摘要：为有效避免因浇筑振捣不当导致预制T梁混凝土出现内部缺陷及表观质量等问题，文章依托云南某高速公路预制混凝土T梁质量提升专项行动，对混凝土浇筑过程中各布料工艺的优缺点进行对比分析，并对振捣工艺中的关键质量控制措施进行梳理。结果表明：纵向单隔板分段水平分层布料工艺因兼具斜向和整体分层布料的优点，在综合考虑浇筑质量及工效的基础上，推荐其在预制混凝土T梁浇筑中使用；为保证梁体两侧模板附着式振捣器的有效振捣，振捣器应分两排呈等腰三角形交错布设，其纵向及垂直间距建议值分别为140cm~150cm和50cm~60cm；在梁体浇筑过程中，附着式振捣器应做到有序开启，振捣适中，严禁出现空振、早振、欠振及过振。研究可为制备高品质预制混凝土T梁提供参考。
关键词：桥梁工程；预制T梁；浇筑振捣；单隔板；水平分层；附着式振捣器
1引言
预应力混凝土T梁具有结构刚度大、施工方便等特点，目前在大型公路桥梁建设中得到广泛应用[1,2]。由于T梁属于异型构件，梁体中密布的钢筋、穿越其中的预应力波纹管以及横隔板与腹板正交相接均会导致混凝土流入阻力增大。另外，马蹄部与腹板连接处的斜面也不利于振捣过程中混凝土内部气泡的排出。一旦布料振捣工艺不合理，将极易导致预制混凝土T梁表面出现气泡、蜂窝、水纹、色差，以及梁端出现“烂边”和“烂根”等质量通病，从而严重影响其美观及耐久性[3,4]。因此，预制混凝土T梁对混凝土的浇筑振捣工艺提出了较高要求。目前，针对预制混凝土T梁浇筑质量提升方面的研究大多集中在原材料设计、模板选型、养护工艺等方面。肖作锐等[5-7]主要从混凝土配合比方面探讨了消除预制混凝土梁表面气孔的关键工艺控制要点；徐东风等[8,9]对当前预制T梁混凝土浇筑过程中脱模剂的涂刷及模板安装工艺环节中存在的问题进行了总结；邓娜等[10,11]的研究重点主要为预制T梁裂缝控制关键施工工艺。对于预制混凝土T梁这种异型结构，混凝土的浇筑与振捣两种工艺间需做到相互匹配才能保证所浇筑的混凝土质量满足性能设计要求，而目前虽然对浇筑和振捣工艺有一些探讨，但对其中关键工艺参数仍缺乏较为系统的研究。本文依托云南楚姚高速公路预制混凝土T梁质量提升专项行动，从混凝土浇筑振捣工艺中的关键环节入手，通过梳理各环节中存在的主要问题，最终提出预制混凝土T梁质量控制关键措施。研究结果可为今后制备均匀密实、内优外美的高品质预制混凝土T梁提供参考。
2工程背景
云南楚姚高速公路起于楚雄市东瓜镇大坝村，止于大姚县城南曾家湾，全长78.6km，全线共设置桥梁140座（46.3km），其中特大桥6座（8.4km），大桥99座（35.3km），中桥35座（2.6km），全线桥梁占比达到58.9%。桥梁上部结构主要采用30m和40m的预应力混凝土T梁，混凝土设计强度等级为C50。项目建设初期发现，已浇筑的预制混凝土T梁在拆模后普遍出现马蹄斜面部位存在大量气泡，翼缘板底混凝土“花脸”严重及梁顶面混凝土“松顶”等现象（图1）。经现场调研发现，造成上述现象的原因主要是施工单位在对混凝土T梁进行浇筑时，对混凝土分层布料、振捣器布设、开启顺序、振捣时间及频率等关键施工工艺未合理掌握。为此，通过开展云南楚姚高速公路预应力混凝土T梁质量提升专项行动，对预制T梁混凝土浇筑振捣质量关键控制措施进行梳理总结。
3预制T梁混凝土布料工艺
3.1布料方式
目前，预制T梁混凝土结构形式按照布料工艺普遍划分为3种，分别为斜向分层、整体式水平分层及纵向单隔板分段水平分层浇筑工艺，布料方式如图2所示。上述3种布料工艺的优缺点见表1，比较发现，斜向分层布料方式虽工序简单且速度最快，但由于振捣时重力几乎不参与密实，振捣效果不佳，且与布料缺乏协调性，因而严禁采用斜向分层浇筑工艺。整体式水平分层布料方式可做到布料厚度的准确控制，解决了斜面溜浆和赶料的问题，且方便气泡排出，同时布料与振捣器间工作协调，控制程序亦简单明确，是一种较为理想的布料方式，但其布料距离耗时较长，易出现分层或施工冷缝。纵向单隔板分段水平分层布料工艺基本兼具了斜向和整体分层布料的优点，虽工序复杂程度较前两者有所增加，但对于长度为30m~40m的预制混凝土T梁而言，只要选取合适的布料距离，即可在浇筑质量与工效上达到平衡。因此，在实际施工中推荐采用纵向单隔板分段水平分层布料工艺。在每层布料厚度方面，以30mT梁和40mT梁为例，30mT梁宜分4层浇筑，第1层混凝土布料至马蹄斜面上口，以利于排气，层厚约40cm；第2、3层分别布料至接近腹板高度的1/2、2/2，每层平均厚度约60cm，第4层混凝土以顶板厚度控制，厚度约40cm。而对于40mT梁，则宜分5层浇筑，第1层厚度约60cm，第2~4层厚度约55cm，第5层为翼板处厚度约25cm。
