预应力砼T梁连续刚构施工技术

预应力T梁连续刚构施工技术

摘要:为了保证行车舒适，结构耐久适用，山区高速公路目前常运用预应力砼T梁先简支后结构连续或墩梁固结的连续一刚构混合体系。本文依据工程实例，对预应力砼T梁连续—刚构混合结构在T梁预制、安装、下构、固结墩施工方法进行了论述，并提出了可供同类工程参考借鉴的重点和注意事项。

关键词：预应力砼T梁连续刚构施工技术

1 前言

在中国经济迅猛发展的今天，我国在山区修建的高速公路越来越多，山区高速公路地形地质复杂，构造物多，桥梁隧道总长占路线长度的比例大，有的山区高速公路，桥隧比例高达70%—80%。为了保证行车舒适，结构耐久适用，山区高速公路目前常运用预应力砼T梁先简支后结构连续或墩梁固结的连续——刚构混合体系。全刚构体系由于一座桥梁墩高相差较大，需通过调整桥墩的线刚度来改善桥墩受力，这样一来，桥墩尺寸种类就比较多，美观性降低，施工也相对麻烦。全连续结构联长不能太长，舒适性差，墩台水平位移较大，墩柱尺寸需设计的相对大一些，材料较费。根据地形，将中间墩高较高，刚度相差不大的相邻几个桥墩固结起来，利用其柔性适应桥墩所受的水平力，较矮的边墩设置滑板支座或橡胶支座，形成刚构——连续体系，使得高墩、矮墩的受力性能都得到了改善，且适应地形特点。本文以杭州湾跨海大桥南岸接线工程W8合同段长丈山1、2号大桥为例，介绍预应力T梁连续刚构施工技术，供类似工程参考借鉴。

2 工程概况

杭州湾南岸接线工程接线工程第八合同段长丈山1、2号大桥位于宁波市江北区慈城城南联村山区，属三线桥，每孔7片梁板，采用后张法预应力砼T梁连续——刚构混和体系结构，两座桥实为左右幅桥，两桥中央分隔距离28米，纵向线位基本处于一个里程。其中长丈山1号大桥全长293.495米采用9－30米预应力砼T梁连续刚构。全桥共分为2联，各联分别为第1－6孔、第7－9孔，其中2－5号墩高在26～39米之间，属高墩，采用梁固结，1、6、7、8号墩高在7～15米间，属低墩，1、7、8采用墩顶连续，0号台、9号台、6号墩设伸缩缝。2号大桥全长305.64米，采用10－30米预应力砼T梁连续刚构。全桥共分为2联，各联分别为第1－6孔、第7－10孔，其中2－5号墩高在29～37米之间，属高墩，采用梁固结，1、6、7、8、9号墩高在12～19米间，属低墩，1、7、8、9采用墩顶连续，0号台、10号台、6号墩设伸缩缝。

3 总体施工方案

1、T梁预制：在0号台台前100米范围内的挖方路基段设梁板预制场，该段左、右线均为路基石方挖方，基础牢固，且两线及中间路面设计标高基本等高，可利用宽度平均为60m，场地面积约6000m2，可满足布置预制区、存梁区、拌和站、钢筋加工及施工用房区。路基施工时，先将该段挖至路基顶面标高，制梁结束后清理表面杂物即可。主要设施配置一套门吊、2.5套T梁模板，11个底座，一套砼自动拌合站。在14天龄期及100％强度双控指标的条件下，同时考虑其它不确定因素，生产能力3片/2天。

2、下构施工：下部结构由0台依次向大里程方向推进。施工顺序先右线后左线。基础为明挖扩大基础，墩身为三柱￠160圆墩，中间每12米采用系梁连接，模板施工采用爬模施工，墩身抱箍及缆绳固定，砼输送泵送砼入模。盖梁模板采用抱箍、工字钢、拉筋及缆绳固定，砼输送泵送砼入模。

