任家沟2号大桥
T梁负弯矩施工工艺
编 制：
审 核：
中铁八局集团保宜高速任家沟2大桥T梁负弯矩施工工艺
T梁负弯矩施工工艺
杨德斌
一、 前言
先简支后连续桥梁是由预应力T梁与墩顶现浇连续段共同组成。是一种兼顾简支梁和连续梁的优点的桥型。而在桥梁先简支后连续桥梁施工过程中，负弯矩的张拉施工工序成为了施工的关键工序，负弯矩张拉与T梁预制张拉的区别在于，每片梁的张拉和压浆均处于移动状态，张拉及压浆操作较为困难，施工质量控制较为困难。通过任家沟2号大桥负弯矩施工实践，不断修正施工方法，调整施工工艺，最终形成了一套本操作较为简单，消耗劳动力及成本较少，负弯矩张拉及压浆质量能够完全得到保证的施工工艺。 二、 编制依据
1、保宜高速公路第10合同段设计图纸。 2、《公路工程桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011 3、《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004 4、《公路桥涵施工技术规范》实施手册JTG/T F50-2011 5、《预应力混凝土用金属波纹管》JG227-2007 6 、现场调查资料。 三、 负弯矩施工工艺流程图
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T梁预制负弯矩模板安装 （设计）模板打磨、刷脱模剂 合格 T梁预制负弯钢筋加工及安装 、波纹管定位、安装 张拉设备及注浆校检 锚具夹片、钢绞线检验 操作台设计、制作 、测试 合格 合格 安全合格 T梁预制砼浇筑、拆模、养护 T梁架设（支座安装） 波纹管、锚垫板注浆孔清孔，穿钢绞线 合格 固结墩或连续墩、横隔板施 工 锚具及夹片安装 张拉前施工准备 浆液配合比、原材料检验准负弯矩预应力张拉 备 注浆设备检验和测试 切割钢绞线、封锚 合格 负弯矩预应力管道注浆 浆液稠度等指标检测 负弯矩封端
浇筑桥面湿接缝 中铁八局集团保宜高速任家沟2大桥T梁负弯矩施工工艺
四、 各工序施工工艺
1、 模板设计、打磨、安装、刷脱模剂
1) 在T梁的预制前需要根据设计图纸设计负弯矩处的模板，模板采用定型钢模板，钢模板必须满足T梁预制的刚度及强度要求要求。模板的设计必须特别考虑几个因素，首先必须考虑负弯矩砼脱模是否容易以否，其次必须考虑锚端封锚的难易程度，以及由于T梁横坡的变化影响负弯矩处砼厚度的问题。由于负弯矩必须考虑以上因素，模板以下设计改进:
A、 负弯矩处模板单独作为一级模板，模板的翼板做成可轻微调整角
度的活动模板，以满足T量横坡的变化。（见图1）
B、 负弯矩封锚端采用凹陷梯形的模板形式，其目的是为了以后在张
拉完毕后封端较为方便，同时避免了由于封端预留钢筋外露而脱模困难的问题，封端只封锚垫板处的凹陷处，其余均与梁体整体浇筑保证负弯矩的封端质量。（见图2）
图.1负弯矩处模板 图2负弯矩端模 2) 在T梁模板关模之前用带钢丝刷的打磨机将模板表面打磨干净，用砂轮将模板表面的焊接部分打磨平整，特别是负弯矩封端处的焊接部位
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毛刺必须打磨干净，表面不能有锈迹，油漆等杂物污染。脱模剂采用柴机油脱模剂，机油和柴油的比例为3:7。在刷脱模剂的过程中，模板表面脱模剂均匀，不能出现有流动的脱模剂。刷完脱模剂的模板必须覆盖，以免阳光照射或雨水冲刷，导致模板产生锈迹。 2、 T梁预制负弯矩钢筋加工安装、波纹管定位与安装
