40M预应力混凝土T梁预制及安装

40米预应力钢筋混凝土T梁预制及安装

摘 要：根据云南保龙高速公路土建七合同段内的K55+869 7-40米T形梁桥T梁的预制及安装，分析总结了40米预应力钢筋混凝土T梁预制、张拉施工方案及梁板安装的施工方法。

关键词：预应力钢筋混凝土T粱；施工预制；预应力张拉；梁板安装

一、工程概况

K555+869桥位于国道主干线GZ65上海～瑞丽公路，保山（大官市）～龙陵（龙山卡）高速公路7合同段，孔跨布置为：左右幅各7孔40米（路中线处）T形连续梁桥。

本桥上部结构为40米的预应力混凝土T形梁，采用50号混凝土；采用先简支后连续法施工，上部结构采用每跨（单幅）设置5片T梁，主梁间距2.3米。主梁预制高度2.25米，翼缘宽1.8米，腹板厚由梁跨中部20厘米变至梁端部50厘米（与马蹄同宽）。预制T梁梁顶横坡为每孔两端横坡的平均值。中隔板底面横坡与梁顶横坡一致，端隔板底面横坡与该端横坡一致。桥面横坡由盖梁及支座垫石调节形成。为使支座水平设置，在预制T梁两端设置满足主梁纵坡的梁靴。

预应力钢绞线采用符合ASTMA416—98标准、270级高强度低松驰钢绞线， T形梁梁肋预应力采用15-6型、15-10型、15-11型、15-12型、15-16型锚具， T形梁翼缘内预应力采用BM15-5扁型锚具。钢筋采用I、II级钢筋，其技术标准符合GB13013-91和GB1499-98的有关规定。支座采用GYZF4（φ400×99mm）聚四氟乙烯滑板橡胶支座和GYZ（φ425×99mm）板式橡胶支座。

二、预应力钢筋混凝土T梁施工

1、T梁施工工艺流程

T梁施工工艺流程框图见“表1《T梁施工工艺框图》”。 2、台座施工及龙门吊布设

考虑到T梁张拉时，梁体两端受集中力，为防止基础沉降，因此在梁两端各做一刚性砼基础，基础尺寸为2×2×1.5m，砼标号为C30，在基础上制作台座，台座采用钢筋混凝土结构。砼台座长41m，宽为80cm，底模采用在砼台座上铺设[12槽钢，间距为50cm，在槽钢上铺设12mm钢板作T梁底模板，底模宽度为50cm，考虑T梁的横移以及温度，焊接等综合因素的影响，底模分成2.0m+1.5m+2m+5×6m+2m+1.5m+2.0m几部分拼接而成，其中1.5m部分作为活动底模，以供梁体脱模和吊装，该台座为刚性活动底模。能整体微震，能确保底板和马蹄部位混凝土振捣效果。预制场利用龙门吊安拆

及调运模板。为防止预应力张拉后梁体产生过大的上拱，预制T梁设置向下的反拱度。为施工方便，预制放样时各梁所设反拱相同，均为跨中4厘米（向下），按抛物线设置。

图1 40mT梁底模台座图

龙门吊起重能力根据T梁重量设置为100t/台，共两台，见图2。

图2 龙门吊结构示意图

3、机械设备

T梁预制、安装所需设备见表2

表2 施工机具设备

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 名称 手动砂轮切割机 砂轮切割机 自制穿束器 自制下料转盘 千斤顶 油泵 油表 灰浆泵 灰浆搅拌机 吊车 附着式振捣器 振捣棒 运梁小车 架桥机 电焊机 龙门吊 型号 YCW400 ZB4-500 1.5级 UB2 UJ300 20t 2KF150-15 50 160t 160t 30KW 80t/台 数量 4 2 2 2 6 6 6 2 2 1 30 20 2 1 6 2 备注 用于切割多余钢绞线大小各一 用于钢绞线下料 穿钢绞线用 下料用 用于张拉钢绞线 与千斤顶配套 与千斤顶配套 灌浆用，并配备倾浆桶，过滤器，橡胶管，口目滤网和灌浆嘴 转移成捆钢绞线上下料转盘 振捣马蹄部分 振捣第二层、第三层 T梁运输 T梁安装 钢筋焊接 T梁吊装 4、施工工艺

