桥梁工程预应力T梁预制工法
桥梁工程预应力T梁预制工法
工法编号：GGG（鄂）C3 —2010 冯太坤 智家明 袁提提 金明亮
中天路桥有限公司
1 前言
1.0.1 预应力梁式桥是下部结构采用墩台、上部结构为预制成型的预应力混凝土梁，采用装配方式建设的一种桥梁形式，在公路工程中被广泛采用。近年来，在研究提高其受力性能，增加使用寿命，进一步减轻构造重量方面又有新的发展。由于公路工程野外施工作业的特点，施工难度逐渐加大，为推广成熟的T梁预制施工工艺，特编制本工法。
1.0.2 本工法在经过湖北省襄樊市寺沙路沙河大桥（以下简称“襄樊沙河大桥”）9×30mT梁、武汉市汉阳米粮山至蔡甸高速公路土建项目五标（以下简称“汉蔡高速五标”）西湖大桥17×30mT梁及索子长河一号桥18×30mT梁、湖北省麻武高速公路土建工程六标（以下简称“麻武高速六标”）阎家河大桥20×30mT梁的应用，取得了较好效果，其中襄樊沙河大桥于2008年获湖北省“建筑优质工程（楚天杯）”。
2 工法特点
2.1.1 本工法针对后张法预应力T梁的预制，着重解决以下一些技术难点： 1、解决横隔板模板快速装拆技术
1）将横隔板模板设计成便于装拆的复合连接构件；
2）以横隔板处为定位中心，确保梁板安装后横隔板的正确连接。 2、解决T梁各部位的振捣工艺
1）采用分层浇筑方法，确保各部位都振捣密实。
2）在混凝土中掺加缓凝减水剂，使混凝土既能延缓初凝时间，又能提高早期强
度。
3、解决预应力筋在张拉时，不受两端底座反应力的破坏。 1）增加底座表面的光洁度，减小摩阻力。
2）把底座从支承线处断开，形成三个受力的底胎模。
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3）对底座两端头底进行加固处理，减少沉降，防止梁板变成反弯结构而折断。 4）采用两端同时对称张拉，减少梁板在张拉时侧向应力。
2.1.2 应用本工法预制T梁能够有效保证成型混凝土外观质量，达到“内实外光”，减少预应力混凝土梁体的常见外观缺陷和病害。
2.1.3 使用本工法能加快施工进度，最大限度地提高预制台座的利用率。
3 适用范围
3.1.1 本工法适用于桥梁工程后张法施工的预应力T梁的集中预制。
4 工艺原理
4.1.1 本工法利用混凝土可塑性原理，采用钢筋混凝土台座上铺钢板，定型侧钢模板及端头模板进行预制。
4.1.2 对混凝土构件进行全面积等温养护，达到精确测温，提高养护质量。 4.1.3 利用缓凝早强剂的作用原理，使混凝土在施工时缓凝，以便于施工，同时又提高早期强度，加快施工进度，提高台座利用率。
4.1.4 利用附着式振捣器，有效减少混凝土表面的气孔等瑕疵，改善外观质量。 4.1.5 利用张拉时，梁板起拱形成简支受力的特点，将底座两端加强，减少沉降，确保梁体底部中间段不受力。
5 施工工艺流程及操作要点
5.1 施工工艺流程
5.1.1 施工工艺流程见图5-1施工工艺流程框图 5.2 施工要点 5.2.1 制作预制台座
1、台座制作时应进行分段，如图5-2，在梁板的理论支承线处留一约10cm宽的凹槽，在预制时用钢垫板支垫，张拉时，将其抽出。
2、台座两端部分在素土夯实的基础上下挖30cm左右，用素砼浇筑，然后再施工台座。
3、在台座中预埋PVC管，做为对拉螺杆的埋设通道。
4、台座上沿两侧预埋槽钢，施工时在槽钢内放置橡皮管，防止漏浆。
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图5-1 施工工艺流程框图
进料钢筋检测验收 制作预制台座 混凝土原材料试验 钢筋加工 底胎模静载试验 混凝土配合比设计 预应力筋检验 检测底模两端承载力 模板设计加工 台座表面涂脱模剂 安装钢筋骨架 波纹管下料 安装预埋件、波纹管 安装侧模、端模 模板定位检查 安装顶面加强钢筋 安装上部预埋件 浇注混凝土 养 护 预应力筋下料 穿 束 张拉锚固 灌浆料配合比设计 灌 浆 预应力筋切端 封 端 验收、移动、安装 张拉机具调校 灌浆机具标定 预埋件制作 -3-
