50mT形梁预制及安装施工技术
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摘 要：文章通过分析功山小河2号大桥50mT梁的施工情况和50mT梁的预制安装施工关键技术等内容进行研究，希望研究出来的内容能够给以后的施工带来更多的帮助。
关键词：50mT梁;预制;安装;施工
中图分类号：U445.46 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）06-0144-07
Abstract： This paper studies the construction of 50mT beam and the key technology of prefabrication and installation of 50mT beam of Gongshan Xiaohe No.2 Bridge， so that the content of the study can bring more help to the future construction.
Keywords： 50mT beam; prefabrication; installation; construction
1 工程概况
（1）功山小河2号大桥位于陆水塘村南侧约1000m处，隶属寻甸县功山镇所辖。本桥建址区地面高程介于1940～1978m之间，最低点位于桥址中部，地势陡峭。桥梁孔跨布置为：（（49.64+2×50+49.68）×2）米，全长420米。
（2）设计荷载和技术标准
设计荷载：公路-I; 地震设防：9度：设计基本地震动加速度峰值：0.4g。
桥宽：净11+2×0.5m （单幅） 桥面纵坡：-1.96%
设计车速：80km/h。
（3）上部结构设计（图1）
（4）主梁结构荷载
主梁预应力设计在荷载组合I（汽车+恒载）采用全预应力混泥土，其它荷载组合按部分预应力混泥土A类构件计算，一期恒载按简支静高结构计算。二期恒载与可变荷载或偶然荷载组合，按连续梁体计算。
2 T形梁预制主要技术方案
2.1施工准备工作
（1）由于受地理条件限制，预制场建立在功山小河2号桥头的路基上，建立预制T形梁场地，共设置12个台座。
（2）因为在整个施工进行的时候上部结构会用到强度等级比较高的混凝土，所以在施工之前一定要先检查使用的材料，这样才能及时控制施工质量和施工标准，为了在施工的时候保证全桥颜色的一致性，尽量使用同一个品牌水泥，避免在施工之后出现色差。所以对地方砂石材料和标准试验经过试配后，使用昆明东山52.5级，待扑石料场材料，作为C50级砼的施工原材。
（3）施工人员进场，机械设备进场并调试。
（4）供电：已架设施工用电线路550m，安装500kVA的变压器，作好施工用电准备工作，并预备一台100kVA发电机，以备停电时急用。
（5）对施工技术人员进行技术交底，对各钢束进行坐标计算交底。
2.2 关键技术
2.2.1 T形梁模板设计
在进行T形预制的时候不同边梁的尺寸不同在设计的时候模板也会不同，在T梁模板里面一共有10个分节，在制作的时候伸缩端需要加工一些活动块，这样能够方便调换。
在加工T梁模板的时候要想更好保证T梁的质量和尺寸，需要把这些模板全部焊满，同时还需要保证一定的间距，所有模板在制作的时候都需要非常的笔直，同时还需要保证每个板子都棱角分明。
2.2.2 预制主梁
（1）预制梁要点
a.T梁预制时，应逐一对各片T梁进行编号，以便安装时对号入座，编号应包括孔号和梁号。
b.浇筑预制T梁混凝土前应严格检查相关附属设施的预埋件是否齐全，确定无误后方可浇筑。在施工的时候所有的T梁材料都需要使用钢模板，并且保证每个梁段的断面尺寸和钢束坐标。
c.要想控制施工的质量还需要设置紧密的钢筋网，同时还需要在梁端的附近放置一些混凝土。