1) 负弯矩钢筋必须先用表面净洁、无损伤，使用前必须将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净，带有颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用。按照设计图给定的结构尺寸进行加工，受力钢筋顺长度方向加工的全长允许误差为±10mm，弯起钢筋各部分尺寸允许误差±20mm。注意每个负弯矩钢筋数量满足设计要求。
为了安装的规范性和钢筋骨架结构尺寸满足设计要求，钢筋的主骨架在钢筋加工场安装，安装时将钢筋的箍筋与底部直筋采用502焊条点焊牢固，在安装中注意箍筋方向变化，在顶板位置时箍筋保持与梁顶面垂直，在下图示（图.3）位置箍筋方向转变为与锚端平行。负弯矩钢筋骨架见图.4
箍筋渐变 点
图.3负弯矩处钢筋图 图.4负弯矩钢实物筋图
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2) 在T梁肋板钢筋安装完毕之后，先进行自检，自检合格后报监理工程师检查，监理工程师在《工序交接单》上签字认可肋板钢筋安装合格后方可进行T梁模板的安装。模板安装完毕经项目部质检工程师及监理工程师检查合格并在《工序交接单》签认后方可进行T梁负弯矩及顶板钢筋的安装。安装时首先安装负弯矩已安装完毕半成品钢筋骨架及顶板钢筋的底层钢筋。然后根据设计给定的墩顶现浇连续段负弯矩钢束及定位钢筋布置图焊接定位钢筋，定位筋的安装在直线部分间距为1米，在曲线部分间距为0.5米。在穿Φ55mm波纹管之前必须检查波纹管内外表有无锈蚀、油污、附着物、孔洞和不规则褶皱，咬口无开裂、脱扣，内径允许偏差不得超过±0.5mm，及各种实验指标检测合格后方可使用。波纹管安装完毕后，需要对波纹管的安装坐标的准确性进行检查，梁长度方向允许误差不得大于±30mm，高度方向不得大于±10mm，定位钢筋间距不得大于±10mm。波纹管坐标检合格后方可安装T梁顶板面层钢筋。
3、 T梁预应力混凝土浇筑、拆模、养护及T梁安装
1) 在T梁预应力混凝土的浇筑前，必须对砼的出厂坍落度、入模坍落度、入模温度，气温进行检测。因为坍落度过大将使得浇筑后的T梁表面出现分层纹路，严重的会出现砼冷缝；坍落度过小过小，会导致砼出现离析，使得梁表面气泡较为严重，梁端、横隔板预埋钢筋处漏浆较为严重。在浇筑砼的过程中，砼的浇筑顺序为:由下至上水平分层，由梁的一端向另一端浇筑，当浇筑到距离另一端梁端5米左右再从另一端梁端反向浇筑，在距离另一端梁端5米处合龙。
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T梁负弯矩在砼浇筑前必须将锚垫板上的出浆孔、锚垫板和模板之间的缝隙采用泡沫胶封闭密实，以免浆液漏入波纹管及锚垫板出浆孔内。负弯矩处砼的捣固采用插入式捣固棒进行捣固，捣固移动间距不得大于捣固器作用半径的1.5倍，捣固时必须快插入砼，当砼表面泛浆之后，气泡冒出较少时方可缓慢拔出捣固棒。浇筑顺序为，T梁顶板从一端向另一端浇筑，当浇筑到负弯矩位置时，停止顶板浇筑，从负弯矩锚端砼较厚处开始，分层向顶底板方向浇筑，然后顶板砼继续向前浇筑。
当混凝土强度达到2.5PMa以上时，方可拆除模板，拆除时间过早会导致T梁负弯矩处齿板边缘损坏。拆模时T梁横隔板下必须用钢管垫住，防止翼缘板开裂。拆模顺序：先拆端模，然后松开底部楔子、扣铁、拆U形螺栓、泄水管固定件和上部拉杆，后拆侧模；拆模过程中，禁用大锤敲击模板或用撬棍插入梁模间拆开模板。
砼浇注后，应及时养护，养护冬季采用覆盖蒸汽养护，夏季采用喷淋覆盖养护,养生时间不少于14天。拆模后，侧面应采用土工布包裹洒水保湿养生，同时封住预应力孔道口，防止堵塞。T梁在运输过程中必须支撑防止T梁倾斜，发生安全事故。T梁的架设过程中不得损坏负弯矩齿板砼。
4、 固结墩或连续墩、横隔板施工
在负弯矩张拉之前需要对固结墩或连续墩、及横隔板进行施工。在施工中需要注意一下几个问题：
