質量合格和焊接工藝（參數）確定后，方可成批焊接。完成的閃光對焊接頭以200個為一批，分批進行外觀檢查和力學性能檢驗。

3.3.3、鋼筋的綁扎

鋼筋骨架綁扎采用橋面和梁體鋼筋分別整體綁扎方法。為保證鋼筋綁扎尺寸準確，梁體、橋面鋼筋和定位網鋼筋必須在胎模上成型，然后在制梁臺座上拼裝綁扎成整體鋼筋籠鋼筋骨架安裝時，為控制梁體各部位保護層厚度，在鋼筋外側放置或懸掛與梁體同壽命的混凝土墊塊，且保證梁體的耐久性及強度。綁扎鐵絲尾段不得伸入保護層內，鋼筋最小凈保護層除頂層30mm外，其余均為35mm。

3.4、混凝土灌注

3.4.1混凝土的拌制、運輸

按照選定的配合比配制符合施工要求的混凝土拌合物，采用運輸罐車將混凝土運送到現場后，用現場門吊配合料斗將混凝土送入指定的位置，保證布料準確均勻。澆筑梁體底板和腹板混凝土采用斜向分段分層法從一端向另一端連續澆筑。

3.4.2 混凝土灌注

澆筑混凝土前，應針對澆筑起點、澆筑進展方向、澆筑厚度澆筑方法、振搗方法以及鋼筋混凝土保護層厚度的控制措施對現場作業人員進行交底。并對模板、鋼筋做好澆筑前的檢查及混凝土性能的測試，確?，F場滿足澆筑條件。

梁體混凝土的灌注采用連續澆筑一次成型。澆注方法為：縱向分段，斜向分層（以30～45°為宜），由一端向另一端循序漸進地施工方法，每層厚度不超過30cm（腹板不超過20cm）。每次振搗按混凝土所澆筑的部位使用相應區段上的腹板振動器，并輔以插入式振動器振動。振搗混凝土必須密實并防止過振、漏振；振搗時振搗棒不得碰撞模板和預應力筋管道。

縱向分段斜向分層澆筑示意圖

兩層混凝土澆筑的間歇時間在環境溫度30℃以上時不超過1小時，在30℃以下時不超過1.5小時，一片梁的澆筑時間不宜超過3.5小時，并做好現場值班記錄，如實填寫灌注記錄表。

3.4.3 混凝土養護

梁體混凝土澆筑完成后，即應按規定用保水性能良好的材料進行覆蓋養護。梁體的養護分為自然養護（夏季）和蒸汽養護（冬期）兩種。

3.4.1 蒸汽養護

采用蒸汽養護時，應合理布置蒸養管道，確保整個T梁養護溫度一致。同時按工藝要求在混凝土內或預應力孔道內安裝T梁混凝土測溫感應元件，通過導線傳至梁體外采集混凝土溫度數據，對養護棚內溫度實施跟蹤。蒸汽養護分為靜停、升溫、恒溫、降溫四個階段。通過加汽或停汽，將升溫幅度控制在10℃/h之內，根據實測溫度調整蒸汽量，保證混凝土溫差滿足標準要求（梁體混凝土芯部與表層、表層與環境溫度之差不超過15℃）。

3.4.2自然養護

在自然氣溫較高的情況下可采用梁面灑水養護，養護用水應可采用混凝土的拌和用水或符合飲用標準的自來水，T梁端部、外側腹板其他由于無法進行覆蓋灑水養護部位采用噴涂養護液進行養護。當日平均氣溫低于5℃，不得進行澆水養護，應噴涂養護劑，采取保溫措施進行養護。養護的時間從灌注完開始計時，不少于14天。

3.5、模板拆除

混凝土強度達到25MPa，且能保證構件棱角完整，聯接板根部、隔墻根部及梁面板腋部不開裂時方可拆模。拆模時梁體表面溫度與環境溫度之差不得超過15℃，否則梁體必須予以覆蓋。

3.6、預應力施工

3.6.1 預應力成孔

預應力孔道采用抽拔橡膠棒成孔的方法。在橡膠抽拔棒安裝前，在每根橡膠抽拔棒孔內穿一根鋼絞線限制橡膠抽拔棒的彎曲、下垂。安裝時按照設計圖中預應力筋的曲線坐標在梁底和腹板上進行定位，并用定位鋼筋網進行固定。制孔橡膠管在跨中采用內徑比橡膠管直徑大1mm、厚度為0.5mm、長度為300mm的短鐵皮管套接，鐵皮中間用扎絲纏緊，兩端用膠帶纏緊，并用扎絲綁牢，以防止水泥漿進入管道內部。兩根橡膠管在跨中必須對接，其間隙不得大于10mm。橡膠管

