公路桥梁建设预应力混凝土预制T梁施工技术.pdf

科学技术创新 2023.24公路桥梁建设预应力混凝土预制 T 梁施工技术牙地卡尔 吾买尔（新疆交投建设管理有限责任公司，新疆 乌鲁木齐）前言随着科学技术的不断进步，预应力混凝土预制 T梁施工技术已被推广应用于各种桥梁项目。与其他桥梁工程施工方法相比，这种技术具有较大的灵活性，能够适应各种环境和条件下的施工要求。同时，它的施工速度也较快，能够缩短工期，节省成本。更重要的是，预应力混凝土预制 T 梁施工技术能够确保安全的施工环境，减少施工中的风险和隐患1。但是，预应力混凝土预制 T 梁的施工过程涉及多个复杂步骤，其难度较高。为了有效预防和解决可能出现的裂缝、麻面、蜂窝等问题，必须对每一道工序的施工质量进行严格把关。1项目概况科勒布拉克 2 号特大桥位于伊犁哈萨克自治州新源县那拉提镇阿拉善村东侧，大桥分左右线，大桥桥跨设置 4430 m，右幅全长 1 320 m。大桥上部结构拟采用 P.C.简支 T 梁，下部结构桥墩及基础拟采用柱式墩、门架墩、桩基础,桥台及基础采用柱式台、桩基础。2工程特点2.1桥隧比例高、结构形式复杂合同段主线以桥隧为主，沿线设置桥梁 8 座，共计 5.6 km。隧道 4 座，共计 7.5 km,桥隧总体占比91%。桥梁桩基础采用大直径圆桩、大尺寸矩形桩，下部墩柱涉及标准墩、门式墩等不同结构，桥墩高度在28 m40 m 之间，矩形墩柱及异形盖梁等尺寸涉及35 种以上不同类型，结构形式多样，种类繁多。2.2项目建设条件复杂（1）本项目地处新疆中天山地区、天山腹地，设计线路基本沿着陡峭的山体或裸露的岩体行进，部分路段需跨越巩乃斯河谷，属于典型山区公路，处于高山沟谷区，沟深坡陡处，地形高差起伏大，变化频繁，地质灾害多，表现为崩塌、雪崩、滑坡、泥石流、冻土等。（2）自然环境恶劣，气候条件差，复杂多样，存在高温、严寒、风雪等不良天气以及区域地震烈度高，分部在 VI、V度区，具有突发性和不可预见性。（3）沿线分布有那拉提和巩乃斯国家森林公园，牧场和天山水源涵养区，景色怡人、生物多样，施工期沿线生态、生物及水源保护要求高。3预应力混凝土 T 梁预制与安装施工技术3.1底膜台座铺设用钢筋混凝土修建固定台座，台座宽控制在 60cm,长度按 31 m 设计。基坑在台座 T 梁附近 3 m 距离以内，其深度应控制于 60 cm,采用夯实机具全面夯实底部。把钢筋网放置于基坑里后，对高出地面 30摘要：预应力混凝土 T 梁的预制和安装是桥梁工程中至关重要的环节，只有在各个环节的全面掌控和严格按照安装流程进行施工，才能确保施工质量达到预期的目标。这能有效保障预应力混凝土 T 梁和桥梁工程的安全稳定性能，同时延长其使用寿命。因此，在施工过程中需特别注意每个细节，并确保无任何安全隐患，才能保证桥梁工程质量和安全。文章结合国道 218 线那拉提至巴仑台公路第 NBTZ-2 标段项目实例，从底模制作、波纹管安装、混凝土浇筑、预应力张拉、压浆、T 梁安装等方面对预应力混凝土预制 T 梁施工技术进行分析，可供类似工程施工参考。关键词：公路桥梁；预应力；混凝土 T 梁；张拉；施工技术中图分类号院U445.4文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2023冤24-0144-05作者简介：牙地卡尔 吾买尔（1982-），男，本科，高级工程师，从事公路工程项目管理工作。144-2023.24 科学技术创新cm 的基础进行浇筑，浇筑时采用的混凝土强度为C30。进行混凝土台座的施工作业过程中，应确保底座周围有符合标准要求的宽槽钢预埋，其宽度为 5 cm，混凝土底座、槽钢二者应保持相同的高度。在钢的下方对 PVC 管进行预埋，管径为 4 cm，埋设间隔为 50cm，对侧模板 T 梁进行加固使用拉筋对穿。在槽钢的上方焊接钢板，钢板厚度为 0.6 cm。