1) 在固结墩或连续墩钢筋的安装过程中，注意在穿N4钢筋（Φ25）前必
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须穿负弯矩波纹管（如图.5），设计负弯矩预制梁内的波纹管直径为55mm，固结墩(连续墩)处连接波纹管采用直径50mm连接，在连接内管上涂上泡沫胶，然后迅速插入预制梁的波纹管内，已保证连接头处封闭密实，波纹管插入深度为10-15cm。波纹管安装完毕之后方可安装N4钢筋（Φ25）。
图.5固结（连续）墩钢筋图 图.6 波纹管连接图 2) 由于负弯矩波纹管的设计在固结（连续）墩出为最高点，在负弯矩钢绞线张拉完毕后注浆的过程，最容易导致固结（连续）墩顶波纹管内不饱满，影响工程质量。因此在固结墩顶波纹管需要设置出气孔。出
气孔采用塑料管，塑料管直径为20mm，塑料管必须有一定的
图.7固结（连续）墩出气孔
50mm波纹管 N4筋 钢中铁八局集团保宜高速任家沟2大桥T梁负弯矩施工工艺
1、 施工准备情况 1、施工材料
①预应力钢筋采用φ215.2高强度低松弛钢绞线，抗拉强度标准值fpk=1860MPa，钢绞线出厂时附有质量证明书，并在每卷上挂有标牌，进场时进行检查：
a、外观检查，其表面不得有裂纹、机械损伤、油渍等。
b、力学性能试验，从每批钢绞线中任抽取5%卷（不少于3卷）的钢绞线，各取一个试样进行拉伸试验，取用合格品。
c、钢绞线进场存放时应防止雨淋，钢绞线原包装都有防潮措施，如包装损坏而裸露，则应用塑料布盖好。
②预应力锚具出厂时附有质量证明书，使用前应进行外观及尺寸检查，并抽取进行硬度试验。使用过程中应检查夹片有无裂纹及齿形有无异样，不合格品不得使用。锚具应存放于干燥房间的包装箱内。
③金属波纹管进场时，应进行外观检查，表面无油污、无孔洞及无折皱，咬口无开裂、无脱扣等才算合格；本项目采用金属波纹管，内径为5.5cm，波
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纹管要核实内径后，方可进场。
2、机械准备情况
（1）油泵采用ZB4-500型4台，千斤顶采用YCW100B型4个. （2）BJB-3灌浆泵1台，NPX100灰浆搅拌机1台。
（3）其它设备：大砂轮切割机1台，小砂轮切割机2台，11KW电焊机2台等。
（4）准备相关手工工具2套。
张拉设备应定期进行标定，一个千斤顶只允许对应一个压力表，不允许随意使用压力表，而且压力表必须定期进行标定，当出现以下情况之一必须标定：
① 修理千斤顶积油泵之后； ② 改变千斤顶积油泵的组合时；
③ 计算值与实测值两者相差悬殊时（大于+6%）；
④ 长期中断作业，重新开始张拉时（使用半年或张拉200片梁体）； （5）预应力张拉前先对张拉机具进行标定和配套检验，确定张拉力与压力表之间关系曲线，使用时根据曲线确定油压表的读数。 五、 施工方案 1、施工工艺流程 2、下料
（1） 用型钢做成框架把成卷的钢绞线夹紧，找出钢绞线的内圈线头，把线
头抽出，人工在前面拉，开始放钢绞线；
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（2） 用50米长的钢尺量好下料长度，用粉笔做记号； （3） 用砂轮切割机切断；
（4）钢绞线下料场地应干净，并防止沾染污泥、油脂等，下料长度误差控
制在±10cm。
（5）下好料的钢绞线按筋束位置编好束，以防钢绞线打绞，如不能立即穿
束，则需用防水雨布盖好。
（6）下料长度=钢束设计长度+2倍张拉端操作长度+下料误差；
3、布管
（1） 配好每号管道的波纹管接头管数量；
（2） 用直径大3mm同型的波纹管作接头管，用封箱胶纸密封接头处，因为
要浇注墩顶现浇连续段，所以密封十
分重要，以防止在浇注现浇连续段时发生渗漏。 4、穿束
