預制梁施工工藝及病害分析處理
2015-06-03
目前，預制梁在在城市快速路、高架橋等市政工程中運用很廣。預制梁較現(xiàn)澆梁有造價低、節(jié)省資源、施工難度低，操作方便，節(jié)省工期等優(yōu)點。在這里主要對后張拉預應力箱梁、T梁、I梁進行講述。
一、概述
預制梁的施工，預制場總體規(guī)劃特別重要，對預制場合理的布置、規(guī)劃有利于節(jié)省資源、生產(chǎn)高效。反之，則會造成高投入，低產(chǎn)出，資源不能充分利用，工人施工不便，更甚至于導致安全事故，延誤工期等。預制場的規(guī)劃要考慮總工程量，工期要求，日生產(chǎn)能力，梁吊裝條件等。
主要原則：
選址要考慮是否利于梁運輸?shù)跹b；場地面積是否滿足日生產(chǎn)量，材料堆場，工人生活區(qū)，半成品加工區(qū)、存梁等的需要。地基承載能力的確定，對于預應力后張法施工的預制場，地基承載力太弱的需加固處治后方可使用。
匹配：底模數(shù)量、施工用龍門吊、吊梁用龍門吊、模板數(shù)量、施工機械、施工場地面積的匹配。管理人員、技術(shù)人員及施工人員的匹配。
布置：底模縱、橫間距是否利于裝、拆模板(就遠原則)；施工區(qū)與生活區(qū)的布置；施工區(qū)與半成呂加工區(qū)的布置(就近原則)；施工用龍門吊與移梁用龍門吊的布置(宜錯開不同軌互不干擾)；存梁區(qū)的布置(易于移梁和吊裝)；鋼材的布置(靠近半成品加工區(qū))；辦公室的布置(不宜離施工區(qū)太遠)；場坪及排水的布置(涉及文明施工和安全生產(chǎn))。
二、施工工藝
1、底模
底模主要有三種：木地模（較少使用，這里不做介紹）、砼底模和中間為砼兩端為木模的底模形式。地膜面按設(shè)計提供的數(shù)值設(shè)置反拱度，反拱值按二次拋物線計算取值。
（1）砼底模
平整場地，做場坪排水溝，根據(jù)地基承載力和張拉時兩端受力情況，在底模兩端施工擴大基礎(chǔ)，然后制作砼臺座，在臺座砼上預留地腳拉桿孔和吊裝孔，砼臺座邊線用槽鋼或角鋼做護腳，為了使梁底面光結(jié)，有些單位還在底模上鋪鋼板或?qū)⑴_座面做成水磨石面。
?。?）半砼半木底模
因為后張拉梁在張拉時易將底模兩端壓沉，從而改變底模預設(shè)拱度，這種臺座的方法是在每條梁移走后通過重新安裝兩端木模來使底模符合設(shè)計要求，通常只要在兩端3m安裝木模即可。
2、模板
現(xiàn)在木模己較少使用，一般在梁施工數(shù)量極少時才允許使用。鋼模通常在專業(yè)模板加工廠制作，模板的制作除尺寸符合設(shè)計外，需保證模板的剛度，因重復使用幾十上百次，平時使用時發(fā)現(xiàn)變形脫焊的應立即加固整修，另應檢查大面積平整度、坡度。模板的拼裝應易于操作加固。為防止?jié)岔艜r漏漿，應在底模兩側(cè)和模板接縫粘貼止?jié){膠帶或海綿。
為方便脫模，對底模可使用噴燈上蠟，脫模劑和機油等方法，鋼?？刹捎妹撃┖屯繖C油，通常機油摻柴油稀釋。
3、鋼筋及鋼束