d.在施工的时候还需要严格控制腹板的位置，同时在进行施工的时候还需要监督预应力张拉的过程。
e.在T梁横隔板进行施工的时候旧的混凝土要想和新的混凝土有效的结合在一起就需要先对T梁横隔板和梁顶面进行冲洗处理。混凝土施工达到80%以上的时候才能进行拆模处理。
f.为了防止预制T梁上拱过大，预制T梁与现浇湿接缝及桥面铺装混凝土产生过大的收缩差，存梁期不应太长，应控制在≤60天。同时，为防止同跨及相邻跨预制T梁间的高差过大，同一跨的预制T梁存梁期应基本一致，相邻跨的各预制T梁的存梁期亦不宜相差过大。
g.T梁架设安装，必须按对称、均衡的原则准确就位，同一孔5片预制梁龄期差不得大于10天。
h.在施工的时候为了防止架梁出现侧倾的情况，需要先在横隔板间钢筋的焊接和横隔板、翼板中间浇筑一些混凝土。然后在运梁的时候轨道放在梁肋上，不要让铁轨放在同一个梁上。
i.在运送T梁和安装的时候还需要采取相应的措施来防止梁体的倾斜。
j.T梁堆放。在进行T梁堆放的时候需要让梁堆支撑的地方和设计图上的位置保持一致，梁堆最多能够放置两层，并且两层的梁肋轴线保持一致，還需要采取一些措施来防止梁堆倾斜。
（2）预制台座设置
在进行T梁底座设计的时候一共需要周转11次，同时为了保证底膜的平整和牢固需要用水磨石C30混凝土进行压光处理，通过计算能够知道要想保证质量需要让拱度值达到2.5cm。要想保证整个桥面顺利的完成下去，在设计台座的时候还需要按二次抛物线进行设计，这样就能保证施工的预拱度，同时在施工的时候还可以把前3片梁当做一个试验梁，先对试验梁进行观察，如果发现变形就需要进行一定的调整，调整好之后就可以大批量的进行施工。 （3）预应力体系施工
a. 预应力管道质量
在预应力管道使用之前首先要检查是否存在破损情况，如果没有才能进行使用。
在预应力两管道之间连接的地方和管道和喇叭之间的地方要保证密封性。
管道在放置的时候还需要准确的进行定位，同时要注意管道的长度和梁长的方向。
管道在布置的时候需要和锚垫板呈垂直状态。
负弯矩管道在现浇连续段内应采取曲线连接，并注意保持管道的平顺。其具体工艺要点如下：
如图2连续处负弯矩钢束管道中心控制点间距S，当相邻梁体轴线夹角β≤3°时，S≤500mm;当β>3°时，S≤300mm。控制点应根据图纸提供的坐标值进行标记，标记宜采用粉笔或不易褪色的油性记号笔。
敷设预制梁体内的波纹管，应点焊井字型定位钢筋进行定位，确保浇筑混凝土期间波纹管不发生位移。浇筑完成后采取可靠措施临时封堵管口，防止水和其他杂物进入管内堵塞管道。
在T梁腹板混凝土进行浇筑的时候因为梁体会出现一定程度的振动，所以在浇筑之前要先检查负弯矩钢束管道控制点的定位钢筋是否有松动的现象，如果发现松动需要调整好位置之后才能再次进行浇筑。
T梁翼板混凝土浇筑时，尤其要保证预应力锚固点位置沿传力方向2米范围内混凝土的品质和浇筑质量。
T形梁端部波纹管的预留长度，应根据波纹管的连接方式来确定。可选择下列方式之一：
采用专用的具有密封性能的塑料波纹管连接器连接，内设的波纹管在梁端部截断，连接器的长度400mm，预埋于梁体和外露部分的长度各为200mm，见图3。
内置波纹管延伸至湿接头中心线处截断，连接器的长度400mm，见图4。
浇筑墩顶湿接头下层混凝土时，当混凝土下料以及采用插入式振捣器进行振捣时，有可能造成上层波纹管的移动。所以在浇筑混凝土之前要先检查定位钢筋的位置，如果发现松动、偏离，要调整之后才能进行浇筑。
b.管道压浆
在管道压浆的时候需要先观察预应力混凝土的耐久性和压浆饱满、密实等问题，具体要求有：
在压浆之间需要等预应力张拉完成24小时之后才能进行。
在整个压浆的过程中需要有专业的人才和专业的设备。