负弯矩孔道狭小，穿束困难。穿束工作在墩顶纵接头混凝土浇筑前进行，将钢绞线端头位置合拢，并用胶带纸缠紧，以利于穿束通过，通过后检查钢绞线是否有交叉现象，并理顺，防止张拉时因钢绞线交叉造成应力集中。
因为负弯矩张拉槽位于T梁翼板下方，在浇注纵向现浇湿接缝时在负弯矩张拉口处预留一段长度为1.85米的空隙不进行混凝土浇筑，在穿束时将翼板钢筋掰开，用安全吊篮悬挂在翼板钢筋之上，施工操作人员站在安全吊篮上，施工操作人员要佩戴安全帽和安全带，安全带的安全扣要扣在翼板钢筋上。
5、安装锚垫板及夹片
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当墩顶混凝土强度及龄期达到设计规定要求后，开始准备张拉工作，安装锚垫板及夹片，将工作锚垫板自钢绞线端部套在钢绞线上并推至喇叭管处，对中至口固定，
安装完锚垫板后应保证钢绞线外露50cm工作长度；夹片安装，先用胶圈把每付夹片箍在一起，然后沿钢绞线将其推入锚板的锥孔中，用手推不动为止，再用钢管捣实。
6、安装限位板、千斤顶、工具锚垫板、夹片 ，在此过程中应注意同轴对中。
7、负弯矩钢绞线张拉
在T梁预制施工时在张拉槽口前25cm距离地方，预留一个直径为7cm圆孔，主要为了在负弯矩张拉时，安装吊装千斤顶的吊绳。张拉时，千斤顶悬挂在吊绳上，进行负弯矩张拉操作。钢绞线采用两端对称张拉，预应力施加顺序：
0 → 10%δk → 20%δk → 100%δk(持荷2min) → 卸荷 （1） 千斤顶回油完毕，拆卸工具锚，换束重新安装锚具、设备。 （2） 做好张拉记录,张拉完毕后，严禁碰撞锚具和钢绞线。
（3） 灌浆前用手提砂轮切割机将工作锚外多余的钢绞线切除，钢绞线外露量应不小于30mm。再用水泥浆封裹锚头。
8、预应力钢绞线平均张拉力计算 N1束
①、计算式：Pp= P(1－e-(kx+θμ)/(kx+θμ) ； ②、Pp：预应力钢绞线平均张拉力（N）；
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③、P：193900N（预应力钢绞线张拉端的张拉力）； ④、x：13.645m（从张拉端至计算截面的孔道长度）； ⑤、k：0.0015（孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数）； ⑥、μ：0.25（预应力束与孔道摩擦系数）； ⑦、θ=0.07935×2×2=0.3174rad;
⑧、kx+θμ=0.0015×13.645+0.25×0.3174=0.100； ⑨、Pp=193900×（1- e-0.1）/0.1=184520.246 9、预应力束延伸量计算 ①、计算式：△L=PpL/ApEp；
②、Pp：预应力钢绞线平均张拉力（184520N）； ③、Ep：1.937×105N/mm2（预应力钢绞线弹性模量）； ④、L：13645mm（预应力束的长度）； ⑤、Ap：139mm2（预应力束的截面）； ⑥、△L=93.513mm；
设计单端延伸量：47.6mm，计算单端延伸量：46.75mm； ⑦、10%N：4MPa; 20%N：8.4MPa; 100%N：43.6MPa；
最大43.6 MPa，MPa转换公式（即标准公式）：y=0.2386x-0.3956，x（压力机读数KN）。
11、孔道压浆
孔道压浆宜采用水泥浆，水泥浆强度不低于50Mpa，水泥浆的技术要求如下：水灰比宜为0.4～0.45，，水泥浆的泌水率最大不超过3﹪，拌合后3h的泌水率控制在2﹪，水泥浆的稠度宜控制在14～18s之间。
