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摘要：為有效避免因澆筑振搗不當導致預制T梁混凝土出現內部缺陷及表觀質量等問題，文章依托云南某高速公路預制混凝土T梁質量提升專項行動，對混凝土澆筑過程中各布料工藝的優缺點進行對比分析，并對振搗工藝中的關鍵質量控制措施進行梳理。結果表明：縱向單隔板分段水平分層布料工藝因兼具斜向和整體分層布料的優點，在綜合考慮澆筑質量及工效的基礎上，推薦其在預制混凝土T梁澆筑中使用；為保證梁體兩側模板附著式振搗器的有效振搗，振搗器應分兩排呈等腰三角形交錯布設，其縱向及垂直間距建議值分別為140cm~150cm和50cm~60cm；在梁體澆筑過程中，附著式振搗器應做到有序開啟，振搗適中，嚴禁出現空振、早振、欠振及過振。研究可為制備高品質預制混凝土T梁提供參考。
關鍵詞：橋梁工程；預制T梁；澆筑振搗；單隔板；水平分層；附著式振搗器
1引言
預應力混凝土T梁具有結構剛度大、施工方便等特點，目前在大型公路橋梁建設中得到廣泛應用[1,2]。由于T梁屬于異型構件，梁體中密布的鋼筋、穿越其中的預應力波紋管以及橫隔板與腹板正交相接均會導致混凝土流入阻力增大。另外，馬蹄部與腹板連接處的斜面也不利于振搗過程中混凝土內部氣泡的排出。一旦布料振搗工藝不合理，將極易導致預制混凝土T梁表面出現氣泡、蜂窩、水紋、色差，以及梁端出現“爛邊”和“爛根”等質量通病，從而嚴重影響其美觀及耐久性[3,4]。因此，預制混凝土T梁對混凝土的澆筑振搗工藝提出了較高要求。目前，針對預制混凝土T梁澆筑質量提升方面的研究大多集中在原材料設計、模板選型、養護工藝等方面。肖作銳等[5-7]主要從混凝土配合比方面探討了消除預制混凝土梁表面氣孔的關鍵工藝控制要點；徐東風等[8,9]對當前預制T梁混凝土澆筑過程中脫模劑的涂刷及模板安裝工藝環節中存在的問題進行了總結；鄧娜等[10,11]的研究重點主要為預制T梁裂縫控制關鍵施工工藝。對于預制混凝土T梁這種異型結構，混凝土的澆筑與振搗兩種工藝間需做到相互匹配才能保證所澆筑的混凝土質量滿足性能設計要求，而目前雖然對澆筑和振搗工藝有一些探討，但對其中關鍵工藝參數仍缺乏較為系統的研究。本文依托云南楚姚高速公路預制混凝土T梁質量提升專項行動，從混凝土澆筑振搗工藝中的關鍵環節入手，通過梳理各環節中存在的主要問題，最終提出預制混凝土T梁質量控制關鍵措施。研究結果可為今后制備均勻密實、內優外美的高品質預制混凝土T梁提供參考。
2工程背景
云南楚姚高速公路起于楚雄市東瓜鎮大壩村，止于大姚縣城南曾家灣，全長78.6km，全線共設置橋梁140座（46.3km），其中特大橋6座（8.4km），大橋99座（35.3km），中橋35座（2.6km），全線橋梁占比達到58.9%。橋梁上部結構主要采用30m和40m的預應力混凝土T梁，混凝土設計強度等級為C50。項目建設初期發現，已澆筑的預制混凝土T梁在拆模后普遍出現馬蹄斜面部位存在大量氣泡，翼緣板底混凝土“花臉”嚴重及梁頂面混凝土“松頂”等現象（圖1）。經現場調研發現，造成上述現象的原因主要是施工單位在對混凝土T梁進行澆筑時，對混凝土分層布料、振搗器布設、開啟順序、振搗時間及頻率等關鍵施工工藝未合理掌握。為此，通過開展云南楚姚高速公路預應力混凝土T梁質量提升專項行動，對預制T梁混凝土澆筑振搗質量關鍵控制措施進行梳理總結。