压浆的浆体是由水泥、水、专用添加剂组合而成。浆体水胶比控制在0.26-0.28之间。同时在标准养护下，浆体7天抗压能力应该在40MPa以上，28天应该在50MPa以上。
在操作真空辅助压浆的时候需要先清除管道里面的水和管道里面的杂物，在关闭通风口的同时开启真空泵进行空气抽空，在稳定负压的条件下关闭阀门和真空泵，然后打开灌浆泵在继续工作，按压2分钟之后在关闭灌浆泵，整个过程完成。
需要注意的是浆体进入灌浆泵之前先要进行筛网过滤处理。
灌浆的时候需要及时的记录好灌浆的孔数和灌浆的位置。
储藏压浆的储浆罐的体积要大于灌注预应力孔道的体积。
c.预应力钢绞线
T形梁预应力分为正弯矩简支端和正弯矩连续端及连续段负弯矩预应力，正弯矩简支端钢束规格： T形梁边梁采用N1：16φs15.2钢束、N2：9φs15.2钢束，中梁采用N1：14φs15.2钢束、N2：9φs15.2钢束。连续段正弯矩T形钢束规格：边跨边梁采用N1：11φs15.2钢束、N2：8φs15.2钢束，中梁采用N1：9φs15.2钢束、N2：8φs15.2钢束;中跨边梁采用N1：7φs15.2钢束、N2：8φs15.2钢束，中梁采用N1：7φs15.2钢束、N2：6φs15.2钢束。连续段负弯矩预应力T形钢束规格：N1：5φs15.2钢束、N2：5φs15.2钢束。
T梁正弯矩预应力采用15-6、15-7、15-8、15-9、15-11、15-14、15-16型锚具，连续段负弯矩预应力采用15-5型锚具。
张拉预应力的计算：
在进行张拉预应力计算的时候要先检查每批钢绞线的强度和截面积等，如果发现不合格的现象要停止使用，同时还需要测量弹性模量和截面积。
引伸量修正公式为：
式中：E′、A′为实测弹性模量和截面积;E、A为计算弹性模量和截面积。Δ为设计理论引伸量。
梁肋正弯矩钢束张拉顺序：
首先一次张拉的控制力左边需要从100%到50%，右边一次张拉的控制力需要从100%到二次张拉控制力的100%。
桥面板负弯矩钢束张拉顺序：
桥面板负弯柜的一次张拉的控制力从100%到100%。
钢束张拉步骤：
初张拉力P0（P0=0.15P）→持荷5分钟→测引伸量δ1→张拉到总吨位P→持荷5分钟→测引伸量δ2→锚固。
在测量引伸量的时候需要先测量钢绞线的伸长值，在测量的时候不要直接测千斤顶油缸的变位，测量引伸量的计算公式为：
当引伸量误差不在 范围时，需要
马上停止张拉，分析出原因，解决完成之后才能繼续进行。
在测量的时候需要注意每股钢绞线的断丝数和滑丝数不能超过1根，同时还不能超过总数的1%，这样才不会让整根钢绞线出现拉断的情况。
d.锚具和垫板
在使用锚具之前需要先仔细的阅读出厂的说明书和锚具的整体外观情况，其次还需要随机检查锚具的强度和硬度，检测合格之后才能进行使用。
在使用垫板之前先检查是否有毛刺情况出现，如果有就需要及时的进行退货处理。
e.预应力
预应力控制： 首先在预应力进行张拉的时候混凝土的强度要达到100%，同时养护龄期要大于14天。其次预应力的张拉要先进行固定，并且找有专业经验的人进行工作，不能其他人进行工作。在施加预应力的时候还需要有完整的记录，同时整个过程进行的时候需要在监督下进行。为了保证主梁预应力钢束张拉的质量，需要以张拉吨位为主同时对两端进行张拉，这样才能把引伸量的误差控制在能够接受的范围内。
在引伸量没有达到要求的时候可以灌一些肥皂水来减少摩擦，还可以把吨位进行一定程度的提高。两种方法都能让引伸量达到要求。最后就是要根据实际情况调整千斤顶限位板的限位尺寸，这样才能不让钢绞线出现刮伤现象。
预应力施工的注意事项：
预应力钢绞线的切割只能使用砂轮切割机，以保证钢绞线的端头不发散。
在张拉进行的时候要想控制预应力可以把延伸梁和张拉力双双进行控制，还需要保持对称，张拉延伸量不能超出设计理论延伸量的6%。