4.1模板

T梁模板采用精加工定型钢模，工具式接头，便于安装和拆卸。面板用δ=8mm钢板，纵肋用[10槽钢，模板支撑为[10及[14的槽钢组成钢桁架支架，桁架上、下用φ28拉杆销紧。

4.2钢筋骨架绑扎

钢筋在钢筋加工场配料，在预制场内绑扎、焊接成钢筋骨架，用龙门吊借助工具式中吊具吊装就位。用井字架焊接钢筋网片固定波纹管。

钢筋绑扎顺序如下：梁肋钢筋绑扎（含钢束定位钢筋）→横隔板钢筋绑扎（含端头横隔板钢筋）→翼板钢筋绑扎（含桥面板连接筋）。

梁肋钢筋绑扎时要特别注意变截面线型控制，严格按照图纸进行施工，尤其是端部加密钢筋，横隔板钢筋先焊成钢筋骨架，绑扎时严格控制与梁肋垂直，高度正确，并采用稳妥的临时固定措施，钢筋的焊接满足设计图要求，横隔板预留钢筋位置准确。

横隔板钢筋绑扎完穿波纹管，在浇筑砼前穿好钢绞线，浇筑过程中前后拉动钢绞线。

支立侧模后绑扎翼缘板钢筋，模板加工时侧模上部两边留有锯齿型槽口，用于固定横向钢筋，桥面板预埋钢筋采用点焊方式固定（绑扎易被破坏）。

钢筋保护层控制，通过砼垫块实现，砼垫块由专人制作，制作时严格控制垫块的厚度，外形尺寸为5cm×5cm，垫块强度不低于50Mpa。

4.3混凝土浇筑

混凝土由集中拌和站拌制，罐车装运至浇筑地点，由龙门吊上电动葫芦吊运入仓。由于T梁体型大，为马蹄形结构，腹板较薄，为保证T梁混凝土的浇筑质量，用附着式振捣器振捣为主，配以插入式振捣器辅助振捣，在波纹管和钢筋密集部位严禁用插入式振捣器，以防引起预留孔偏位或波纹管破裂漏浆造成管道阻塞。

T梁脱模后，标识产品生产日期及安装位置，加强混凝土养生工作，达到设计规定强度后进行张拉灌浆。

4.4、预应力施工

⑴ 预应力材料的选择及制作

①预应力筋张拉采用双控，张拉时以应力控制为主，伸长率进行校核。

②除去钢绞线表面带有降低钢绞线与砼粘结力的润滑剂、油渍等物质，轻微的浮锈，不得锈蚀成肉眼可见的麻坑。

③预应力筋进场时分批验收，验收时，除对其质量证明书、包装、标志和规格等进行检查外，还按照下列规定进行了检验。

④从每批钢绞线中任取3盘，并从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一根试样进行表面质量，直径偏差和力学性能试验。如每批少于3盘，则是逐盘取栏进行上述试验。试验结果如有一项不合格时，就按不合格盘报废处理，并再从该批未试验过的钢绞线中取双倍数量的试样进行该不合格项的复验，如仍有一项不合格，则该批钢绞线为不合格。

⑤预应力材料的保护

预应力材料保持清洁，在存放和搬迁过程中已避免机械损伤和有害的锈蚀。如果进场后需长时间存放时，则定期进行外观检查。

预应力筋在室外存放，为了防止雨露和各种腐蚀性气体，介质的影响，采取垫以枕木和进行覆盖等有效措施。

锚具、夹具和连接器均由设专人保管。 ⑥预应力筋下料

预应力筋的下料长度均通过计算确定，计算时考虑了锚夹具厚度、千斤顶长度、弹

性回缩值、张拉伸长值和外露长度等因素。

⑵ 施加预应力 ①机具及设备

施加预应力所用的机具设备及仪表均由专人使用和管理，预应力施工前。对千斤顶与压力表配套校验，以确定张拉力与压力表之间的关系曲线，校验均在经主管部门授权的法定计量技术机构（昆明理工大学或者云南建工试验室）定期进行。使用期间的校验期限视机具设备的情况确定，施工中，当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后均重新进行校验。