3、T梁安装：铺设好钢轨，门吊起吊预制好的梁板，绞车纵向运输就位，采用双导梁架桥机架

设就位，墩梁固结的焊接上下钢板。

4、墩梁固结：一个墩顶前后两孔均安装完成并完成行车道板和横隔板的连接后，安装制作固结钢筋，立模浇注砼，墩梁固结完成，注意预留负弯距张拉孔道。

4 关键项目施工方法：

4.1 后张法T梁预制施工

4.1.1 施工准备

（1）制梁台座制作

采用C20混凝土作为T梁台座，顶面高出地面30cm。基座采用C15片石混凝土扩大基础（宽70cm、厚30cm），两端1.0m范围内加入10×10cmΦ12钢筋网，以保证有足够的刚度；面座顶面采用8～10mm厚的A3钢板，纵向应设置二次抛物线形反拱度，最大反拱度3cm，其抛物线方程为y=x2/7500-0.03（x为台座中心到台座任意点的水平距离）。全条台座在中部（地面与台座顶面之间）每隔30cm预埋PVC管作为预留模板固定螺栓的对拉孔道，拉杆一般为￠20mm圆钢，所以PVC管大小与能满足拉筋穿过即可；在梁体的吊点处采用8～10mm厚A3钢板作为活动底板。

（2）制梁场场地布置

制梁场场地全部采用10cm厚C15砼硬化，在四周及相邻梁座中间设排水沟；在相邻梁座中间排水沟的一侧每5.0m设养护用的喷水管，另一侧每5.0m设一T梁砼施工振捣用的电源插孔，为了安全起见，喷水管与电源插孔交错布置，并对电源插孔采取防水措施。

（3）拌和站设计

拌和站配备JS-500强制式搅拌机1台，螺旋输送机1台，60t散装水泥罐1个，设计混凝土生产能力为每小时16.5m3；

砂、碎石料场配备小型装载机1台，场地全部采用10cm厚C15混凝土硬化，设计存放砂100m3、碎石150m3。

4.1.2 T梁预制技术

工艺流程：修整底模（2h）→梁肋、隔板钢筋及安装（2h）→预应力孔道安设（2h）→安装端模、侧模（8h）→翼缘钢筋安装（4h）→工序检查（4h）→浇筑混凝土（4h）→等龄期、养生（12h）→拆模、修整（4h）→等龄期、养生（320h）→孔道清理、穿预应力钢绞线（3h）→张拉、压浆（8h）→封端（封锚）（6h）→等龄期、养生（90h）→吊出（1h）→下一片梁。（黑体字工序为白天完成工序）

（1）梁肋、隔板钢筋安装及预应力孔道安设

在钢筋安装台座上，将各种梁肋及隔板钢筋绑扎或焊接成钢筋骨架（纵向主筋必须焊接），注意骨架应支撑稳固，将预应力孔道（波纹管）按设计的尺寸与位置用“#”型钢筋架固定，孔道应平顺；安设锚垫板，注意板面应垂直于波纹管孔道中心；埋设梁底钢板，注意板面角度应符合设计要

求。

（2）模板安装：模板安装前应打磨、涂脱模剂，先安装端模，再安装侧模。为防止漏浆，模板接缝及底座两侧采用双面粘胶带封严；模板采用拉线调直、调整梁长，加固稳定。

（3）翼缘钢筋、梁端钢筋的绑扎及负弯距吊装；负弯距孔道、锚具及预埋件的设置。

（4）预应力混凝土的施工

混凝土浇筑前，应仔细检查预埋件的位置是否正确、遗漏，检查钢筋位置、数量、间距、焊接或绑扎及保护层厚度是否满足设计及规范要求，检查模板的顺直度、尺寸、加固稳定性，接缝及预埋件位置是否封严，检查各种施工机具运行状态是否正常；混凝土在砼拌和站集中生产，为保证混凝土有良好的施工性能，其坍落度宜为7~9cm 。混凝土浇筑从梁一端向另一端水平分层进行，先下部捣实后再腹板、翼板，梁体混凝土的震捣以附着式振动器为主，插入式振捣器为辅，浇至接近另一端时改从另一端向相反方向顺序下料，在距梁端3-4m 处浇筑合拢，一次整体浇筑成型；梁片养护采用覆盖喷淋及养护毛毯覆盖包裹结合养护，冬季施工采用加蓬升温养护。