孔道压浆：预应力筋张拉后，孔道压浆应在30小时以内完成。管道压浆要求密实，水泥浆需加入适量的减水膨胀剂（但应控制浆体膨胀率不大于5%），标号不低于40号。
2.2.3 T形梁预制施工工艺流程图（图5）
3 T形梁安装主要技术方案
3.1 人员、机械设备组织
3.1.1 人员
安装由公司桥梁设备处负责， 公司桥梁设备处施工人员拥有多年施工经验，能保证梁板能按质、按期、安全的完成任务。
3.1.2 機械设备
结合本桥的设计特点，我公司投入一台新型DF50/150Ⅲ架桥机和一套自行式轨道运梁平车，其最大吊装能力为150T，最大吊装长度为50米。详见《DF50/150Ⅲ型架桥机》使用说明书。
3.2 架设安装前的准备工作
测量放样：复核垫石标高，放出支座中心线和预制梁就位端头线，并准确安装好支座。
架桥机安装、试运行。
3.3 梁的安装操作程序
3.3.1 架桥机纵向空载前移就位。
3.3.2 铺设运梁轨道
在运输线路上铺设枕木，按照运梁平车的设计轮距铺设轨道，并通过道钉把轨道和枕木锚固起来。确保运梁轨道平直稳固，满足运输要求（图6）。
采用轨距2米宽的自行式运梁平车，轨道直顺地布置在已架设好的两片中梁上，轨道底用3米长、20×20cm的枕木连续铺垫，并用锚钉把轨道固定在枕木上，保证把运梁平车传下的压力均匀分布在已架设好的大梁上，这样就分散了压力，单片梁承受的压力减少了一半（图7）。
3.3.3运（喂）梁
把混凝土运送到架桥机后部主梁的时候可以通过运梁平车来进行帮忙，除此之外还可以用起吊车运和安装梁（图8）。
本桥架设的难点重点在大梁的运输上。运输大梁的主要问题是：当第一跨架设安装好后，架桥机过孔时的配重和以后架设的梁从已安装好的梁上面行走，吨位较大，造成已架设好的大梁承受超负荷压力，是否安全。
3.3.4 T形梁施工荷载内力计算（图9）
（1）施工恒载（均布荷载）
a.跨中弯矩（最大）：
b.剪力：
（2）施工荷载（运梁集中荷载）
a.跨中弯矩（最大）：
b.剪力：
（3）梁各主要点内力合计
最大弯矩（B点）：4125+7988=12113（KN·m）;剪力（B点）：±172（KN）
（A、C点）最大剪力：664±172=±836（KN）
（注：P-运梁平车与梁的引起力的合计：（131/2+3）/2×10=343KN;
q-T梁自重与枕木、钢轨引起的均布荷载：q=（2.4+2.5+131）/49.2=27.62KN.m;
Q-剪力（KN）;
M-弯矩（KN）。
其中：每片梁重131T;PL50钢轨50kg/m;单个平车为3T）
3.3.5 原设计大梁验算荷载计算（图10）
（1）梁自重恒载（均布荷载）
a. 跨中弯矩（最大）：
b. 剪力：
QA===640（KN）;
QC=640×=69（KN）;
QD=-640×=-69（KN）
QB=-=-=-640（KN）;
（2）验算荷载（挂车-100）
a. 跨中弯矩（最大）：
Mmax=Mc=MD=Pa=250×21.45=5363（KN.m）
b. 剪力：
QA-C=P=250（KN）;
QC-D=0（KN）;
QD-B=-P=-250（KN）;
（3）梁各主要点内力合计
最大弯矩（跨中）：7701+5363=13064（KN.m）;
剪力（C点）：+319（KN）
剪力（D点）：-319（KN）
（A、B点）最大剪力：250±640=±890（KN）
3.3.6 保证安全的方法
（1）首先把已架设安装好的大梁相互连接好（把横隔板钢筋全部焊接起来，并将湿接缝砼浇筑完毕达到规范要求），使已架设好的大梁形成一个整体，利于分散运梁时产生的压力。
（2）其次是采用轨距2米宽的自行式运梁平车，轨道直顺地布置在已架设好的两片中梁上，轨道底用3米长、20×20cm的枕木连续铺垫，并用锚钉把轨道固定在枕木上，保证把运梁平车传下的压力均匀分布在已架设好的大梁上，这样就分散了压力，单片梁承受的压力减少了一半。 （3）第三是运梁时必须细致地对受力的大梁进行挠度等变形观测，观察其刚度和强度是否满足要求。确保大梁架设安全顺利进行。
