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提高T梁施工预制质量

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提高预制T梁质量施工技术

毕国云
（中铁二局集团公司第一分公司)
【摘 要】 本文介绍了京珠高速公路府沦河大桥预制“T”梁的施工方法，着重对影响“T”梁外观质量的蜂窝、麻面、水纹与底模漏浆进行分析。同时，就如何解决“T”梁出现蜂窝、麻面、水纹、底模漏浆等技术难题而采取的措施进行了阐述.
【关键词】 预应力砼“T"梁 施工技术

概 述
京珠高速公路是湖北省首次利用世界银行贷款、建设规模最大、技术标准最高，结合中国国情实行国际管理模式菲迪克(FIDIC）条款管理的跨世纪宏伟工程。
府沦河特大桥，是湖北省国道项目Ⅲ第五合同段的一座特大桥，也是京珠高速公路湖北段列为重点控制工程之一的最长的特大桥，由中铁二局竟标中标承建施工。该桥位于武汉市与孝感市交接处，处107国道府河大桥下游约4。5公里，跨越府河、沦河两条季节性河流及东风垸分蓄洪区.桥起止里程K116+423。98--—K122+371。02，全长5947米，计196跨，预制“T”梁2352片。于1998年12 月开工，工期38个月。
府沦河大桥在T"梁预制中,“T”梁表面出现的蜂窝、麻面、水纹、底模漏浆等质量问题，一直是困扰“T”梁施工的一大技术难题，不但严重影响着“T"梁的外观质量，而且内在强度也难以保证。中铁二局京珠项目经理部以创精品工程为质量目标，通过全体技术人员的共同努力，历时两个月，于99年6月率先攻克成功,解决这一普遍存在技术难题， 赢得业主的好评，受到湖北省京珠高速公路建设指挥部表扬，世行代表的赞许,也迎来京珠线各大施工单位纷纷观摹。现就攻克这一技术难题的施工技术与施工经验做如下总结：
1、“T”梁外表出现蜂窝、麻面、水纹的原因和处理措施
1。1 引起“T”梁外表出现蜂窝、麻面、水纹的几大因素:
1.1。1 砼配合比合理性不够；
1。1。2 砼拌合物的和易性不好；
1.1.3 砼捣固方法不对。
1。2 彻底解决“T"梁砼蜂窝、麻面、水纹所采取的主要措施：
1.2.1 砼配合比选择
“T”梁质量的好坏，除要选用质量合格的组成材料外,配合比的选择是否合理也非常关键。在水泥品种、粗细骨料已定的情况下,砼的强度(密实度）主要取决于胶空比。从胶空比的计算式可以看出：砼的强度R与水灰比W/C成反比关系，水灰比愈大,水泥浆内的孔隙愈大，强度愈低；水灰比愈小，则砼愈密实。但水灰比过小，砼捣固愈困难，愈易出现蜂窝、麻面。
砼的强度与胶空比计算式如下：
Ｒ＝ＡＸｎ
Ｘ＝C·Vc·α·B/（C·Vc·α+W）＝Vc·α·B/（Vc·α+W/C）
式中： B——水泥水化后的体积与干水泥体积之比值
C——已水化那部分的水泥重量
Vc--水泥的比溶
W——水的体积
α--水泥的水化程度
R——水泥的抗压强度
A——水泥凝胶体的固有强度
n——与水泥性质有关的系数
Ｘ——胶空比
注1：本桥“T”梁砼标号：C50,碎石粒径：1～2cm，砼理论配合比为水泥∶砂∶石∶水=1∶1.69∶2.53∶0.38.施工配合比示具体情况略微调整。
1。2。2 砼的和易性
当砼的配合比选定后,要制成质量优良的砼，除要选用质量合格的组成材料外，还要砼拌合物具有适于施工的和易性,以期硬化后，能够得到均匀密实的砼，砼拌合物的和易性包括流动性、粘聚性、保水性等三个方面的性能。
(1) 流动性：指砼拌合物在本身自重作用下能够自己流动的性能。流动性的大小，主要取决于用水量或水泥浆量的多少。水泥浆愈多，流动性愈大，拌合物在机械振动作用下愈容易流动，灌注时容易填满模型，捣固密实.反之，易出现气泡、蜂窝、麻面。
(2) 粘聚性：是反映砼拌合物的抗离析性能。主要取决于水泥砂浆用量的多少或配合比是否科学适当。如果配合比不适当，在施工中很容易发生分层、离析。如果砼拌合物的粘聚性较小，则这种离析的倾向性就更大,致使硬化后的砼产生蜂窝、麻面等缺陷。如果粘聚性较好，就可以避免出现蜂窝、麻面等缺陷，从而保持砼的整体均匀性。
(3) 保水性：是指砼拌合物保持水分不易析出的能力.如果砼拌合物的保水性较差，其泌水的倾向性就较大，这样就易形成泌水，硬化后成为砼的毛细渗水通道.捣固时由于水分上浮，在砼表面还会形成一个疏松层。如果在其上继续浇注砼，将会形成薄弱的夹层。此外，在粗骨料颗粒和水平钢筋下面形成水囊或水膜，致使砼断层。因此，为了保证砼的均匀性，除必须要砼拌合物具有足够的流动性外,还要有良好的粘聚性和保水性。
(4) 砼拌合施工
由于和易性是一种综合性的技术性质，因此要找到一种简便易行而又能够迅速准确地全面反映几种性能的测定方法非常困难的,所以一般的作法是测定它的流动性（坍落度）为主，辅以对粘聚性和保水性的观察。
砼坍落度由试验人员专门负责测定。在测出坍落度以后，用捣棍轻轻敲击砼锥体的侧面，看是否能够保持整体向下坍落,由此来判断粘聚性是否合格.除此以外，还要看砼锥体下方是否有水分析出，由此判断保水性是否良好，综合这两方面的观察和坍落度实测数据即可判定和易性是否合格。砼施工中各种技术指标：
砼拌合时间不少于2min；
坍落度8~10cm，坍落度测回数(每片梁)不少于5次;
粘聚性与保水性均合格;
砼拌合:试验人员全过程监控。
1.2.3 “T”梁砼捣固
(1）。当砼拌合物的质量合格后,并不意味着就能生产出优质的“T”梁。如何保证优质的砼拌合物,生产出的“T"梁外表不出现蜂窝、麻面、水纹而达到令人满意的光洁度,砼捣固就显得尤为重要，显得特别关键.俗话说得好“巧”妇难做无米之炊,捣固人员水平再高，经验再丰富,如果没有合适的震动器,也不能制成优质的“T”梁，现就所使用的震动器的性能及优缺点作如下简介：
附着式震动器位置部置如图1：
C
C
C
B
图1 附着式震动器位置部置图
A
A
A
A
70cm
180cm
70cm
180cm
500cm
61cm
40cm
40cm
30cm
29cm
200cm