（见下图）

T 梁混凝土分层浇筑示意图

200

（5） 预应力张拉 待T 型梁强度达到100%且龄期大于14d 时方可施加预应力张拉。钢绞线下料长度=工作长度+14cm （工作长度为两端锚具之间的预应力筋长度），下料采用砂轮锯切割，梳理顺直，编匝成束，禁止用电、气焊切割，以防热损伤；先用高压风清理孔道内的水及杂物，再将已下好的钢绞线穿入预应力孔道。张拉程序： 0——初应力——σcon （持荷2min 后锚固），要求两端同时对称张拉，张拉按钢束的编号顺序进行，张拉时千斤顶的作用线确保与预应力轴线重合，两端各项张拉操作应保持一致；预应力张拉采用双控指标，以锚下张拉力为主，伸长值作为校核，实际伸长值与理论伸长值之差不超过6%；张拉过程中的断丝，滑丝数量不得大于1%，否则更换钢丝或采取补救措施，在任何情况下均不允许整根钢绞线拉断；预应力钢绞线锚固应在张拉控制应力处于稳定状态时进行，其钢绞线收缩（含锚具变形引起的回缩值）总量控制在6mm 范围内。

（6）孔道压浆

压浆前，将锚具周围的钢丝间缝隙和孔洞予以填封，以防冒浆；冲洗孔道，吹除积水并使孔壁完全处于湿润状态。水泥浆的拌和应先加水再加水泥，搅拌时间不少于2分钟，直到获得均匀稠度为止，水泥浆数量以能保证压浆拌和机连续进行作业。压浆应先压下层孔道，水泥浆由孔道最低点压入，最高点排气和泌水；压浆过程应缓慢、均匀进行，不得中断，压浆最大压力为0.7Mpa，当出口处冒出水泥浆，直至不含水沫气体的浆液排出，关闭出浆口稳压（压力不小于0.5Mpa）2min，以确保管道压浆饱满。水泥浆自调制到压入管道的间隔时间不得超过40分钟，在压注过程中水泥浆应不断搅动；

（7）封锚：张拉后的预应力钢筋外露部分为2~3cm，多余部分应切除（采用切割机，严禁采用电焊融断）；将梁端老混凝土面凿毛，浇筑前刷2遍50号水泥浆，以增加新老混凝土结合面的粘结力；安装封锚端预埋件及模板，浇筑混凝土。

（8）梁片移动：采用龙门吊机将梁移运至存放场或双导梁架桥机进行架设。因预制梁片横向刚度较小，吊装过程中应平行匀速移动，倾斜角度不应大于5°，并防止梁片扭曲。

4.1.3 连续－刚构结构T梁预制应该注意的问题

因先简支后连续与墩梁固结刚构是不同的两种结构类型，两种类型的T梁结构也略有区别，现用于同一座桥中，在预制时要特别注意预制和安装顺序，提前做好预制计划，防止预制出错，特别在随出梁随安装的施工方案的前提下，否则会影响总体的施工安排，甚至有可能出现报废梁。两种T梁类型的主要区别在一下两点：

（1）、梁端的支座类型不同：先简支后连续梁一端是活动支座，一端是固定支座；墩梁固结刚构T梁在固结墩的梁端需与固结墩墩顶通过预埋钢板焊接固结层整体。每种类型的梁端所需预埋的钢板均不相同，同时还要注意方向。活动支座端梁端底预埋带锚不锈钢板的钢板，一般固定支座（普通橡胶支座）端梁端底预埋一般钢板，固结端梁端底预埋一般钢板。以上预埋钢板通称为支座上钢板。

（2）、梁端结构不同：在活动端端头的横隔板需预制，行车道板（翼缘板）要预制到和梁端头齐平的位置，同时在压浆封锚后要封端头（注意封端头的垂直度和尺寸，否则影响T梁安装及无法保证伸缩缝的尺寸）。在连续端及固结端的端头40cm范围内仅预制梁肋，梁端横隔板及行车道板与固结或连续接头一起浇注。

4.1桥梁下构盖梁施工

基础为明挖扩大基础。墩身为三柱￠160圆墩，中间每12米采用系梁连接，模板施工采用爬模施工，墩身抱箍及缆绳固定，砼输送泵送砼入模。盖梁模板采用抱箍、工字钢、拉筋及缆绳固定，砼输送泵送砼入模。墩梁固结墩与一般的先简支后连续桥墩施工工艺基本没有区别，该类高度的桥