②张拉

等混凝土强度达到2.5Mpa以上后拆除侧模板，并对构件进行检验、检查。当混凝土强度达到100％以上设计规定强度且养护龄期不小于5天后，进行预应力张拉工作。T梁张拉采用两端同时对称张拉，钢束张拉以张拉力控制，延伸量校核。且引伸量误差应控制在±6%以内，当伸长量超出设计及规范要求时，分析检查原因并采取措施处理完后方可继续张拉。张拉时不允许超张拉，即应严格按规定控制张拉吨位。张拉阶段应进行检查，严防梁体变形过大而引起开裂。有异常现象及时反馈。张拉钢束须平稳缓慢、均衡对称。正弯矩钢束的张拉顺序为：N2→N3→N1。两束N3钢束应交替张拉，每次拉力控制在控制张拉力的50％，以防止梁体发生侧弯。

③孔道压浆：为保证质量，预应力压浆在张拉之后24h内开始，要求水灰比不大于0.35，经过试配掺加适量的减水剂及膨胀剂，压浆用的水泥浆标号为50号。打开两端压浆（出浆）嘴阀门，由一端压入水泥浆，压力可在0.5～0.7Mpa，压注速度为6~8m/min。为保证预应力束孔道全部冲浆，出浆口冒浆后（现场控制以出浆口流出不含气体水沫且稠度与压注浆液相同的水泥浆为准），关闭出浆嘴阀门并加压，然后关闭压浆嘴。待水泥浆凝固后，拆除压浆孔阀门。

Y60压力表0-1.6MPa压浆泵 SZ-2真空泵构件入口阀门负压容器出口阀门 锚具密封罩废浆收集器 图3真空压浆工作示意图

三、T梁安装

T梁安装施工工艺流程框图见“表3《主要分项工程施工工艺框图》”。 1、测量放线

根据实际放出的线路中心线和墩中心线里程，在桥墩顶面放出每孔T梁的纵向中心线及其端线，以及支座中心点等，在盖梁支座垫石混凝土达到强度后测量放出板端位置横线及支座中心位置和底部轮廓线，在梁端位置横线上定出各梁底部边缘的点，为梁的安装做好准备。

对施工区域进行封闭，保证安全。安全是T梁架设的重点。 2、架设T梁采用双导梁架桥机进行

⑴ 架桥机采用S150型双导梁架桥机，主要技术性能指标：架桥跨径≤50m；额定起吊重量170t；适宜纵坡±3%；抗风力≤6级；有效起吊高度：4.1m；架设桥型：R≥350m—450；整机功率80.8KW；外型尺寸：90135×13546×8140mm

⑵ 双导梁架桥机结构组成：由起重行车，主横梁，主横梁纵移台车，主导梁，辅导梁，辅支腿，前支腿，后支腿，前横梁，整机横移台车，电动葫芦，前、后摇滚总成，液压泵站，前、后横联，电气控制等组成。T梁安装施工示意图见图4。

图4 T梁安装施工示意图

⑶ 架桥机拼装：架桥机拼装按照先支腿、后主导梁、最后台车及机电系统的顺序进行，在安装完成后，进行调试，105%满荷载试验后才进行安装T梁施工。 3.T梁运输

利用龙门吊将预制好的T梁吊至运梁小车上，及时在小车上斜撑支起，支撑稳固且

看无任何变化时才松钩，梁体加固好后，然后运梁平车通过纵移轨道将梁移至安装位置旁，小车以V=5m/s匀速、平稳运行，并时刻观察T梁的变化（尤其是倾斜度），及时发现问题，及时处理。 4.T梁安装

⑴ 喂梁：运梁小车将T梁运至架桥机下，架桥机天车开至相应位置进行吊装。 ⑵ 捆绑梁：在预留吊装位置孔内安装吊带及底托梁，起吊时先慢速，当T梁离开地面后，架桥面两侧要同步升降，使T梁在起吊的过程中保持水平；架桥机运梁时应严密监视是否同步，否则应及时采取措施。