注2：① 本图为附着式震动器在一块“T"梁侧模上位置部置。
②A —-［10槽钢
B ——中频率附着式震动器底座
C ——ZF150～250KZ高频率附着式震动器底座
A、 普通附着式震动器：
震动频率低（2800~3000r/min），震幅大，震动时动力矩能量大部分消耗在钢模板的形变上。因此，钢模板的变形大、损坏快、漏浆多，传递到砼拌合物的激震能量小、效率低且重量大（38~60Kg/台）。安装辅助时间长，但对大颗粒骨料效果显著，粗糙振动效果好.
B、 ZF150～250KZ高频附着式震动器与BPB150~250KVA配套电源：
① 激震频率高（9000r/min)，激震力大(11。5KN），震动时砼拌合料流动性大，构件密实度成型性好。
② 重量轻（21Kg/台),使用方便，效率高，装卸一台仅需30秒钟.
③ 震幅小，对钢模板的损坏小、寿命长,其使用寿命为普通震动器的8倍以上.
高频率振动对振实拌合物中的小颗粒骨料效果显著,但对大粒径的骨料则效果较差。而中、低频振动则相反,对大粒径的骨料效果显著，却对小颗粒振动效果较差.为充分发挥捣固器的优点，捣固出优质的“T”梁，在砼捣固中采用高频率和中频率相结合的复合振动.
（2) 砼浇注方式
因“T"梁腹板高而狭窄、钢筋密，特别是波纹管变坡位置尤为突出。当砼和易性不好或粗骨料过大时，如果砼浇注方法不对，无论采用附着式震动器或者插入式捣固器，都在所难免在波纹管爬坡段出现蜂窝、麻面、水纹,甚至砼断层。故砼浇注时，采用I、II区分段进行。
“T”梁砼浇注时，在II区易出现分层，而I区不出现分层的主要原因是：
①区：
“T”梁砼浇注从I区端头开始到II区端头结束。砼开始浇注时，因“T”梁腹板断面由宽变窄，腹板内砼从断面宽处下料到腹板底部,在震动器振动作用下，砼向前挤压流动，沿波纹管由下向上冒出，故此段砼很容易捣固密实,不会出现波纹管阻挡砼而导致分层。
②II区:
当砼从I区浇注到II区时，因II区腹板断面开始由窄变宽，如果砼施工采用与I区相同的方向时，波纹管下部分砼是从波纹管上向下漏，很容易因砼和易性不好或粗骨料过大，波纹管上砼漏不下去,或即使漏下去也因捣固器震动,波纹管下砼向前流动，达不到理想的密实度导致蜂窝、麻面,甚至分层.相反，如果砼浇注从I区到II区交界处时,采用从II区端头重新开始向I区浇注（其施工原理与I区相同），则会避免波纹管阻挡砼拌合物，造成捣固不密实,出现砼分层的严重质量问题。
“T"梁砼施工分段区域划分如图2：

