预制梁施工工艺及病害分析处理
2015-06-03
目前，预制梁在在城市快速路、高架桥等市政工程中运用很广。预制梁较现浇梁有造价低、节省资源、施工难度低，操作方便，节省工期等优点。在这里主要对后张拉预应力箱梁、T梁、I梁进行讲述。
一、概述
预制梁的施工，预制场总体规划特别重要，对预制场合理的布置、规划有利于节省资源、生产高效。反之，则会造成高投入，低产出，资源不能充分利用，工人施工不便，更甚至于导致安全事故，延误工期等。预制场的规划要考虑总工程量，工期要求，日生产能力，梁吊装条件等。
主要原则：
选址要考虑是否利于梁运输吊装；场地面积是否满足日生产量，材料堆场，工人生活区，半成品加工区、存梁等的需要。地基承载能力的确定，对于预应力后张法施工的预制场，地基承载力太弱的需加固处治后方可使用。
匹配：底模数量、施工用龙门吊、吊梁用龙门吊、模板数量、施工机械、施工场地面积的匹配。管理人员、技术人员及施工人员的匹配。
布置：底模纵、横间距是否利于装、拆模板(就远原则)；施工区与生活区的布置；施工区与半成吕加工区的布置(就近原则)；施工用龙门吊与移梁用龙门吊的布置(宜错开不同轨互不干扰)；存梁区的布置(易于移梁和吊装)；钢材的布置(靠近半成品加工区)；办公室的布置(不宜离施工区太远)；场坪及排水的布置(涉及文明施工和安全生产)。
二、施工工艺
1、底模
底模主要有三种：木地模（较少使用，这里不做介绍）、砼底模和中间为砼两端为木模的底模形式。地膜面按设计提供的数值设置反拱度，反拱值按二次抛物线计算取值。
（1）砼底模
平整场地，做场坪排水沟，根据地基承载力和张拉时两端受力情况，在底模两端施工扩大基础，然后制作砼台座，在台座砼上预留地脚拉杆孔和吊装孔，砼台座边线用槽钢或角钢做护脚，为了使梁底面光结，有些单位还在底模上铺钢板或将台座面做成水磨石面。
（2）半砼半木底模
因为后张拉梁在张拉时易将底模两端压沉，从而改变底模预设拱度，这种台座的方法是在每条梁移走后通过重新安装两端木模来使底模符合设计要求，通常只要在两端3m安装木模即可。
2、模板
现在木模己较少使用，一般在梁施工数量极少时才允许使用。钢模通常在专业模板加工厂制作，模板的制作除尺寸符合设计外，需保证模板的刚度，因重复使用几十上百次，平时使用时发现变形脱焊的应立即加固整修，另应检查大面积平整度、坡度。模板的拼装应易于操作加固。为防止浇砼时漏浆，应在底模两侧和模板接缝粘贴止浆胶带或海绵。
为方便脱模，对底模可使用喷灯上蜡，脱模剂和机油等方法，钢模可采用脱模剂和涂机油，通常机油掺柴油稀释。
3、钢筋及钢束
波纹管坐标应符合设计并总体平顺，且应固定，防止浇砼过程中上、下、左、右移位。螺旋筋应紧靠锚锭板尾，应将锚锭板的灌浆孔塞上海绵、布条等，防止砼进入灌浆孔。对于大跨径T梁波纹接头应满足规范6d的要求，防止穿束时过大的冲击力将波纹管接头冲散。对于一孔多束和管道过长的，要求先穿钢束，然后检查管道定位合格后，方可封模板。锚锭板面应和钢束轴线垂直。预制梁的箍筋应开口全部朝上。
注意伸缩缝钢筋、连续缝钢筋(或钢板)、泄水孔、防撞栏钢筋、吊装孔(或吊环钢筋)的预埋，对于T梁设干接缝的，连接钢板的表面可用扎丝绑扎泡沫，拆模后轻敲泡沫就可干净便捷的露出钢板，方便干接缝钢板焊接。
4、砼
（1）箱梁
一次性浇筑，即顶板，腹板的模板、钢筋一次性完成，砼一次性浇筑。底板的模板不是全封闭的，顶板分全封闭和不封闭两种，横隔板不封闭。该种工艺不方便施工，这里不展开。
两次性浇筑，即先浇底板、腹，后浇顶板。钢筋，模板分开两次做。因为浇底、板腹板时没有顶板钢板和模板，腹板内模是开口，故可从内模开口下底板砼。先从一端向另一端浇底板，这样底板砼下料振捣都比较好操作。待底板浇筑完毕后，再倒头从先浇底板一端再水平分层，斜向分段浇腹板砼。因为这时底板砼己基本初凝，故底板砼不用压顶。待底腹板砼达到拆模强度后，拆除内模，再支顶板底模，绑顶板钢板，浇顶板砼；但要在顶板上预留上人孔，以利于人钻入腹内拆顶板底模，最后处理人孔采用吊模。
（2）T梁和I梁
模板每节为整块，包括马蹄，梁肋和腹板。砼采用一次性水平分层，斜向分段浇筑，可先浇梁肋，再浇顶板，也可梁肋、顶板每段一起浇，再逐段推进。梁高小于2米的可不用附着式振动器，梁高大于2米的应在侧模安装附着式振动器，梁高大于2米的一般为预应力砼梁；故附着式振捣器的位置可根据波纹管的坐标走向来定，间距2米，两侧错开1米，有必要时在马蹄部位也可安装一排。