为避免预制梁的上方出现拱过大，应进行反拱的设置，采用二次抛物线形式，设置于预制梁下部，设计反拱值应满足以下要求：一是确保施加恒载过程中梁体不出现 2 cm 以上的拱度；二是在台座施工时，将 1.2 cm 的反拱度预留于台座中间部位。针对吊装孔应对 30 cm 的活动底模进行预留，从而为起吊过程中的钢丝绳使用提供便利。将直径为 5 cm 的橡胶管穿至槽钢内部，以此来避免漏浆现象的产生2。3.2波纹管安装钢绞线束应在 T 梁上通过波纹管对孔道加以预留，钢绞线束、波纹管需满足配套使用要求，确保施工长度预留充足且强度满足标准要求。正式安防波纹管前，应仔细检查所有波纹管的外观，开展满水检漏 U形试验。根据规范要求中的波纹管孔道部位进行施工，避免混凝土浇注过程中出现上浮现象，采用井字型定位钢筋可有效固定波纹管，在梁体钢筋上牢固焊接，管道每相隔 80 cm100 cm 与定位筋进行绑扎，圆弧位置的定位筋密度应大于直线位置，尤其是拐点部位的线性流畅度、形状圆顺度、定位精准度应得到保证，应确保锚垫板周围的密实度。连接各个管节时应确保牢固性、圆顺性，全部接头需包裹 15 cm 的封箱带，顺着长度的方向将接口部位进行胶带缠绕，缠绕长度应控制小于 5 cm，以此避免接头管道处出现漏浆现象。将锚垫板向波纹管中进行插入时，其喇叭口长度不可超过喇叭口的直线长度。开展穿束钢绞线施工前，将孔道内部进行全面冲洗，通过高压泵将内部的污物有效清除。在波纹管受到钢筋干扰的情况下，应对钢筋所处部位加以调整，同时坚持一定的避让原则，即波纹管优先、钢筋骨架次之，主筋、构造钢筋再次之，位置在前的施工项目应优先保证。3.3混凝土浇筑混凝土密实度与浇筑预应力混凝土的质量密切相关，且密实度也关系到混凝土自身耐久性和强度。为严格控制浇筑混凝土的质量，应从振捣工作、浇注方法两方面入手，二者相辅相成、互为补充。浇注混凝土应一步到位，浇筑施工连续进行；严格按照水平分层和纵向分段的浇注要求来进行(如图 1 所示)。图 1浇筑混凝土顺序浇注混凝土的具体方向应由梁的一端到另一端有序进行，即将到达另一端前，为防止混凝土梁端出现不密实的质量问题，可改为由另一端反方向浇注，直到该段 4 m5 m 的部位最终合拢；侧模采用振捣器充分做好振捣工作。振捣、下料应分层进行，各层厚度应控制于 30 cm 内,浇注下层和浇注上层的时间间隔应低于 90 分钟，完成下层混凝土的密室振捣后，方可浇注上层混凝土，确保混凝土密实度达到规范要求。应采用若干小直径振捣棒对钢筋密集部位、腹板波纹管部位进行振捣，混凝土一旦入模立即振捣，但严禁钢筋、波纹管受到剧烈撞击，避免漏振情况的发生，并避免过度振动，防止混凝土出现离析现象。针对横隔梁腹板、混凝土部位的浇筑应同时进行，并坚持平行作业、分段分层的基本原则3。为防止翼板和腹板交接部位受到腹板混凝土下沉所影响而形成裂纹，应对腹板浇筑混凝土后间隔一段时间，使腹板混凝土下沉得更为充分，随后再翼缘板进行浇筑。浇捣混凝土时，安排现场人员对钢筋、模版进行全面检查，发现垫块脱落、漏浆走动等情况需立即加以调节。3.4钢绞线穿束及制作在穿束钢绞线前，通过空压机对孔道内部进行全面清理，随后进行穿束工作。按照下料的具体长度，借助砂轮机对钢绞线进行切割，经过一系列整理从而成束，再开展长度计算、号码编辑、分类挂牌、有序堆放，在堆放时需防止过度弯折，提前做好各项防雨举措。为防止端部出现松股现象，应在端头 5 cm 的部位绑扎铁丝。编束作业应按照施工图纸执行，借助穿束机向孔道中穿入一定数量的钢绞线，完成穿束后需拨动145-科学技术创新 2023.24起吊天车把中支腿及横移方梁吊运到前盖梁处，起吊天车退到架桥机后部，运梁平车和架桥机联结，对前支腿、中支腿二者间距进行调整，使其行车位置具有合理性，将尾支腿收回。将反滚轮开动来驱动电机使主梁向前方移动，对主梁上方桁车的部位进行调节，保持整机的纵向稳定性，使辅支腿到达前方盖梁墩台处。