I区 II区
砼浇注方向 砼浇注方向

波纹管

图2 “T”梁砼施工分段区域划分图
(3） “T”梁砼浇注施工
砼捣固采用侧模高频率附着式震动器与低频率附着式震动器，配以肋墙插入式震动器相结合的复合振动的施工方法.由图2附着式捣固器位置安装可知，高频率与中频率附着式捣固器对“T”梁马蹄及腹板下部的振捣作用显著而对腹板上部作用微小。为防止腹板中、上部出现气泡,砼捣固时采用插入式震动器协助附着式震动器共同作业的施工方法.
具体操作方法为：
①. 当砼料斗下料时,先开普通附着式震动器振动，至砼拌合料全部进入腹板时停止振动。
②. 开动高频率附着式震动器，使腹板内的砼拌合料迅速排气、提浆，致该部位砼密实为止，密实的标志是砼停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆。
③. 当一段腹板砼拌合料灌满以后，再用插入式捣固器震捣，以防腹板上部因震动器部署过少,捣固不密实。其中：
A. 每台高频率附着式捣固器作用时间为40秒钟左右,可根据砼的和易性略微调整，直致砼表面泛浆，不再出现气泡为止;
B. 插入式捣固器为“T”梁全长范围内作业，插入时应快插慢提,每一处振动完毕后应边振动边徐徐的提出振动棒，以防止砼捣固不密实，捣固器碰撞钢筋与波纹管。每点插入时间为10秒钟左右,直致砼表面泛浆，不现出现气泡为止.相邻插入点间距不得大于40cm；
C. 砼浇注采用分段浇注，而非分层.砼因其和易性能成自然坡度,而非刻意追求某一角度。
2、“T”梁底模漏浆问题
底模漏浆也是影响“T"梁外观质量的又一重要因素。
2.1 底模漏浆的主要原因:
①. 底模接缝处缝隙太大；
②. 底模加工精度不够，相邻底模宽度不一致；
③. 底模安装时，中线不直；
④. 关模时，侧模与底模密粘不紧。
2.2 为防止底模漏浆采取的主要措施为：
①. 设计上在底模侧面安装“U”形槽形胶.同时,槽形胶上部须顶紧底模面板，以防因捣固震动，水泥浆从槽形胶与底模侧面漏出.同时,严格控制底模子口尺寸，以防止槽形胶起不到应有的作用。
②. 严格控制底模宽度（精度为±2mm）；
③. 底模中线用精纬仪量测；
④. 底模除“T"梁吊装孔位置以外，接缝处全部采用整体焊接打磨，使其成为无缝底模.
底模安装如图3、4:

Ⅰ
A B B A

图3 底模平面示意图

6 9 374 9 6

C

图4 Ⅰ—Ⅰ断面图

注:① 本图尺寸以毫米计
② A ——0。5ｍ长活动底模,用于吊装移梁
B -—无缝底模
C ——“U”形槽形胶
3、施工效果
我部制梁场自从6月初彻底解决“T"梁的蜂窝、麻面、水纹、底模漏浆等技术难题后，生产出的“T”梁外观质量达到精品要求（蜂窝、麻面面积不大于0.5％)。“T”梁外表砼颜色一致，光洁度好。在经济效益和社会效益方面取得了双丰收.
3.1 经济效益方面:
直接经济效益196万元（湖北省京珠高速公路建设指挥部文件，凡达到优质工程的项目,桥梁每跨奖励1万元，共计196万元。)
3。2 社会效益方面：
因府沦河大桥生产出的“T”梁质量优良,受到业主(湖北省京珠高速公路建设指挥部）世界银行代表与外监的一致好评（Very Good）和高度赞赏。并承诺在京珠高速公路湖北南段的投标中,同等条件下优先考虑中铁二局集团公司。从6月初至今来我制梁场参观学习的施工单位连续不断、应接不暇。为表彰我单位高质量的制梁技术，湖北省京珠高速公路建设指挥部召集京珠线湖北段所有施工单位于9月25日来我制梁场开现场会议，将我部的施工方法在全线推广，极大地树立了我单位在湖北境内和各施工单位中的形象,为我单位占领湖北市场的长远战略目标打下了坚实的基础。
4、几点体会和建议
4。1要彻底解决“T”梁的外观质量，无论从配合比的选择,还是砼拌合物的和易性和施工工艺上都要高标准、严要求。
4.2砼拌合必须由试验人员全过程监控，砼捣固必须是有捣固经验的熟练人员。无论是监控砼拌合物质量的试验人员和砼捣固的操作人员都要求认真负责、一丝不苟，不得有半点马虎。
4。3确保砼拌合、捣固的时间，坚决杜绝赶进度、抢时间而使砼拌合和捣固的时间不足出现质量反弹。
4.4“T"梁底模槽形胶要勤检查、勤更换，杜绝偷工减料。
总之，要生产出优质的“T”梁需参与制作的全体人员都要具有高度的质量意识（百年大计、质量第一)、强烈的责任心和集体荣誉感。

参考文献:
1 周以恪·张绍麟·建筑材料·中国铁道出版社·1996
2 公路桥涵施工技术规范·人民交通出版社·1989
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