5、预应力张拉
千斤顶、油表必须校验。根据设计出据的张拉力、管道长度、预应力束截面积，根据实验室提供的钢束弹性橫量平均值，根据现场施工条件在规范范围内，选取千斤顶摩擦系数和管道摩阻系数，正确计算钢束理论伸长值。
对于梁起拱值较小的箱梁(3cm以下)一般采用两端对称张拉，采用10%--100%施工程序即可。伸长值采用(100%-10%)÷9×10，计算实际伸长值与理论伸长值校验，在理论伸长值±6%范围为合格。
对于梁起拱值较大(3㎝以上)，建议采用10%--50%--倒顶--50%--100%施工程序。横向仅一股钢束的可采用上述方法。
对于横向有两股以上钢束的薄腹梁、较高的T梁、I梁，为防止梁体向一侧倾覆或出现水平位移(即梁横向弯曲)，应一束先拉至50%，退顶，然后拉对称一束至50%，然后将该束拉至100%。退顶后再将先拉至50%的一束拉至100%，伸长值按［(100%-50%)+(50%-10%)］÷9×10公式计算实际伸长值，与理论伸长值校核，误差超过±6%的应停止张拉分析原因。
6、孔道压浆
压浆先应计算水泥用量，过浆筛筛目不宜大于2毫米，稠度按设计配合比，稠度太高压浆困难，甚至爆管，太稀则泌水率过高，孔道不密实。注浆后，待管道另一端注浆孔有浓浆溢出方可关闭该端阀门，然后持压2分钟，这时可看到钢束缝有清水溢出，压力表读数应在0.5-1.0MPa。
7、封头
压将完毕，切除多余钢绞线头，留出锚锭板外3-5㎝，然后绑孔锚头钢筋，封头的模板定位要准，特别是斜交梁和非标准长梁，可通过拉对角线长检查模板定位是否准确，同时应通过封头模板来校正梁长。
三．病害分析及处治
1、底模
（1） 一般情况下后张拉预应力底模受压力影响易发生底模沉降情况，在做后张拉预应力梁的底模前应先考虑地基基础受力问题，受力区通常按两端2~3米范围计算两端承重量，每端受力可按梁自重的一半计算，然后通过实验获取地基每平方承受力，通过这两个数据来确定扩大基础的尺寸。
（2） 若为软土地基，通过做扩大基础不能解决问题的，则需在两端通打木桩或粉喷桩或碎石桩等基础加固处理措施来解决。
（3） 对己处治过的地基若仍发生极小的沉降，可通过在沉降范围局部加砂浆调整标高来恢复预设拱度。
（4） 沉降不均匀的可整体加厚10cm砼来处治（不仅是两端沉降或受压变形严重的）。
2、张拉拱度偏小或偏大
当梁为负拱时，梁受力效果不好，梁底易开裂，当梁拱度太大占用桥面铺装厚度。
产生上述情况，主要原因有以下几点：
张拉力可能偏小或偏大
砼实际弹模与设计相差太大
张拉时砼强度是否达到设计的龄期及强度
孔道定位是否准确是否平顺
底模是否沉降
处理的方法
检查张拉机具是否工作正常，张拉技术交底是否正确，实际伸长值是否符合要求。
按设计正确定位波纹管坐标。
按设计龄期和砼强度作为是否可以张拉的标准，可按同条件试块强度来控制。
改变砼的弹模,砼弹模大则砼变形小，导致起拱值小，可将粗骨料粒径变小。
校正底模沉降，或适当调整预设反拱值。
3、伸长值
预应力张拉通常采用张拉力与伸长值双控来检验张拉是否合格，张拉力符合设计要求但伸长值不符合要求，张拉的环节也是有问题的。
理论伸长值计算是否有误，主要有钢束的弹性横量，管道长度，孔道摩擦系数和千斤顶摩阻系数K的取值，一定要根据现场实际性况和同条件规范中的界定值。
实际伸长值的计算
实际伸长值应减去千斤顶长度段钢束的伸长值，大跨度梁有倒顶二次张拉的，第二次拉至上一次控制力时千斤顶的伸长值应减去，两端夹片的顶进值应加上。
波纹管堵孔
通常孔道若只有一处堵孔且堵孔长度较短，伸长值差异较小，若有多处堵孔，则伸长值差异则很大，例5米则会有3厘米差异。
是否个别钢束不受力或受力不均，钢束不可缠绕。
4、 波纹管堵孔
孔道堵孔后，张拉伸长值不合要求，注浆不通，处理方法：
封模前先检查管道接头是否严密，管道有无破损，先保证管道严密方可封模。
个别少许漏浆导致的堵孔，可在张拉过程中绷掉，不影响伸长量和注浆。
若只有一个地方堵孔，张拉时未发现且伸长值符合要求，该堵孔处可不处理，只需通过两端伸长值反算堵孔位置，在堵孔左、右各开一个通浆孔，将浆灌满即可。
若伸长值偏差不符合要求，则通过伸长值反算堵孔位置，用单根钢绞线探测位置、孔道灌水、冲击钟钻孔等方法来测定堵孔位置，然后清除堵孔物质，然后重新张拉，补缺、灌浆。