调整尾支腿、辅支腿、中支腿，并向前移动中支腿，使中支腿与前支腿紧靠。对不同支腿加以调节，确保前支腿得以腾空。将前支腿挂轮开动，使前支腿按顺序移动到前方墩台和后方墩台，支设到事先铺设好的横移方梁，调整固定，收起尾支腿。图 3架桥机过孔步骤示意 运梁平车载梁至架桥机尾部（后支腿后方附近）。前吊梁天车垂直起吊梁体，使梁体脱离台车面，临时支撑后支腿，同时检查卷扬机排绳、制动。前吊梁天车和后运梁行车配合同步向前移梁体，在后运梁车移至后吊梁天车位置时停止，待后吊梁天车将梁体吊起后，两天车匀步向前移运（此时起重行车应于主横梁跨中）。当前吊梁天车载梁前移前、后支架 l/2 跨中时，应密切注意导梁变形。两台起重行车同时载梁前移至架梁段，徐徐落下。在安装边梁时，可先将边梁置于次边梁位置，然后架桥机整体横移回来，使主导梁中心和梁体中心重合，利用边梁挂架起吊边梁，使梁体离开盖梁 2030cm。用 2 台 5t的手拉葫芦牵拉外翼板保持水平，同时架桥机横移至安装位置落下，并做好临时支撑，以防边梁倾覆。在两侧边梁安装后，接着用架桥机落进相邻次边梁，马上横向联接，形成稳定体系。当一孔架设完成后，必须按照相关要求做好梁板横向和纵向钢筋的连接，再把架桥机向前移动至下一孔，进行下一孔梁段的架设。图 2架桥机安装梁板步骤示意测试，保证钢绞线顺畅，防止钢绞线之间发生缠绕。针对钢绞线两头应做好标记，正式钢绞线穿束前需对其外观加以检查，若发现端部松股则严禁投入使用，有效清除表面附着的污物，两头向外伸出相等的长度，并将锚具、锚垫板安装好。3.5预应力张拉、压浆3.5.1预应力张拉预应力钢束张拉应在梁体混凝土自身弹性模量、内部强度不低于设计要求 90%后，混凝土的龄期应超过 10 天才能进行张拉。同时进行张拉预制梁内正弯矩钢束两边，锚下控制应力为 0.75fpk=1 395Mpa。对预应力进行施加可通过引伸量、张拉力共同进行控制。在钢束张拉满足张拉力设计要求时，理论、实际的引伸量误差不可超过 6%，且实际引伸量值中不包含非弹性变形钢束影响。同时张拉预制梁钢束两头，坚持均衡、对称的原则，确保构件下缘混凝土应力、上缘混凝土应力高于标准值。按照 N2、N3、N4、N1的顺序来张拉正弯矩钢束,两侧 N4 同时张拉，并保证张拉力相差不超过 5%4。3.5.2孔道压浆采用由下到上的顺序进行孔道压浆施工，在一处孔位聚集所有浆，压浆一气呵成，如压浆过程意外停止，需及时冲洗孔道中全部水泥浆，使后续压浆施工重新进行时孔道不出现堵塞。预应力梁板张拉后，在 24 小时内完成压浆工作。压浆分两次完成，第一次压浆结束 5 min 后再压第二次。压浆的压力以保证压进孔内的水泥浆密实为准，真空辅助压浆真空泵应能达到 0.10 Mpa 的负压力，对水平或曲线孔道，压浆压力必须严控在 0.50.7 Mp 之间。出浆口关闭时，需提供 0.5 Mp 稳压期使其稳定，稳压期时间控制在 35 min 之间。拌制水泥浆期间必须要制作标准试块，不少于三组，压浆完毕填写施工记录。3.6封锚完成孔道压浆施工后，需全面冲洗梁端存在的水泥浆，将支撑垫板及时拆除，端面混凝土、锚具上存在146-2023.24 科学技术创新的污垢和杂物应一并清除，对端面混凝土进行凿毛处理，为后续封端混凝土的浇筑提供便利。经过一段时间确保压浆不存在异常情况后，向施工现场运输封锚钢筋并加以焊接和绑扎，使其形成封锚钢筋网的构件5。为了钢筋网所处部位更为稳固，应借助 L 型螺纹钢筋对锚垫板上的螺栓孔进行固定。3.7预应力混凝土 T 梁安装3.7.1架桥机拼装桥梁台背的一侧应进行回填、整平，或者在安装后的 T 梁上方开展拼装施工,使其作为拼装架桥机的平台。应采用以下流程对架桥机进行组装：将枕木放置于安装侧的桥头部位；在横移轨道的上方放置中托；拼装主梁；安装天车。3.7.2支座安装清除墩台垫石上存在的尘土与浮砂，使墩台垫石的表面平整、清洁，不存在油污。