预制Ｔ梁混凝土外观质量控制技术

预制Ｔ梁混凝土外观质量控制技术

梁娅

湖南路桥建设集团有限责任公司 湖南长沙 410004

摘要：影响桥梁外观质量的影响因素相对较多，如原材料、配合比、模板、钢筋、浇筑、养护、预应力张拉以及运输等。为确保T梁外观质量达标，对桥预制混凝土T梁施工外观质量控制技术展开分析，研究表明，在预制混凝土T梁施工中，为确保外观质量达标，要对混凝土的配合比加以优化，并做好模板的设计与安装工作，浇筑混凝土的过程中加强振捣，采取有效的技术措施养护混凝土，避免裂缝的产生。

关键词：桥梁工程；预制T梁；外观质量；控制技术

１ 预制Ｔ梁混凝土外观质量缺陷

对于合格的预制Ｔ梁，其混凝土表面应光滑、颜色均匀、无明显接缝；无漏浆、蜂窝麻面、水波纹等缺陷，无小气泡，梁翼缘边缘线应平直、顺滑。目前存在的外观质量缺陷及其诱因如表１所示。

表１ 预制Ｔ梁混凝土外观质量缺陷及主要诱因

2 预制混凝土T梁施工外观质量控制技术

2.1 优化混凝土配合比

2.1.1 选择原材料

本文研究的预制T梁混凝土强度等级为C55，为高强度混凝土，制备时水泥用量比较大，水化热反应随之加剧，升温时间过于集中，容易引起早期开裂。为避免此问题的发生，要对原材料严格选取。

（1）在选取原材料的过程中，应遵循以下原则：以水化热低、收缩量小的水泥作为首选，由此能够减少水化热，达到降低温升的目的，防止温缩裂缝的产生；选取优质的骨料，以强度高、粒径大、级配好的作为首选，减少因干缩产生的质量缺陷。对骨料中各类物质含量加以控制，如有机质、硫化物等，增强混凝土的强度，依据现行规范标准的规定要求，砂、石的含泥量应不超过1%；掺入适量的外加剂，如减水剂、缓凝剂等，以此来增强混凝土的和易性，掺加粉煤灰，提高混凝土的泵送性能，减少水泥用量，降低水化热。

（2）水泥选用P.O52.5普硅低碱水泥；粉煤灰为Ⅱ级；粗集料为5.0～25mm的级配碎石，含泥量低于0.35，细集料为质地坚硬、级配良好的中砂，含泥量在0.8%以内；外加剂为高效减水剂；拌和水为当地的饮用水。

2.1.2 配合比优化

相关研究结果表明，在引起预制梁初期裂缝的因素中，原材料和配合比是关键，当所有原材料均为优选时，配合比成为裂缝的决定性因素。为此，优化混凝土配合比显得尤为必要。通过混凝土性能试验，总结出如下规律：制备混凝土时，粉煤灰的掺入量较大时，水胶比会随之降低，此时混凝土的抗压强度会得到显著提升。单独掺入粉煤灰和矿粉，或是两种材料一并掺入，都能起到降低水化热的效果。试验结果显示，在双掺的情况下，增加粉煤灰的比重，可以增大水化热的减小程度。基于上述规律，可对预制梁混凝土配合比做出优化，具体方法如下：

（1）配制混凝土时，掺入粉煤灰和矿粉，水泥用量为380～400kg/m3，水胶比为0.35，砂率为40%。

（2）优化后的混凝土配合比为水泥390kg/m3，粉煤灰为58kg/m3，矿粉为39kg/m3，粗细骨料分别为1076kg/m3和718kg/m3，拌和水为163kg/m3，外加剂为6.1kg/m3，砂率为40%，混凝土的坍落度为180～220mm。

（3）预制梁施工过程中，按照气候及配筋情况，确定高坍落度、低浆液量的原则，经优化后的混凝土坍落度为180～220mm，每小时的坍落度损失约为10～20mm。弹性模量及回弹强度的实测结果均与现行规范及设计要求相符。通过对浆液量的控制，使混凝土温缩裂缝随之减少。

2.2 模板工程

混凝土的优良外观在很大程度上取决于模板的质量，由此使得模板的设计与施工，对预制T梁的外观质量控制具有重要作用。

2.2.1 模板设计原则

（1）用于预制T梁施工的模板要有足够的强度、刚度和稳定性，可以抵抗施工及养护时的外力作用，不会发生扭曲变形或错位的情况。模板设计计算的过程中，要充分考虑以下荷载：模板的自重、混凝土浇筑时产生的重力、振捣时的荷载、新浇筑混凝土对侧模的压力、倾倒混凝土时的水平荷载等。