3.4 T形梁安装及就位
3.4.1 安装顺序
当梁运抵或喂到架桥机上时，即进入梁板安装和就位工作。先安装边梁、再安装中梁。当安装就位两片以上时：应及时把横隔板或湿接缝的钢筋焊接起来，使之形成整体。由于T形梁高度较大、头重脚轻，就位后端头两侧应及时采用撑杆顶住，防止大梁倾覆失稳。安装操作程序如下：
在安装边梁的时候需要先进行喂梁处理，然后用车把梁吊起，让边梁纵向运行到前跨位，在保证梁的稳定情况下落下梁，落下的梁到支座的距离应保持在5cm之间。在整机梁进行横移的时候需要在边梁最近的一个地方进行落梁处理，在吊起边梁之后，选择好位置在进行梁落地，最终达到完成边梁落座的目的。
在进行中梁安装的时候需要先进行喂梁处理，之后在吊起梁，把混凝土运到指定的位置上在进行落下梁脱开处理，最终达到完成中梁的目的。
3.4.2 安裝质量控制
首先派专人按照预先放好的梁板就位端头线和支座中心线进行指挥就位;其次是梁板就位后的质量检查，检查支座受压是否均匀。检查梁的竖直度是否满足规范要求，以及伸缩缝预留宽度和梁顶面标高是否符合设计。
3.5 T形梁安装安全保障措施
3.5.1 建立健全安全管理机制：成立以项目经理为组长、项目各科室负责人为成员的安全管理领导小组;以“安全第一，预防为主”，及时做好安全应急预案处理。
3.5.2 进行安全教育：对架桥施工人员进行安全技能、设备性能、操作规程和安全法规等知识培训。保证操作员持证上岗。
3.5.3 进行技术交底：对本桥大梁架设的难点进行技术交底。
3.5.4 保证高空作业安全。第5跨和第8跨下有道路穿过，为保证安全，在安装时应安排专人进行保通和监控，梁安装好后应及时挂设梁下防落安全网，防止架桥机前移过孔或运梁、上部分项工程施工时的物件下落危及行人，保证行车和过往人员的安全。
3.5.5 随时检查钢丝绳是否有损伤，各紧圈螺钉是否松动。钢丝绳断丝超过5%或规定时必须更换，钢丝绳不能有打结，扭挠现象。
3.5.6 随时检查供电线路和电气装置是否可靠，防止漏电、漏气，电缆布置做到规范安全。作业中如遇停电，应切断电源，将提升物降至地面或加垫枕木，把大梁落到实处，确保吊件的安全。
3.5.7 统一信号，统一指挥。指挥人员应规定信号、手势进行联系和指挥。指挥人员应佩戴鲜明的标志和特殊颜色的安全帽，操作员应听从指挥人员的指挥，不得各行其是，施工现场只允许且只能有1名主指挥人员。
3.5.8 由于本桥有+1.96%纵坡，所以架桥机纵移时必须用卷扬机牵引保护，防止溜车。运梁平车行走轮处要有楔铁作保护。
3.5.9 在架桥机进行工作的时候，需要先安装轨道两头的挡块和限位开关，同时随时检查是否正常，在稳定情况下才能继续进行工作。
4 结束语
因为50mT梁的整个施工过程非常的复杂，所以在整个施工进行的时候需要合理选择工艺流程和施工的方法，让整个施工环境都能稳定的进行，只有保证好整个施工环境才能更好的完成施工的任务，这样才能保证整个施工工程的经济效益，施工单位在社会上也能有一个良好的信誉。
通过对功山小河2号桥的施工情况进行分析发现在施工的时候如果形成了一套现场预制大型T形梁的施工和架设技术，就能让施工更好的进行，为以后的施工技术带来更多的帮助。
参考文献：
[1]JTJ041-2000.公路桥梁施工技术规范[S].
[2]交通部第一公路工程总公司《公路施工手册》[M].北京：交通出版社，1999.
[3]JTG D62-2004.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
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