主梁各支点均采用高阻尼隔震橡胶支座。针对垫石，利用全站仪对支座中心线进行精准放置，并将中心线十字交叉标出，正式吊装前应确保支座就位，让支座中心线完全吻合墩台中心线。在吊梁过程中，永久支座的上部应放置梁板，应保证梁板就位后与永久支座在无支撑力下情况完全接触。3.7.3梁板安装首先由炮车喂梁，向后支腿部位运输梁板，使梁板的前吊点处于前天车的下方，同时吊起梁板的前端；将前天车驱动，让梁板后吊点位于后天车的下方；随后起吊后天车，使天车吊运梁板前行至两桥墩的上方；下落梁板，使其与盖梁距离 10 cm；同时横移架桥机，使前支腿、中托轮在轨道上横向移动，至梁位部位后即可落梁，当期下落于支座的上方后，即正式安装完一片梁。安装过程中应逐孔进行，安装需从外到内逐片开展。检查安装的质量是否达到设计要求，符合后方可将钢丝绳撤除，准备架设后一片梁。在梁板纵向运行到达孔位后停止前行，当梁体纵向位置符合下落的条件时，控制横梁卷扬机，将梁板缓慢下落，在梁板与临时支座距离 23 cm 时停止下落操作，经确认梁板平面位置后达到测量定位要求再就位梁板，若梁板有偏差，可纵横向微调横梁或架桥机，使梁板安装就位。梁板安装前计算桥面的整体宽度，在该孔安装结束后及时检查复核。架桥机安装梁板步骤示意如图 2 所示。3.7.4架桥机过孔架桥机过孔步骤如图 3 所示。3.7.5吊机安装（1）吊装顺序。施工准备(梁板预制、下部结构施工、运梁通道平整压实等)梁板装车梁板运输起吊梁板就位。吊装示意如图 4 所示。（2）安装步骤及方法。梁板在梁厂运输之前，应对所有梁板预拱度进行测量，将测量结果以表格形式列出，以便后续的备查工作，转移运输的过程中严格按照预制编号进行运输，以保证安装完成后的梁板上下面平整。两辆吊车分别吊装 T 梁两端，同时起吊，开展吊装施工的过程中，应充分张开吊车的支腿，借助枕木垫对支腿进行垫放，使吊车保持自身的平稳性，避免吊车发生倾覆现象。两台吊车自行移位至吊装处，运梁拖车应顺着线路前往施工现场，做好吊装作业的前期准备工作。起吊 T 梁的过程中，吊车需由一人进行统一指挥。各个吊装起重作业的施工人员需听从指挥，指挥者提供的指挥信号需可靠、安全、准确。下降及起升 T 梁过程中需匀速进行确保其稳定性，严禁制动过于突然，同时避免 T 梁在空中悬吊时间过长。开展试吊工作。先使两台吊车完成落钩，系好钢丝绳之后，吊车低速缓慢起钩，当吊车正式受力时，1 号吊车将停止动作，而 2 号吊车低速起钩，当梁车上的 T 梁端头离开时，2号吊车将停止行动，此时 1 号吊车低速起钩。在梁车图 4吊装示意147-科学技术创新 2023.24上的各端头全部离开后，1 号和 2 号吊车低速同步起钩，起升 T 梁后且与梁车距离 510 cm 的距离时，1号吊车与 2 号吊车的起钩停止，等待 35 min 后，检查机械设备是否有异常变化、绳扣是否牢固、车身是否有倾斜、钢丝绳是否脱槽。只有当所有参数都正常时，才能继续提升 T 梁。梁架设就位：两台汽吊车继续操作，当 T 梁提升至距离运梁车表面约 1 m 时，吊车停止动作，以确保 T 梁的稳定性。然后，检查运梁车与梁体是否有接触，确认后，运梁车缓慢驶离。接下来，T 梁继续缓缓提升，至距离盖梁挡块顶部约 1015cm 的高度。之后，1 号汽车吊车开始逆时针旋转，2 号吊车则保持在原位进行配合运动。当两台吊车平稳静置后，改由 2 号吊车顺时针旋转 1 号吊车仍在原位配合运动。最终当 T 梁被旋转送至盖梁上方的相应位置时两台吊车停止动作等待 T 梁稳定下来。然后，缓慢降下吊钩至距离盖梁上方 1015 cm 处保持 T 梁的平稳。在确定支座位置正确后，两台吊车同时缓慢降下吊钩，使桥梁就位。固定 T 梁，通过等高木块对 T 梁的下方进行支垫。架设梁片应采用由内边梁到外边梁的顺序，使架设工作逐片开展，整个架设过程中应避免 T 梁发生倾斜，使 T 梁自身的安全得到保证。