（2）模板的面材应满足表面光洁度的要求，光洁度不达标的模板，会对混凝土的外观质量造成影响。设计时，要严格按梁体钢筋的位置、间距开槽，以免浆液渗漏；用断面尺寸较大的型钢作为压杠，间距控制在2.5m左右，不宜过大，以免导致混凝土起拱变形；模板高程允许偏差应满足现行规范要求，即±10mm，尺寸允许偏差为±5.0mm；模板的构造应尽可能简单，便于装拆及固定。

2.2.2 模板的主要参数

（1）预制T梁模板的面板，采用6.0mm厚钢板制作加工，横肋为槽钢，规格14#，间距设定为30cm。面板的竖肋设内外两层，以10#槽钢作为斜撑和横撑，通过焊接的方式连接成骨肋，纵向间距为1.0m。

（2）内外侧竖肋的上下端分段设通长槽钢，规格为10#，横隔板底模做成能够单独拆卸且可以活动的型式，为方便与侧模连接，在两边开设螺栓孔。需要注意的是，张拉施工完毕后，要及时将横隔板底模拆除。

2.2.3 模板现场装拆

（1）加工好的模板运至现场后试拼装，检验合格后方可正式投入使用。在对模板安装前，要按照试拼装的次序，将肋板模板编号。安装模板时，应对底座加以打磨，在两侧贴止浆条，依据编号顺序，将侧模靠在底座两侧，下沿包裹台座5.0cm，支腿用木楔支垫，通过拉螺栓固定。吊装钢筋笼前，应将预埋钢板置于调节装置上。

（2）安装堵头模板时，可在环形筋与肋板模板加劲竖肋相互交叉的位置处开槽，需要注意的是，要将槽开在竖肋上，以确保翼板环形筋间距的均匀性与准确性，定期检验模板的平整度，如果存在异常情况，则应采取相应的措施加以处理，安装模板前，要打磨干净并涂抹脱模剂，检查接缝处，看是否严密，避免漏浆。

（3）当浇筑的混凝土强度达到设计要求后，便可拆除非承重模板。松开固定螺栓，拆下梳形模板，拆除横隔板端模，用木楔支垫横隔板底模，避免受力导致开裂。松开模板上、下拉杆，将支腿下垫的木楔拆除，借助龙门吊，辅以人工的方式，拆除肋板模板。拆除过程中，要避免模板倾覆导致其他T梁受损，不得以蛮力强拆，尤其是拐角处，要小心拆除，以确保外观质量。

2.3 钢筋与波纹管安装

2.3.1 钢筋制作

（1）预制T梁施工中所需的钢筋在钢筋厂加工并分类存放，以便绑扎时能够快速、准确取出，提升钢筋绑扎的作业效率。钢筋骨架在胎架上制作，以整体吊装的方式放置在台座上。

（2）为确保钢筋绑扎质量，开发一款限位装置，该装置能够确保立筋的间距与垂直度，保证纵筋的间距及水平度，缩短T梁的预制工期。

2.3.2 波纹管安装

（1）在安装波纹管过程中，为确保质量，应用BIM技术开展碰撞检查工作，用定位筋固定钢筋半成品，并在其上加焊两侧端点，波纹管的定位误差应满足现行规范标准的规定要求，即±10mm；对波纹管接头加以检查，看有无松动的迹象，避免漏浆造成堵塞。

（2）绑扎钢筋节点时，按工程齿板的强度要求，绑扎横纵向交叉点处的钢筋，随后将齿板钢筋框架移走、拆除。

（3）在胎具上绑扎顶板钢筋，利用吊架将该桁架运至顶板钢筋绑扎处，随后用钢丝绳扣将顶板钢筋网与桁架连接到一起，通过桁架悬吊到指定的位置后，与腹板钢筋连接。

2.4 混凝土浇筑与养护

因T梁的浇筑方量相对较大，使得振捣难度增加，若是控制不好，则可能出现质量缺陷，如蜂窝、麻面等，由此会对外观质量造成影响，所以要严格控制混凝土浇筑施工。具体方法如下：

（1）浇筑混凝土前，用压杠结合马凳将钢筋笼压紧，以防止钢筋笼上浮、移位的情况发生。按配筋情况竖向分层，浇筑顺序为先马蹄、后腹板、最后顶板，确定的分层高度应对混凝土排气有利，从而减少空洞。纵向分段以3.0m一段为宜，从一端逐步向另一端推进，当接近端头后，应从反方向投料，以此减少梁端蜂窝、不密实等现象的产生，确保外观质量达标。