波紋管坐標應符合設(shè)計并總體平順，且應固定，防止?jié)岔胚^程中上、下、左、右移位。螺旋筋應緊靠錨錠板尾，應將錨錠板的灌漿孔塞上海綿、布條等，防止砼進入灌漿孔。對于大跨徑T梁波紋接頭應滿足規(guī)范6d的要求，防止穿束時過大的沖擊力將波紋管接頭沖散。對于一孔多束和管道過長的，要求先穿鋼束，然后檢查管道定位合格后，方可封模板。錨錠板面應和鋼束軸線垂直。預制梁的箍筋應開口全部朝上。
注意伸縮縫鋼筋、連續(xù)縫鋼筋(或鋼板)、泄水孔、防撞欄鋼筋、吊裝孔(或吊環(huán)鋼筋)的預埋，對于T梁設(shè)干接縫的，連接鋼板的表面可用扎絲綁扎泡沫，拆模后輕敲泡沫就可干凈便捷的露出鋼板，方便干接縫鋼板焊接。
4、砼
?。?）箱梁
一次性澆筑，即頂板，腹板的模板、鋼筋一次性完成，砼一次性澆筑。底板的模板不是全封閉的，頂板分全封閉和不封閉兩種，橫隔板不封閉。該種工藝不方便施工，這里不展開。
兩次性澆筑，即先澆底板、腹，后澆頂板。鋼筋，模板分開兩次做。因為澆底、板腹板時沒有頂板鋼板和模板，腹板內(nèi)模是開口，故可從內(nèi)模開口下底板砼。先從一端向另一端澆底板，這樣底板砼下料振搗都比較好操作。待底板澆筑完畢后，再倒頭從先澆底板一端再水平分層，斜向分段澆腹板砼。因為這時底板砼己基本初凝，故底板砼不用壓頂。待底腹板砼達到拆模強度后，拆除內(nèi)模，再支頂板底模，綁頂板鋼板，澆頂板砼；但要在頂板上預留上人孔，以利于人鉆入腹內(nèi)拆頂板底模，最后處理人孔采用吊模。
?。?）T梁和I梁
模板每節(jié)為整塊，包括馬蹄，梁肋和腹板。砼采用一次性水平分層，斜向分段澆筑，可先澆梁肋，再澆頂板，也可梁肋、頂板每段一起澆，再逐段推進。梁高小于2米的可不用附著式振動器，梁高大于2米的應在側(cè)模安裝附著式振動器，梁高大于2米的一般為預應力砼梁；故附著式振搗器的位置可根據(jù)波紋管的坐標走向來定，間距2米，兩側(cè)錯開1米，有必要時在馬蹄部位也可安裝一排。
5、預應力張拉
千斤頂、油表必須校驗。根據(jù)設(shè)計出據(jù)的張拉力、管道長度、預應力束截面積，根據(jù)實驗室提供的鋼束彈性橫量平均值，根據(jù)現(xiàn)場施工條件在規(guī)范范圍內(nèi)，選取千斤頂摩擦系數(shù)和管道摩阻系數(shù)，正確計算鋼束理論伸長值。
對于梁起拱值較小的箱梁(3cm以下)一般采用兩端對稱張拉，采用10%--100%施工程序即可。伸長值采用(100%-10%)÷9×10，計算實際伸長值與理論伸長值校驗，在理論伸長值±6%范圍為合格。
對于梁起拱值較大(3㎝以上)，建議采用10%--50%--倒頂--50%--100%施工程序。橫向僅一股鋼束的可采用上述方法。
對于橫向有兩股以上鋼束的薄腹梁、較高的T梁、I梁，為防止梁體向一側(cè)傾覆或出現(xiàn)水平位移(即梁橫向彎曲)，應一束先拉至50%，退頂，然后拉對稱一束至50%，然后將該束拉至100%。退頂后再將先拉至50%的一束拉至100%，伸長值按［(100%-50%)+(50%-10%)］÷9×10公式計算實際伸長值，與理論伸長值校核，誤差超過±6%的應停止張拉分析原因。
6、孔道壓漿
壓漿先應計算水泥用量，過漿篩篩目不宜大于2毫米，稠度按設(shè)計配合比，稠度太高壓漿困難，甚至爆管，太稀則泌水率過高，孔道不密實。注漿后，待管道另一端注漿孔有濃漿溢出方可關(guān)閉該端閥門，然后持壓2分鐘，這時可看到鋼束縫有清水溢出，壓力表讀數(shù)應在0.5-1.0MPa。