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图5-2 T梁预制台座构造图
砼梁体 钢板 砼底座 夯填碎石 钢垫板
5.2.2 静载试验，台座成型后在其在上均匀加载至1.2倍梁体自重，观测其在3天内的沉降，其沉降应不大于5mm，卸截后观测其表面破坏情况，无破坏为合格。台座两端应单独加载至1.2倍梁体自重，观测其沉降，其沉降应不大于5mm。
5.2.3 安装钢筋骨架，钢筋骨架在制作时应考虑其外围尺寸不能过大，防止施工后露筋。
5.2.4 安装预埋件，波纹管，预埋件的位置应准确无误，波纹管的纵横座标应按每50cm检查1个点。
5.2.5 安装侧模，侧模安装后，应检测两侧模间距离，保持其值出现负误差，不出现正误差。
5.2.6 安装端模，安装端模时同时安装锚垫板及螺旋钢筋，并应反复检校锚垫板的位置和角度。
5.2.7 模板安装后应进行定位检查，主要是检查横隔板位置，模板顶面高程，端模位置，结构件连接件的连接，对拉螺杆的安装等。
5.2.8 模板定位后安装顶面钢筋和预埋件。
5.2.9 申请监理工程师核验，填写过程记录，申请进行砼浇筑。
5.2.10 浇注混凝土，混凝土浇筑时采用分层法施工，每层厚度不得大于30cm，在浇筑上层混凝土时要确保插入式震捣器插入下一层混凝土，在顶板混凝土浇注时，应检查整个梁板的厚度不得超高，否则将占用桥面系的构造尺寸，并将其表面拉毛，检校各预埋件的位置是否准确。
5.2.11 养护，由于混凝土中掺加了缓凝减水剂。其早期（7天）养护尤为重要，任何早期裂缝都会对张拉造成灾难性的影响，适宜的养护条件是温度10℃～30℃，相对湿度大于60%，采用表面全覆盖土工布，喷淋洒水的方式进行养生。若温度低于5℃
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时，应在混凝土中掺加防冻剂，并保持混凝土入模温度在10℃以上，在成型后进行蒸气养生。
5.2.12穿束，混凝土强度达到设计强度的90%以后且龄期大于7天，方可进行穿束张拉，在穿束时应特别注意成型管道内不得留有杂质，混凝土渣等。可用空压机将其吹出，或用高压水冲洗。若为橡胶棒抽拔成孔，在成孔后应进行试穿。预应力筋的下料长度应保证在张拉时的工作长度上每端富余5～10cm。
5.2.13 张拉、锚固
1、张拉时按设计要求的应力控制值计算其伸长量，在施工时对控制应力和实际伸长量进行双控，保证张拉的质量。
2、在同时张拉受时，应分束对称张拉，并在锚固后进行补张。保证各束预应力筋的应力均匀。
5.2.14 切端、封锚，张拉完毕，即可将多余的预应力筋切除，但应使用机械切割法，不得用氧炔气切割。切端后应用与灌浆料同配合比的材料封住锚固端。
5.2.15 孔道灌浆，灌浆采用吸浆泵吸浆，其工作压力的计量器具应经过标定。在灌浆料中应根据试验掺加一定数量的膨胀剂，确保灌浆密实，不收缩。
5.2.16 封端，灌浆完毕即可进行封端混凝土的浇注，浇注预应时对梁体精确测量。保证梁体结构尺寸符合设计要求，方便于安装。
5.2.17 验收根据现行公路桥梁验收的主要技术标准及规范进行梁体预制验收。 5.2.18 移动安装，梁板移动时应按设计吊点吊装，严格防止梁板受力成反弯构件，因为预应力梁板上部承受拉力的能力相当脆弱，极易发生折断并导致安全事故。在堆放时，应在支承线上支垫枕木，堆高不得超过2层，安装时应按预定的合理的安装方案进行。
6 材料与设备
本工法所使用的材料设备见表6-1
表6-1 主要材料设备表
序号 1 2 3 4 5 设备名称 发电机组 发电机组 砼拌和站 机动翻斗车 卷扬机 规格型号 120KW 15KW JS1000 2t 2t 单位 台 台 台 台 数量 1 2 1 4 2 备注 -5-