3.6.2鋼絞線的制作和穿束

開盤用卷揚機牽引或人工牽引，用鋼尺丈量，下料可采用砂輪機切割，嚴禁鋼絞線受拉部位受到火花灼傷。每個孔道內的鋼絞線，盡量采用同一盤上的鋼絞線，以求力學性能一樣，防止因彈性模量互不相等而產生應力不均的現象。

穿束過程中要根據穿入孔道內鋼絞線的彈性模量做好鋼絞線使用臺賬，確保鋼絞線的追溯性。鋼絞線穿入后要及時將露出的部分用帆布袋密封，防止養護用水和雨水打濕生銹。

3.6.3 預應力張拉

預施應力按初張拉和終張拉兩個階段。當混凝土強度達到33.5Mpa以上，方可進行初張拉；當混凝土強度達到58.5Mpa以上及彈性模量達36GPa且混凝土齡期不少于14天時可進行終張拉。張拉時，梁兩端同時先對千斤頂主油缸充油，使鋼絞線束略為拉緊，充油時，隨時調整錨圈、千斤頂位置，使孔道、錨具和千斤頂三者之軸線互相吻合，同時注意使每根鋼絞線受力均勻，使兩端基本同步張拉，保持千斤頂加壓速度相近，使兩端同時達到同一荷載值。張拉鋼絞線束采用兩端同時逐級加載的辦法進行，升級加載值為讀數5MPa的倍數到接近鋼絞線的控制應力時，兩端再同時加載到鋼絞線束的控制力，持荷2分鐘，并維持油壓表讀數不變，然后主油缸回油，鋼絞線束錨固，最后回油卸頂，張拉結束。張拉順序嚴格按設計圖紙進行。終張時對初張拉的預應力束進行補拉。張拉完畢24h后復查，確認無滑絲、斷絲現象并檢查鋼絞線回縮量，符合要求時即可進行鋼絞線頭的切割，切割處距工作錨表面35mm±5mm，且鋼絞線端頭距梁端面≥40mm。

3.6.4 張拉質量要求：

（1）以應力控制為主，伸長值做為校核：實際伸長量不超過計算伸長量的±6%（兩端之和），每端鋼絞線回縮量控制在6mm以內。

（2）錨固后，夾片外露必須平齊，錯牙不超過1mm。終拉后的24h內，每端各鋼絞線的回縮量不大于1mm。

（3）夾片式錨具回縮量：當有頂壓時不得大于4mm，無頂壓時不得大于6mm。

（4）每片梁滑絲、斷絲總數不得超過鋼絞線總絲數的5‰，并不得位于梁體同一側，且一束內斷絲不得超過1絲。

（5）后張梁終張后實測梁體彈性上拱，實測梁體彈性上拱不大于1.05倍設計計算值。終張拉30d時梁體拱度≤L/1000。

（6）張拉過程中出現以下情況之一者，需要換錨具或換鋼絞線重新張拉：

后期張拉時發現早期張拉的錨具當中夾片斷裂者； 錨具內夾片斷裂者；

錨環可見裂紋者；切割鋼絞線或者壓漿時又發生滑絲者。

3.6.5 張拉安全注意事項：

（1）高壓油管使用前作耐壓試驗，不合格的不能使用。

（2）油壓表安裝必須緊密滿扣，不得漏油。

（3）張拉時，應按有關要求在兩端做好防護，千斤頂后面不準站人，也不得踩踏高壓油管。

（4）張拉時發現張拉設備運轉聲音異常，立即停機檢查維修。

（5）錨具、夾具均設專人妥善保管，不得銹蝕、積灰、損傷。

（6）千斤頂不得超出規定的行程，轉移油泵時對油壓表有震動影響時必須將油壓表拆卸下來另行攜帶轉送。

3.7、壓漿

鋼絞線束張拉完畢，經檢查簽證后才能進行壓漿，為減少預應力的損失，張拉后必須在24h～48h內進行孔道壓漿。壓漿前，清除梁體孔道內雜物和積水。管道壓漿采用真空輔助壓漿。壓漿設備采用連續式泵。采用真空泵抽吸預應力孔道內的空氣，使孔道壓力穩定在-0.06～-0.08MPa的真空度，然后在孔道的另一端用壓漿機以0.5～0.6MPa的壓力將拌制好的漿體壓入預應力孔道，以提高孔道壓漿的密實度。