7、封頭
壓將完畢，切除多余鋼絞線頭，留出錨錠板外3-5㎝，然后綁孔錨頭鋼筋，封頭的模板定位要準，特別是斜交梁和非標準長梁，可通過拉對角線長檢查模板定位是否準確，同時應通過封頭模板來校正梁長。
三．病害分析及處治
1、底模
（1） 一般情況下后張拉預應力底模受壓力影響易發(fā)生底模沉降情況，在做后張拉預應力梁的底模前應先考慮地基基礎(chǔ)受力問題，受力區(qū)通常按兩端2~3米范圍計算兩端承重量，每端受力可按梁自重的一半計算，然后通過實驗獲取地基每平方承受力，通過這兩個數(shù)據(jù)來確定擴大基礎(chǔ)的尺寸。
?。?） 若為軟土地基，通過做擴大基礎(chǔ)不能解決問題的，則需在兩端通打木樁或粉噴樁或碎石樁等基礎(chǔ)加固處理措施來解決。
（3） 對己處治過的地基若仍發(fā)生極小的沉降，可通過在沉降范圍局部加砂漿調(diào)整標高來恢復預設(shè)拱度。
?。?） 沉降不均勻的可整體加厚10cm砼來處治（不僅是兩端沉降或受壓變形嚴重的）。
2、張拉拱度偏小或偏大
當梁為負拱時，梁受力效果不好，梁底易開裂，當梁拱度太大占用橋面鋪裝厚度。
產(chǎn)生上述情況，主要原因有以下幾點：
張拉力可能偏小或偏大
砼實際彈模與設(shè)計相差太大
張拉時砼強度是否達到設(shè)計的齡期及強度
孔道定位是否準確是否平順
底模是否沉降
處理的方法
檢查張拉機具是否工作正常，張拉技術(shù)交底是否正確，實際伸長值是否符合要求。
按設(shè)計正確定位波紋管坐標。
按設(shè)計齡期和砼強度作為是否可以張拉的標準，可按同條件試塊強度來控制。
改變砼的彈模,砼彈模大則砼變形小，導致起拱值小，可將粗骨料粒徑變小。
校正底模沉降，或適當調(diào)整預設(shè)反拱值。
3、伸長值
預應力張拉通常采用張拉力與伸長值雙控來檢驗張拉是否合格，張拉力符合設(shè)計要求但伸長值不符合要求，張拉的環(huán)節(jié)也是有問題的。
理論伸長值計算是否有誤，主要有鋼束的彈性橫量，管道長度，孔道摩擦系數(shù)和千斤頂摩阻系數(shù)K的取值，一定要根據(jù)現(xiàn)場實際性況和同條件規(guī)范中的界定值。
實際伸長值的計算
實際伸長值應減去千斤頂長度段鋼束的伸長值，大跨度梁有倒頂二次張拉的，第二次拉至上一次控制力時千斤頂?shù)纳扉L值應減去，兩端夾片的頂進值應加上。
波紋管堵孔
通常孔道若只有一處堵孔且堵孔長度較短，伸長值差異較小，若有多處堵孔，則伸長值差異則很大，例5米則會有3厘米差異。
是否個別鋼束不受力或受力不均，鋼束不可纏繞。
4、 波紋管堵孔
孔道堵孔后，張拉伸長值不合要求，注漿不通，處理方法：
封模前先檢查管道接頭是否嚴密，管道有無破損，先保證管道嚴密方可封模。
個別少許漏漿導致的堵孔，可在張拉過程中繃掉，不影響伸長量和注漿。
若只有一個地方堵孔，張拉時未發(fā)現(xiàn)且伸長值符合要求，該堵孔處可不處理，只需通過兩端伸長值反算堵孔位置，在堵孔左、右各開一個通漿孔，將漿灌滿即可。
若伸長值偏差不符合要求，則通過伸長值反算堵孔位置，用單根鋼絞線探測位置、孔道灌水、沖擊鐘鉆孔等方法來測定堵孔位置，然后清除堵孔物質(zhì)，然后重新張拉，補缺、灌漿。