结束语总而言之，预应力混凝土 T 梁的预制和安装施工时，技术的选择和实施至关重要。通过对底模制作、混凝土浇筑、压浆处理、混凝土钢筋安装以及波纹管安装等关键环节的深入分析与研究，可以更好地理解并掌握这些技术要点。只有在全面而深入地掌握这些技术的基础上，才能有效地提高预应力混凝土 T 梁的预制和安装施工的质量和效率。参考文献1JTG/T3650-2020，公路桥涵施工技术规范S.2JTGB01-2014，公路工程技术标准S.3吕福霞.预应力混凝土 T 梁施工技术研究J.交通世界，2022（32）：174-176.4单福丽.桥梁工程预制 T 梁施工关键技术J.交通世界，2020（17）：146-147.5卢福元.公路桥梁 T 梁预制的施工要点探讨J.工程技术研究，2021，6（23）：46-48，78.Construction Technology of PrestressedConcrete Precast T-beams for HighwayBridge ConstructionYadikaer Wumaier（Xinjiang Communications lnvestment Construction Management Co.,Ltd.,Urumqi,China）Abstract:The prefabrication and installation of prestressed concrete T-beams are crucial links in bridgeengineering.Only by fully controlling each link and strictly following the installation process can theconstructionqualityachievetheexpectedgoals.Thiscaneffectivelyensurethesafetyandstabilityperformance of prestressed concrete T-beams and bridge engineering,while extending their service life.Therefore,it is necessary to pay special attention to every detail during the construction process and ensurethat there are no safety hazards in order to ensure the quality and safety of bridge engineering.The articleanalyzes the construction technology of prestressed concrete precast T beams from the aspects of bottomformwork production,corrugated pipe installation,concrete pouring,prestressed tensioning,grouting,and Tbeam installation,based on the example of the NBTZ-2 section of the Nalati Baluntai Highway on NationalHighway 218.This can provide reference for similar construction projects.Key words:highway bridges;pre stressing;concrete T-beam;tensioning;construction technique148-