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6 抽水机 3kw 台 2 7 打夯机 台 2 8 钢筋弯曲机 4kw 台 2 9 钢筋切割机 4kw 台 2 10 电焊机 20KVA 台 3 11 张拉机具 套 2 12 千斤顶 YCW250 台 4 13 插入式振动器 50型 个 3 14 龙门吊车 60T 台 2 15 钢模板 定制 套 3 按正交计 16 塑料垫块 个 若干 据工程量确定 17 枕木 10×20cm 块 若干 据堆放场地确定 18 缓凝早强剂 kg 若干 据工程量确定 注：表中机具的规格、数量应根据工程实际情况选用，其中缓凝早强剂在使用前应在试验室进行配合比及性能试验。
7 质量控制
7.1.1 原材料试验报告，混凝土试验配合比，钢筋隐蔽工程记录，混凝土施工记录，混凝土试验报告，钢筋、模板的分项工程质量检验评定表，构件质量检验评定表均需桥梁工程师审核签字。
7.1.2 施工前对各种操作人员进行技术交底。 7.1.3 各工序操作要点均须用文字形式下达到班组。
7.1.4 各种机具设备在使用前均需进行调试，无故障后方可投入使用。 7.1.5 对供电设备进行详细检查，并准备备用电源，以防万一。
7.1.6 施工时，应连续进行，不得使混凝土施工中断，吃饭时间必须换班作业。 7.1.7 预应力张拉施工，应严格按作业指导书进行，选用经过培训并具有经验的技术工人操作。
7.1.8 施工中严格按照JTJ041—2000《公路桥涵施工技术规范》、JTJ076—95《公路工程施工安全技术规程》、JTG F80/1—2004《公路工程质量检验评定标准》的要求进行。若国家现行规范有新的版本，则按新版本的要求执行。
8 安全措施
8.1 T梁预制施工中的安全问题主要应注意： 8.1.1 张拉过程中，预应力筋断裂弹出伤人；
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8.1.2 张拉时，梁板侧弯断裂伤人； 8.1.3 灌浆时，灌浆料射出伤人； 8.1.4 现场用电事故；
8.1.5 移动吊装时的安全问题。 8.2 针对上述安全问题应做好：
8.2.1 设置专职安全员，认真进行安全交底，安全教育，安全防范并随时进行安全检查；
8.2.2 执行国家现行有关的安全操作规程； 8.2.3 设置作业警戒区；
8.2.4 配置专职电工进行现场临时用电管理，在总平面布置时充分考虑线路架设，布线按二级配电，三级保护的要求进行。
8.2.5 移动吊装时的安全措施（略）。
9 环保措施
9.1 环境保护措施
9.1.1 预制场设立一名环保人员，主要负责环境保护工作的执行情况，组织进行预制场内的保洁等工作。
9.1.2 施工废水、生活污水不得直接排入农田、耕地、饮用水源、灌溉渠道和水库。不得污染河流、湖泊和池塘。
9.1.3 施工区域，砂石料场，在施工期间和完工以后，应妥善处理以减少对河道、溪流的侵蚀，防止沉碴进入河道或溪流。
9.1.4 冲洗集料或含有沉积物的操作用水，应采取过滤、沉淀池处理或其它措施，使沉淀物不超过施工前河流、湖泊的随水排入的沉淀物量。
9.1.5 施工作业产生的灰尘，除在场地的作业人员配备必要专用劳保用品外，还应随时进行洒水以使灰尘公害减至最小程度，并符合当地环保部门的有关规定。
9.1.6 易于引起粉尘的细料或散料应予遮盖或适当洒水。运输时应用帆布、盖套及类似物品遮盖。
9.1.7 预制场要避免建设在居民区，如不能避免，要尽量减少噪音、废气等的污染。 9.1.8 预制工作结束时，要对预制场进行还原，属耕地的要进行还耕复垦，所有垃圾要清出场外合适地点。
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9.2 水土保持措施
9.2.1 在施工期间始终要保持工地的良好排水状态，修建一些有足够泄水断面的临时排水渠道，并与永久性排水设施相连接，且不得引起淤积和冲刷。