（2）混凝土收缩变形时若是受到的约束存在差异，则会导致梁体出现裂缝，影响外观质量，对此，可在下层混凝土初凝前完成上层混凝土的浇筑，避免两层的黏结力不一致。采用插入式与附着式振捣器联合的方法，对预制T梁混凝土振捣密实，除梁体下部用附着式振捣器外，其余部位均采用插入式振捣器。将附着式振捣器安装在侧模上，呈梅花状上下分布，振捣时间控制在30～35s。为防止即将硬化的混凝土表面出现外观质量缺陷，在浇筑上部时，尽可能不启动附着式振捣器。

（3）预制T梁养护过程中，温湿度的变化易引起裂缝。受日间阳光照射和夜晚温差等因素的影响，混凝土的体积会发生胀缩，进而产生温度应力。如果温度应力超过抗拉强度，便会在混凝土形成裂缝。因此，预制T梁拆模后，要及时采取洒水的方法养护，在养护期间，要确保梁体表面始终处于湿润状态。

（4）在预制T梁养护中，采取智能喷淋工艺，当整片梁浇筑后，以铺设土工布的方法养护，并在未拆模前对顶板洒水养生。拆模后用养生棚配合智能喷雾的方法养护，快速提高混凝土的强度。由专人负责洒水，确保梁体始终处于湿润状态。在预制台座间布设排水沟，并将蓄水沉淀池设置在场外，混凝土拆模后，对T梁侧喷淋养护，时间不少于7d。

（5）不同的季节应采取不同的养护措施，具体如下：白天的最高气温在15℃以下时，在中午喷水，每隔90min左右喷一次；当最低气温高于15℃时，喷水间隔时间为3d，每60min喷一次。冬季时，采用蒸汽养生，在蒸汽棚内配置温度计，确保温度始终在18～22℃，湿度控制在95%以上。

（6）混凝土养护期间，要对如下事项加以注意：喷淋头采用转动的方式喷淋，要对准翼板与肋板交界的部位，确保喷水养护到位；安排专人负责顶板养护，使顶板土工布始终保持湿润，土工布要遮盖严密，避免温度变化引起开裂。当混凝土表面温度与室外温度相差20℃以上时，要采取相应的措施加以处理；养护过程中，要对预制T梁侧面的养护加以注意，避免水分蒸发速度过快，安排专人定时检查养护状态，确保温湿度在可控范围内。预制T梁虽然体量较大，水化热相对较高，容易引起混凝土早期开裂，所以要结合实际，预测并分析梁体温度，据此采取有效的措施，控制混凝土水化热。

2.5 预应力工程

2.5.1 控制预拱度

为防止上拱值比设计值小，可采取如下措施解决处理：要保证预应力张拉质量，制作现场养护试块，以试块的强度作为控制能否张拉的重要依据；纵向预应力钢束张拉采用两端对称、均匀张拉；为减少人为因素对张拉质量的影响，要严格按规范要求的张拉工序执行。

2.5.2 锚下预应力

预应力张拉是预制T梁的重要工序，也是确保混凝土结构质量的关键。通过智能张拉，可以保证预应力的有效施加，而实际工程中，为检测锚下预应力，则可以采取反拉法，借助智能的配套设施，准确测得锚下有效的预应力。检测结果显示，预制T梁的锚下混凝土应力在材料允许限值内，混凝土结构完好并未出现开裂的现象。

2.6 运梁质保措施

2.6.1 吊装

当T梁预制完毕后，用龙门吊将其吊装就位，随后运输至相应位置安装。常规的吊装方法需要用到钢丝绳，操作不当容易造成混凝土损伤，不但会影响梁的外观质量，而且还会造成强度下降。所以要采取简单且实用的装置，避免吊装阶段混凝土的损伤。根据施工需要，开发一款吊装护角装置，该装置由腹板护角、翼缘板护角及橡胶垫组成，其中腹板护角为U形卡槽，翼缘板护角为哑铃型卡槽，橡胶垫镶嵌于护角内部，边缘处均预留5.0cm，防止装置的棱角损坏混凝土。

2.6.2 运输

预制好的T梁在运输前，先存放于护架上，护架由底托板和支撑杆等部分组成，T梁以钢筋为着力点，在两侧设螺栓，与支撑杆连接。底托板的主要作用是连接支撑杆和固定T梁。通过护架的应用，使预制T梁运输中的倾倒问题得到解决，确保了T梁的外观质量。

3 结束语

预制混凝土T梁施工是一项较为系统的工作，其中涵盖的内容较多，一旦某个环节出现问题，都可能影响T梁的外观质量。为此，要采取合理可行的技术措施，对预制T梁的外观质量加以控制，从而提升于桥梁工程的整体质量。

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