⑶ 落梁：架梁前即放出每个支承垫石的横向、纵向中心线及梁端横向、纵向中心线，安好临时支座，当梁运至横向、纵向中心线与支承垫石横向、纵向中心线重合后落梁。

⑷ 临时支座设置与安装

本工程T梁均为先简后连续T梁，T梁安装时均需安放在临时支座上，待墩顶连续张拉，压浆强度达到设计强度后，拆除临时支座，使连续T梁支承在永久支座上，临时支座采用砂筒，砂筒如图5所示。

梁板橡胶支座A盖梁墩身钢板梁板砂筒梁板砂筒支座垫石盖梁墩身钢管混凝土钢管沥青封缝掏砂口A大样图钢管备注:细干砂钢底板1、砂筒钢板壁厚不低于10mm。2、砂筒内砂子必须为细干砂。2、砂筒上钢管外径比下钢管内径小5mm左右。 图5 临时支座(砂筒)施工示意图

⑸ 安装要求及稳定安全措施

本桥横向共设10片T梁，按由左到右依次为1#～10#，安装时全幅进行。由于考虑到架桥机横移的稳定性及盖梁悬臂的受力，进行边梁安装时必须先将边梁临时安装在次边梁位置上，再利用架桥面外单桁架重新吊起边梁，外移至边梁位置。又由于边梁要进行两次吊装，孤立在盖梁边缘，而梁本身重心不在支座中心上，稳定性较差，所以次边

梁和边梁同时加固安装定位。在半幅上先安装1#、10#外边梁（或5#，6#内边梁），再安装2#、3#、4#中梁和7#、8#、9#中梁。

① 边梁和次边梁的安装：

边梁和次边梁的安装是整跨安装的重点和难点。一跨安装时，首先起吊次边梁，临时安放在第三榀梁的位置，待梁体落到临时支座上稳定后，用锤球吊线检测T梁两端头竖向是否垂直（垂直度≤1.2%）。如果不垂直，T梁须再次起吊，直到垂直为止，加固次边梁。然后拆除吊带，起吊边梁，临时安放在次边梁的位置，待边梁两端头和垂直度符合要求后，临时加固边梁与次边梁。

架桥机桁架运行至边梁顶，用Φ43钢丝绳替换边梁钢吊带，套索设置吊点，经检查无误，将油缸上行至索具受力后，再除去边梁临时固定，架桥机单桁架顶撑油缸受力起吊。吊起边梁向外行至已安好的临时支座卸荷块上方，经检查梁体中心线与支座中心重合后，梁体下落就位，加固边梁。

然后天车起吊次边梁，横移到次边梁位置后定位次边梁，加固次边梁。最后拆除吊带和索具。要特别注意的是，在次边梁未横移到位时，边梁的索具不能拆掉，因为此时边梁处于孤立状态，而T梁重心又不在支座中心上，同时，次边梁横移安装时，还有可能对该边梁存在碰撞及扰动，存在许多不稳定因素。因此，按照以上安装边梁与次边梁的方法，就能有效解决边梁难以加固的问题。

② 中梁安装：中梁安装需在边梁和次边梁安装好后进行，安装要求和加固同次边梁临时安装一样，这里不再详述。

③ T梁顶标高控制：在T梁安装但未加固时，用水准仪测试T梁顶标高，如果因砂筒沉降而偏低，可以在砂筒顶垫钢板，钢板厚度由顶标高控制。

④ 架桥机过跨

待一跨安装好后，架桥机向前推进，以便安装下一跨。

后支架前移：先垫好后支腿下垫木，用水平尺超平，使后支腿压在垫木上，后横轨离开桥面（其高度能保证后台车及其横轨一次前移20m）。开动后电葫芦前行，当后摇滚台车行至距主导梁前端27m时停止。将后摇滚台车落于桥面且落实。

主导梁前移：确认摇滚架上与导梁无挂联，同时启动前后摇滚和导梁上两纵移台车，使导梁前移（当辅支腿到达前桥台时停止），纵移台车后移（两纵移台车移至尾部停止）。

桥机转角：架桥面转角原理是靠调整导梁下弦与前摇滚上两平滚的间隙来实现的。因此，架桥面转角时，开动后横移台车向右幅横移，直至前摇滚上导梁下弦与两平滚无

间隙时停止。将中支腿顶出，使前部横轨离开枕木。调整前摇滚架与导梁纵向垂直，再顶出前支架至前部横轨落实于枕木上。这时桥面恢复转角前的状态。如果转角满足不了架桥要求，可再重复以上动作，直至桥机摆正为止。桥面转角是曲线桥安装的重点。