9.2.2 对施工期间因临时排水或洪水造成的冲刷必须及时予以修复。
9.2.3 清理场地的废料处理，不得影响排灌系统及农田水利设施，不得覆盖当地的耕地，力求少占土地。
10 资源节约
10.1.1 本工法不宜用于分散预制的梁体，主要适用于集中预制的T梁预制场，以节约能源。
10.1.2 本工法中使用的缓凝早强剂，具有减水功能，能有效节约混凝土中水的用量。芯内养护也可节约用水量。
10.1.3 场内临时用电线路统筹布置，最大限度地节约用电。 10.1.4 预制所需模板均在厂内定制，以节约资源消耗。
11 效益分析
预应力T梁梁的预制采用分层法施工，能显著提高质量，加快施工进度。其经济效益、社会效益均较显著。
11.1 经济效益
与其他施工方法相比，在保证质量的前提下，施工工期大大缩短，成本明显降低。 11.2 社会效益
本工法的采用，可大大提高预制梁板的质量。通过实际应用，不但可以提高梁体内在质量，所有预制T梁的质量均匀，没有明显差异，同时可以显著提高混凝土外观质量。通过集中预制，施工现场整齐有序，能有效做到“优质、高速、低耗、安全、文明、环保”
12 应用实例
12.1 本工法在湖北省汉蔡高速五标应用情况
12.1.1汉蔡高速公路土建工程五标项目西湖大桥设计为17×30m预应力T梁，索子长河一号桥设计为18×30m预应力T梁，采用集中预制，应用本工法，取得良好效果。
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桥梁工程预应力T梁预制工法
12.1.2汉蔡高速公路土建工程五标项目部共计30m预应力T梁420榀，按本工法实施，相比一般施工方法可节约成本67.2万元。
12.2 本工法在襄樊沙河大桥应用情况 12.2.1 沙河大桥于2008年获襄樊市“隆中杯”。
12.2.2 沙河大桥共30m预应力T梁90榀，按本工法实施，相比一般施工方法可节约成本14.4万元。
12.3 本工法在麻武高速六标应用情况
12.3.1 麻武高速公路土建工程六标阎家河大桥于2009年3月28日开始预制，2009年11月6日全部完成，采用集中预制，应用本工法，T梁质量经湖北省质监局同步监测，质量稳定可靠，外表美观，获得肯定，并于2009年12月25日完成安装。现正在进行二期路面和三期机电的施工，预计2010年10月1日可达通车条件。
12.3.2 阎家河大桥设计30m预应力T梁共240榀，按本工法实施，相比一般施工方法可节约成本38.4万元。
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桥梁工程预应力T梁预制工法
1、沙河大桥“楚天杯”证书
2、台座基础开挖及配筋
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桥梁工程预应力T梁预制工法
3、台座施工
4、钢筋安装
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桥梁工程预应力T梁预制工法
5、安装模板
6、安装顶板筋及预埋件
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桥梁工程预应力T梁预制工法
7、混凝土浇筑
8、预应力筋穿束
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桥梁工程预应力T梁预制工法
9、预应力张拉
10、预制完成的T梁
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桥梁工程预应力T梁预制工法
11、梁板安装
12、完工后的沙河大桥
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