3預制T梁混凝土布料工藝
3.1布料方式
目前，預制T梁混凝土結構形式按照布料工藝普遍劃分為3種，分別為斜向分層、整體式水平分層及縱向單隔板分段水平分層澆筑工藝，布料方式如圖2所示。上述3種布料工藝的優缺點見表1，比較發現，斜向分層布料方式雖工序簡單且速度最快，但由于振搗時重力幾乎不參與密實，振搗效果不佳，且與布料缺乏協調性，因而嚴禁采用斜向分層澆筑工藝。整體式水平分層布料方式可做到布料厚度的準確控制，解決了斜面溜漿和趕料的問題，且方便氣泡排出，同時布料與振搗器間工作協調，控制程序亦簡單明確，是一種較為理想的布料方式，但其布料距離耗時較長，易出現分層或施工冷縫?？v向單隔板分段水平分層布料工藝基本兼具了斜向和整體分層布料的優點，雖工序復雜程度較前兩者有所增加，但對于長度為30m~40m的預制混凝土T梁而言，只要選取合適的布料距離，即可在澆筑質量與工效上達到平衡。因此，在實際施工中推薦采用縱向單隔板分段水平分層布料工藝。在每層布料厚度方面，以30mT梁和40mT梁為例，30mT梁宜分4層澆筑，第1層混凝土布料至馬蹄斜面上口，以利于排氣，層厚約40cm；第2、3層分別布料至接近腹板高度的1/2、2/2，每層平均厚度約60cm，第4層混凝土以頂板厚度控制，厚度約40cm。而對于40mT梁，則宜分5層澆筑，第1層厚度約60cm，第2~4層厚度約55cm，第5層為翼板處厚度約25cm。
3.2布料順序
在進行混凝土布料時，推薦采用龍門吊配合吊罐向前緩慢移動進行，通過調整龍門吊的移動速度和吊罐下料開關的開口大小控制下料速率，確保布料的均勻性及每層布料厚度符合預定要求。對于單隔板分段水平分層澆筑工藝，布料從梁端開始，先澆筑馬蹄部位約1.5個單隔板混凝土長度，再階梯式澆筑腹板部位第1層、第2層及第3層混凝土約1個單隔板長度，當腹板第2層或第3層混凝土的分層坡腳達到馬蹄部位單隔板長度位置后，馬蹄部位再向前澆筑1.5倍單隔板長度，以此類推向梁體的另一端推進，其關鍵控制工藝為：①馬蹄部位始終比腹板部位預先布料0.5個隔板，以保證腹板部位布料時斜面塌料不影響下一隔板馬蹄部位布料的厚度。②T梁橫隔板混凝土應與腹板同時澆筑，布料至橫隔板時，待橫隔板填充飽滿后方可繼續轉移其它部位布料。③待馬蹄部、腹板混凝土澆筑完成后進行頂板澆筑，頂板混凝土采用一次澆筑成型，便于梁頂表面收漿抹平。④當布料逐漸接近另一端時，應改為從另一端反向進行，在距梁端4m~5m處合攏，避免梁端混凝土產生蜂窩等不密實現象。
4預制T梁混凝土振搗工藝
4.1附著式振搗器布設
對于30mT梁或40mT梁，附著式振搗器應選用在模板雙側布置，每側兩排。附著式振搗器應采用偏心高頻附著式振搗器，振搗器參數建議頻率150Hz，振幅0.8mm，功率1.5kW?？紤]到振搗器的有效振搗半徑，第1排附著式振搗器應布設在馬蹄部斜面模板上，水平間距為140cm~150cm，第2排布設在與第1排垂直距離50cm~60cm的腹板模板上，同一排的附著式振搗器的水平間距不應大于140cm~150cm，兩排振搗器交替布置，呈等腰三角形，且梁體兩側模板上的附著式振搗器也要交錯布置，以免振動力互相抵消，振搗器布設位置如圖3所示。實際操作中應先在模板上焊接厚1cm、長30cm、寬30cm的鋼板，再用螺栓將附著式振搗器連接固定于鋼板上。附著式振搗器與側模振動支架要密貼緊固，使混凝土最大限度地吸收振動力。附著式振搗器應采用廠家提供的振搗器底座安裝圖進行固定安裝，以方便快速裝卸，還要防止振搗器在強震時發生松動甚至脫落而影響振動效果，梁體兩側附著式振搗器組需單獨控制。