前后支架前移就位：顶出中支腿，使前台车及横轨离开桥台。然后前支架整体前移，直至前台车行至前桥台落梁一边上方时止。辅支腿缩回至前台车枕木能够落实于桥台上。注意，前支架固定时要与前桥台平行。然后顶出中后支腿，至后支架便于前移为止。开动后电葫芦前行至距前支架52m时止。将中后支腿缩回，后台车落实于桥面上。此时后支架固定与前支架平行。

主导梁前移就位：同时启动前后摇滚，使导梁前移。当主导梁前端距其后的前支架中心1m左右时停止。然后将前后摇滚架与导梁索紧。

架桥机过跨后检查各部件运转情况。一切正常后，即可试吊梁，准备安装下一跨。

四、结束语

由于本桥在标段内属于重点工程，经过四个多月的艰苦施工，40米T梁的预制及安装顺利完成,完工验收时，受到了各级领导的好评。本文通过对T梁预制及安装工序，总结了T梁施工从预制台座做法、模板加工、预应力施工和梁板安装的成功经验。尤其是对大跨径梁板的浇注及安装具有借鉴的意义。

参 考 文 献：

1、公路桥涵施工技术规范JTJ041—2000[S]． 北京：人民交通出版社，2000 2、公路工程质量检验评定标准JTJ071-2003[S]． 北京：人民交通出版社，2003 3、桥涵施工控制技术[M]． 北京：人民交通出版社，2001 4、公路施工手册——桥涵分册[M]． 北京：人民交通出版 社，2003

表1 主要分项工程的施工工艺框图

后张法预应力T梁施工工艺框图 预制底板 施工准备 场地平整、换填夯实 安装模板 模板制作 制作混凝土试件 测定混凝土强度 达到设计强度 钢筋制作 绑扎底板及腹板钢筋 固定波纹管、穿钢绞线 绑扎其它钢筋 钢绞线加工 孔道压浆 张拉设备校验 混凝土搅拌、输送 灌注混凝土 混凝土养生 张拉钢绞线、锚固 养护 起吊移梁、架梁

表3 主要分项工程的施工工艺框图

后张法预应力T梁安装施工工艺框图 报交拟用安装方案 监理工程师批准 组拼导梁 导梁就位铺 轨 架设固定吊机 运装吊机 运送预制件 预制件起吊 预制件纵运 横 移 导梁移下一跨台 检查校正 安装经工程师认可 安装支座 落梁就位 连接桥面板钢筋 混凝土浇筑准备 浇注连续接头混凝土 张拉顶板负弯矩预应力钢束 准备压浆材料及机具 孔道压浆 连接顶板钢束 张拉预留槽口处钢筋 混凝土浇筑准备 浇注槽口混凝土 护栏、桥面铺装 留取混凝土试件 留取混凝土试件 压混凝土试件 制作水泥浆试件 混凝土浇筑准备 预埋负弯矩预应力管道并穿束 浇注横向湿接缝及行车道板混凝土 连接墩顶连续接头段钢筋 留取混凝土试件

表3 主要分项工程的施工工艺框图

后张法预应力T梁安装施工工艺框图 报交拟用安装方案 监理工程师批准 组拼导梁 导梁就位铺 轨 架设固定吊机 运装吊机 运送预制件 预制件起吊 预制件纵运 横 移 导梁移下一跨台 检查校正 安装经工程师认可 安装支座 落梁就位 连接桥面板钢筋 混凝土浇筑准备 浇注连续接头混凝土 张拉顶板负弯矩预应力钢束 准备压浆材料及机具 孔道压浆 连接顶板钢束 张拉预留槽口处钢筋 混凝土浇筑准备 浇注槽口混凝土 护栏、桥面铺装 留取混凝土试件 留取混凝土试件 压混凝土试件 制作水泥浆试件 混凝土浇筑准备 预埋负弯矩预应力管道并穿束 浇注横向湿接缝及行车道板混凝土 连接墩顶连续接头段钢筋 留取混凝土试件

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