梁基础、墩身、盖梁施工技术已十分成熟，不详述。重点叙述一下固结墩与一般简支连续墩存在的不同之处，不同之处主要有以下两个方面：

（1）、固结墩不需支座垫石，直接在支座垫石位置预埋固结钢板，固结钢板的预埋在盖梁砼施工前就应进行，通过焊接在钢板上的锚固筋与盖梁钢筋焊接固定好，固定时要切实控制好标高、平面位置及平整度。在浇注砼，要切实保证钢板底部砼密实，防止钢板底部脱空。同时在盖梁浇注完成后脱模时要对盖梁顶面墩梁固结部位进行凿毛处理。一般简支连续墩则要做支座垫石，其它均要收光处理。

（2）、固结墩需预埋固结钢筋，以便在梁板架设后与梁体浇注砼形成整体。预埋钢筋的数量、规格、尺寸跟各设计人员的设计理验及墩身尺寸结构的差异不尽相同会有差异，该处不详述。唯一要提醒的是：在架桥时为防止墩身竖向的偏心矩过大，同时避免过大的集中荷载而导致盖梁开裂，架设T梁时架桥机的传力点应搁置在盖梁上立柱的中心位置处，而在固结墩在该部位一般都有众多预埋钢筋，预埋钢筋都是竖向的，会造成架桥机传力点无法搁置造成无法架梁。有人会说若采用门吊等其它方式架桥会没有此问题，前面已述，墩梁固结结构一般用于高墩，除架桥机其它方式架桥一般都不大现实，所以这问题还是存在。￠20以下的钢筋没问题，可以在架梁时掰弯，架完后再调直，不会有大的影响。再粗的钢筋就困难了，长丈山桥有预埋￠32螺纹钢，掰弯没门，最后只有割断处理，材料浪费不少，得了个教训。所以在实际施工中遇到该类情况，可以考虑预埋短点(能满足10d的焊接长度就可以了)，在架梁后在焊接上。

4.3T梁安装施工

铺设好钢轨，门吊起吊预制好的梁板，绞车纵向运输就位，采用双导梁架桥机架设就位，墩梁固结的在梁片定位后立即焊接上下钢板，即盖梁预埋钢板及梁端底预埋钢板，墩梁形成一整体。注意观察两钢板间是否存在应不平整或水平偏压形成的三角缝，存在该情况要分析，确定不是安装原因形成的，要用钢板将缝垫紧并焊接牢固。同时T梁安装就位前上下钢板均需除锈去污。

4.4 墩梁固结施工

一个墩顶前后两孔均安装完成并完成行车道板和横隔板的连接后，安装制作固结钢筋，立模浇注砼，墩梁固结完成，注意预留负弯距张拉孔道。固结墩施工与一般连续墩施工不同之处就是连续墩在浇注连续端时要在底部安装底模，保证与盖梁顶有一定的高度空间，固结墩则是不需装底模，直接浇注砼使梁体与盖梁形成一个整体。

5 结束语：

目前长丈山大桥已建成，由于设计采用预应力砼T梁先简支后结构连续或墩梁固结的连续——

刚构混合体系，桥墩类型统一，整体协调美观，行车舒适度上也感觉良好，40米的高度没有任何摇晃感。按照国内现行规范对桥梁设计施工提出的适用、经济、安全、美观的要求，应该说设计施工都是成功的。笔者曾参与施工过的百罗高速公路某桥则是个方面例子，该桥长度与长丈山桥相近，地势也相近，就是其最高墩达65米，该桥全部采用先简支后连续结构，单柱实心和空心墩两种类型，根据墩高的不同，大小各异，感观上确实有点差。通车后不管在车上还是车通过时人在桥上都有比较强烈的整桥摇晃感，应该说设计是失败的。所以相信在日后该类桥梁设计施工预应力砼T梁先简支后结构连续或墩梁固结的连续——刚构混合体系运用的会越来越广泛，希望该篇施工技术小结能给同类工程不论在施工技术还是施工管理中都能有积极的参考意义，同时也为相关梁板预制施工做参考借鉴。

参考资料：

1、中华人民共和国行业标准，公路桥涵施工技术规范，JTJ041－2000

2、萧名，谈山区高速公路桥梁设计，网络