4.2振搗工序
在進行預制T梁混凝土布料時，每層混凝土布料完畢后，均應開啟第2排附著式振搗器振動5s～8s以輔助下料。隨后，對于馬蹄部位，當第1層（馬蹄部位）布料結束后，應停止第2排（腹板部位）附著式振搗器振動，只開第1排（馬蹄斜面位置）附著式振搗器進行間斷、多次振搗，以利于排氣。振搗工藝參數應根據坍落度確定，通常每次振搗約10s~15s，間隔5s~10s，振搗3次，總共振搗約30s~45s，避免表面過振。當第2層混凝土（腹板部位波紋管以下）布料結束后，開啟第2排附著式振搗器進行間斷、多次振搗，腹板波紋管以下混凝土的振搗以附著式振搗器為主，以振搗棒（建議采用Φ30）為輔；第3層混凝土（腹板波紋管以上）布料結束后，僅單次開啟第2排附著式振搗器輔助下料，振搗則以振搗棒（建議采用Φ50）為主。在梁的負彎矩齒板及梁端、錨下區、橫隔板等鋼筋及波紋管密集處，或混凝土不易填充飽滿處及附著式振搗器安裝不便處，應采用小型振搗棒（建議采用Φ30）仔細振搗。振搗棒難以發揮作用處，可采用插釬人工搗固。對于振搗棒振搗要求，Φ30和Φ50型振搗棒振點間距建議分別為25cm~30cm和35cm~40cm。振搗時應遵守“快插慢拔”的原則，每個振點的振搗時間約25s~30s。第3層混凝土（腹板波紋管以上）采用插入式振搗棒振搗時，嚴禁振搗棒過深插入已振搗好的下層腹板混凝土層中，僅深入下層5cm~10cm即可。在翼板布料澆筑時，應一邊布料，一邊采用振搗棒（建議采用Φ50）振搗，振搗棒至少插入下層混凝土5cm~10cm，直至表面平坦泛漿，不再冒出氣泡為止。同時，可輔助采用平板振動器將混凝土面整平。此外，振搗時還應注意以下事項：①附著式振搗器開啟數量以灌注混凝土長度為準，嚴禁附著式振搗器空振模板。②灌注腹板部位混凝土時，嚴禁開啟馬蹄部位振搗器，以防下部混凝土重新出現氣泡或泌水，或防止即將失去可塑性的馬蹄部位混凝土表面被振出麻面。③振搗過程中，檢查附著式振搗器與側模振動支架密貼緊固情況，防止其脫空或掉落。④當混凝土澆鋪到位時才可進行振搗，切莫早振。⑤振搗時輕敲模板，將附著在側模上的氣泡逸出，達到消除氣泡的效果。
5結語
①對比預制T梁混凝土不同布料工藝優缺點，建議采用縱向單隔板水平分層布料工藝進行混凝土澆筑，布料過程中的關鍵控制工藝為兩端合攏、頂板一次澆筑、腹板與橫隔板同時布料且馬蹄部比腹板部預先布料0.5個隔板。②梁體兩側模板上的附著式振搗器應分兩排呈等腰三角形交錯布設，以免振動力互相抵消，同一排附著式振搗器縱向間距建議為140cm~150cm，兩排附著式振搗器垂直距離為50cm~60cm。③在整個澆筑過程中，應嚴格控制附著式振搗器的開啟順序、振搗時間和振搗頻率，切記振搗器出現空振、早振、欠振及過振。
作者:劉志義 張學權 唐忠林 李雪峰 單位:云南楚姚高速公路有限公司 交通運輸部公路科學研究院橋梁隧道研究中心