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压浆前，应对孔道清洁处理。波纹管道必要时应冲洗以清除有害材料对孔道内可能发生的油污等，可采用对预应力筋和管道无腐蚀作用的中性洗涤剂或皂液，用水稀释后进行冲洗。冲洗后，应使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出。并观察有无串孔，如有串孔几孔应同时压浆。 水泥浆拌制至入孔道的延续时间，视气温情况而定，一般在30～45min范围内。水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌。对于因延迟使用所导致流动度降低的水泥浆，不得通过加水来增加其流动度。
压浆顺序宜先压注下层孔道。压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断，压浆采用活塞式压浆泵，压浆的最大压力为0.5～0.7Mpa；压浆应达到另端饱满和出浆，出浆的稠度应与规定稠度相同的水泥浆为止；为保证管道注满水泥浆，关闭出浆口后，应保持不小于0.5Mpa的一个稳定期，这个稳定期不宜小于2min。水泥浆凝固10分钟后，方可拆除止浆嘴。
压浆过程中及压浆后48h内，结构物温度不得低于5℃，当气温高于35℃，压浆工作应在夜间进行。压浆后应及时检查压浆的密实度，如有不密实及时处理和纠正；压浆时，每一工作班取不小于3组试件，标准养护28d，检查其抗压强度，作为评定水泥浆质量的依据。
12、封锚
1孔道压浆后应立即将水泥浆冲洗干净，同时清除支承垫板、锚具及端面砼○
的污垢。封锚在压浆后进行。
2封锚砼应仔细操作并认真插捣，务使锚具处的砼密实。 ○
3封锚防锈处理：在钢绞线的两端用环氧砂浆封闭，不使水分渗入。 ○
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五、质量管理
1、质量要求 （1）
钢绞线下料时，严禁采用电弧切割，在钢绞线附近电焊时，不得使
钢绞线受热影响； （2）
波汶管壁如有破裂，应及时用粘胶带封裹，其搭接宽度不小于规范
要求。如破损严重，应立即更换。电焊时严禁焊液集中落在波纹管上； （3） （4） （5） （6） （7）
波纹管控制点的安装，垂直方向与水平方向误差应控制在±10mm； 预埋件应垂直于波纹管孔道中心线； 预应力筋的张拉伸长值偏差控制在±6%； 锚固时夹片外口齐平，钢绞线内缩值≤5mm；
孔道压浆用水泥浆的水灰比应严格控制在0.4～0.45,灌浆时流出浓
浆后方可封闭，灌浆压力一般在0.5~0.7Mpa,孔道灌浆应达到饱满密实； （8）张拉时应避免断丝或滑丝，当出现断丝时每根钢绞线不得大于1丝且每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的1%。
（9）砼浇筑时，预应力管道要有专人守护。具体检验标准见下 2、分工职责
（1） 现场负责人 ：现场全面负责，组织人员、机具配合施工；
（2） 技术主管 ：技术总负责，检查施工质量，负责整理提交施工验收资料； （3） 质量检查员 ：对检查项目进行检查，做好记录； 3、质量意见单
各级检查人员在施工过程中或质量检查中，如发现有关质量问题需要改进，应填写质量意见单，以书面形式提交项目负责人及时处理。项目负责人
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将处理结果填写在该单上，送交技术负责人审核经监理认可后方可有效。 起、安全管理文明施工 4、安全措施
（1） 预应力筋下料时应防止钢绞线弹出或砂轮片飞出伤人。
（2） 要检验千斤顶、油压表是否已标定，如果没有进行技术标定是绝对不能进行施工的。
（3） 检查油压表是否有效，如果油压表控制效果不好，也是不能进行张拉施工。