壓漿時由梁一端壓入漿體，管道出漿口裝有三通管，當另一端噴出的漿體濃度與進漿濃度一致時，關閉出漿口，繼續壓漿，漿體注滿管道后，在壓力達到0.5～0.6MPa時，關閉進漿口，且持壓3min，待漿體初凝不流動時方可拆卸漿閥，以確?？椎纼葷{體飽滿密實。壓漿時最大壓力不超過0.6MPa。灌漿順序先下后上，緩慢進行?；ハ啻ǖ目椎辣仨毻瑫r壓漿。同一孔道的壓漿工作必須一次完成，不得中途停壓，否則必須用清水沖洗干凈已壓漿的孔道，以便重新壓漿。水泥漿終凝后，方可卸拔壓漿閥門。漿體自拌制壓入孔道的延續時間，不得超過40min。壓漿后從錨墊板壓出漿孔檢查壓漿密實情況，如有不實，及時補灌，以保證孔道完全密實。

3.8、封錨

壓漿完后在三天內封錨。封錨混凝土采用強度等級同梁體的補償收縮混凝土，摻合料及配合比由試驗確定。

封錨順序依次為：錨穴周邊混凝土鑿毛—→清掃干凈—→涂刷錨具、錨墊板及外露鋼絞線的防水涂料—→濕潤錨穴周邊混凝土—→填塞補償收縮細石混凝土并搗實—→抹平表面—→對混凝土圓周進行防水處理。

4、梁體缺陷分析與相應防范措施

4.1麻面

原因分析：a.混凝土攪拌不均勻；b.模板表面不平整；c.脫模劑涂刷不均勻。

預防措施：a.攪拌時間至少保證2min；b.模板表面打磨光滑平整；c.脫模劑刷均勻。

4.2蜂窩

原因分析：a.振搗操作不規范；b.混凝土坍落度過??；c.混凝土離析。

預防措施：a.嚴格振搗操作；b.混凝土坍落度控制在140～180mm；c.合理選擇配合比，避免水膠比過大；d.混凝土入倉自由下落高度不超2m。

4.3氣泡

原因分析：a.水膠比過大；b.過量使用引氣型外加劑；c.攪拌、振搗不到位；d.原材料級配不當。

預防措施：a.選擇合適的配合比，選用適量引氣型外加劑；b.保證攪拌時間；c.掌握振搗密實三原則：混凝土頂面不再出現氣泡、混凝土不再下沉、混凝土表面泛漿。

4.4缺棱掉角

原因分析：a.拆模方法不當；b.混凝土強度未達到即拆模；c.硬物碰撞。

預防措施：a.拆模不能過早；b.采用正確的模板支撐及拆除方法；c.加強成品梁保護，嚴防碰撞；d.采用優質脫模劑，使脫模方便，不死拉硬撬。

4.5砂線及漏漿

原因分析：a.砂率過大；b.原材料級配不良；c.模板接縫不嚴密。

預防措施：a.調整砂率；b.采購合適級配的原材料；c.模板接縫墊密封膠條并保證密貼。

4.6水紋

原因分析：a.混凝土坍落度過大；b.水灰比過大；c.過振；d.模板不牢固。

預防措施：a.調整水膠比；控制坍落度；b.避免過振；c.緊固模板。

4.7顏色不一

原因分析：a.原材料不為同一批；b.外加劑質量不穩定；c.攪拌不穩定；d.脫模劑涂刷不均勻。預防措施：a.同一片梁應使用同一批原材料；b.選擇質量穩定的優質外加劑；c.混凝土原材料計量準確；d.拌合穩定；e.脫模劑涂刷均勻；f.模板平整度控制在3mm/m。

4.8表面裂紋

原因分析：a.鋼筋保護層??；b.配合比不當，水泥用量過大；c.拆模時野蠻操作；d.混凝土入模溫度過高或過低；e.蒸養時升、降溫速度過快。

預防措施：a.鋼筋骨架位置準確，保證鋼筋保護層；b.每立方米混凝土中膠凝材料用量不超過500kg；c.混凝土入模溫度宜在5℃～30℃；d.拆模規范操作；e.蒸養時升、降溫速度每小時不得大于10℃，拆除養護罩時梁體表面溫度與環境氣溫之差小于15℃，并隨時測定梁體混凝土溫度，控制水化熱造成的內外溫差過大；f.自然養護要及時覆蓋灑水，保持混凝土表面濕潤。

5、結束語

T梁施工質量控制，不僅僅局限于本文從技術方面介紹的關鍵控制點，更重要的是在T梁工場化集中生產過程中，如何將這些標準始終如一的在現場進行實施。為確保T梁預制質量，應從建場開始就對人員、機械、工裝進行合理化配置，實時編制相關的管理、標準、技術文件，試驗、物資追溯及時跟進，施工過程中的記錄、檢查證、T梁制梁分析形成制度日常進行，真正實現T梁生產的流水化作業、工場化生產，同時也符合現階段精細化管理的要求。

參考文獻：

1、預應力混凝鐵路簡支梁產品許可證實施細則 TB/T 3043-2011

2、客運專線預應力混凝土預制梁暫行技術條件 鐵科技【2004】120號