（4） 检验锚具是否合格，或者缺齿、烂边这种现象也是不能进行张拉。 （5） 在张拉过程中，为安全起见，预制梁（板）张拉的两端头，一定要用较坚实的钢板和其它挡板挡住，以免锚头，锚锁打滑而伤人或物，千万注意张拉前方不能站人。
（6） 预应力施工工人进入工地应戴安全帽；高空作业应有稳固的平台，必须系安全带。
（7） 张拉完毕的钢绞线束，张拉端锚具夹片严禁敲打。 （8） 压浆人员必须戴防护眼镜，以免灰浆喷出时射伤眼睛。
（9） 张拉成功以后，必须及时注浆，注浆要有一定的压力，把整个孔道注满水泥浆，使钢绞线有全负荷的效果，不能的话，钢绞线的应力就受到影响。5、安全管理
（1） 新工人入场时，应按公司的施工安全文件进行安全教育。 （2） 开工前或有关技术交底时，都应进行安全交底。
（3） 班组中推选出一名日常安全员，负责日常安全检查并采取预防措施。
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（4） 项目负责人随时抽查施工安全情况，建立奖罚制。 6、文明施工
（1） 工序后必须把工作垃圾清理干净； （2） 工地现场严禁打架行为发生； （3） 对其它工种作业的成果不能破坏； （4） 禁止穿拖鞋、背心上班； （5） 服从指挥，服从管理。
六、张拉过程中易出现的问题及控制措施 1、容易出现问题的原因分析及控制措施
预应力钢绞线束张拉时，为达到设计的预期有效应力值，要求采用张拉力控制、伸长值校核的双控措施，当实际张拉力达到设计张拉力时，实际伸长值的偏差应在－６％～＋６％范围内，且每束钢绞线滑丝或断丝数控制为１丝、每一截面的滑丝或断丝率不得大于该截面总钢丝数的１％。在钢绞线长束张拉与锚固时，由于各种原因，容易出现的问题主要有：个别钢绞线滑丝、断丝；随着钢绞线束长度的不断增加，实际伸长值偏差呈现由正值向负值变化的趋势，束长越大，负偏差值也越大，甚至超过了－６％的允许负偏差。
2、滑丝的原因及处理
钢绞线滑丝的原因较多，究其原因一般有：钢绞线黏附有油污、泥砂或灰浆；钢绞线碰到了电焊火花或者作电焊机导线用，致使其力学性能改变，锚具夹片受热后失锚；夹片与锚板的锚孔之间有灰尘或其他夹杂物；喇叭管内有毛刺或混凝土残渣；限位板的限位槽深度大；喇叭管末端与波纹管存在
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折角，两者连接不顺直；锚板、夹片硬度不足不匀产生变形；卸荷回油过快过猛。滑丝一般在锚固时或锚固后２０ ｍｉｎ内发生，有时在张拉过程中或张拉结束后半天至一天内发生。张拉完成后应及时从钢绞线上标示的醒目标记或锚固前后的钢绞线外露长度，判断钢绞线是否出现了滑丝，如发现整体滑丝，应更换工具锚夹片或限位板，再对钢绞线束进行补张拉，如果回缩量 比较大，很可能工作锚夹片的性能不合要求或受到了损伤，需对钢束作退锚处理，查明原因后装上新的工作锚夹片再重新张拉。如有个别钢绞线发生了滑丝，则采用单根张拉千斤顶进行补张拉，或退锚处理后装上新的工作锚夹片重新张拉到位。 3、断丝的原因及处理
钢绞线断丝的发生，一般原因有：钢绞线材质不均匀或严重锈蚀；钢绞线碰到了电焊火花或者作电焊机导线用，其力学性能发生变化；锚孔附近钢绞线交叉严重；锚具偏离锚垫板止口，钢绞线偏中，或喇叭管末端与波纹管 存在较大的折角，致使个别钢丝应力集中；夹片硬度与钢绞线不匹配；张拉机具未按规定校验，或油压表失灵，造成拉力过大。
断丝发生后，常用的处理方法：一是提高其他钢绞线的控制张拉力作为补偿；但需注意任何情况下最大张拉应力不得超过钢绞线极限抗拉强度标准值的0.8倍。二是换束，即对断丝钢束卸荷、退锚、换束，重新张拉至设计应力值。
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