3.2布料顺序
在进行混凝土布料时，推荐采用龙门吊配合吊罐向前缓慢移动进行，通过调整龙门吊的移动速度和吊罐下料开关的开口大小控制下料速率，确保布料的均匀性及每层布料厚度符合预定要求。对于单隔板分段水平分层浇筑工艺，布料从梁端开始，先浇筑马蹄部位约1.5个单隔板混凝土长度，再阶梯式浇筑腹板部位第1层、第2层及第3层混凝土约1个单隔板长度，当腹板第2层或第3层混凝土的分层坡脚达到马蹄部位单隔板长度位置后，马蹄部位再向前浇筑1.5倍单隔板长度，以此类推向梁体的另一端推进，其关键控制工艺为：①马蹄部位始终比腹板部位预先布料0.5个隔板，以保证腹板部位布料时斜面塌料不影响下一隔板马蹄部位布料的厚度。②T梁横隔板混凝土应与腹板同时浇筑，布料至横隔板时，待横隔板填充饱满后方可继续转移其它部位布料。③待马蹄部、腹板混凝土浇筑完成后进行顶板浇筑，顶板混凝土采用一次浇筑成型，便于梁顶表面收浆抹平。④当布料逐渐接近另一端时，应改为从另一端反向进行，在距梁端4m~5m处合拢，避免梁端混凝土产生蜂窝等不密实现象。
4预制T梁混凝土振捣工艺
4.1附着式振捣器布设
对于30mT梁或40mT梁，附着式振捣器应选用在模板双侧布置，每侧两排。附着式振捣器应采用偏心高频附着式振捣器，振捣器参数建议频率150Hz，振幅0.8mm，功率1.5kW。考虑到振捣器的有效振捣半径，第1排附着式振捣器应布设在马蹄部斜面模板上，水平间距为140cm~150cm，第2排布设在与第1排垂直距离50cm~60cm的腹板模板上，同一排的附着式振捣器的水平间距不应大于140cm~150cm，两排振捣器交替布置，呈等腰三角形，且梁体两侧模板上的附着式振捣器也要交错布置，以免振动力互相抵消，振捣器布设位置如图3所示。实际操作中应先在模板上焊接厚1cm、长30cm、宽30cm的钢板，再用螺栓将附着式振捣器连接固定于钢板上。附着式振捣器与侧模振动支架要密贴紧固，使混凝土最大限度地吸收振动力。附着式振捣器应采用厂家提供的振捣器底座安装图进行固定安装，以方便快速装卸，还要防止振捣器在强震时发生松动甚至脱落而影响振动效果，梁体两侧附着式振捣器组需单独控制。
4.2振捣工序
在进行预制T梁混凝土布料时，每层混凝土布料完毕后，均应开启第2排附着式振捣器振动5s～8s以辅助下料。随后，对于马蹄部位，当第1层（马蹄部位）布料结束后，应停止第2排（腹板部位）附着式振捣器振动，只开第1排（马蹄斜面位置）附着式振捣器进行间断、多次振捣，以利于排气。振捣工艺参数应根据坍落度确定，通常每次振捣约10s~15s，间隔5s~10s，振捣3次，总共振捣约30s~45s，避免表面过振。当第2层混凝土（腹板部位波纹管以下）布料结束后，开启第2排附着式振捣器进行间断、多次振捣，腹板波纹管以下混凝土的振捣以附着式振捣器为主，以振捣棒（建议采用Φ30）为辅；第3层混凝土（腹板波纹管以上）布料结束后，仅单次开启第2排附着式振捣器辅助下料，振捣则以振捣棒（建议采用Φ50）为主。在梁的负弯矩齿板及梁端、锚下区、横隔板等钢筋及波纹管密集处，或混凝土不易填充饱满处及附着式振捣器安装不便处，应采用小型振捣棒（建议采用Φ30）仔细振捣。振捣棒难以发挥作用处，可采用插钎人工捣固。对于振捣棒振捣要求，Φ30和Φ50型振捣棒振点间距建议分别为25cm~30cm和35cm~40cm。振捣时应遵守“快插慢拔”的原则，每个振点的振捣时间约25s~30s。第3层混凝土（腹板波纹管以上）采用插入式振捣棒振捣时，严禁振捣棒过深插入已振捣好的下层腹板混凝土层中，仅深入下层5cm~10cm即可。在翼板布料浇筑时，应一边布料，一边采用振捣棒（建议采用Φ50）振捣，振捣棒至少插入下层混凝土5cm~10cm，直至表面平坦泛浆，不再冒出气泡为止。同时，可辅助采用平板振动器将混凝土面整平。此外，振捣时还应注意以下事项：①附着式振捣器开启数量以灌注混凝土长度为准，严禁附着式振捣器空振模板。②灌注腹板部位混凝土时，严禁开启马蹄部位振捣器，以防下部混凝土重新出现气泡或泌水，或防止即将失去可塑性的马蹄部位混凝土表面被振出麻面。③振捣过程中，检查附着式振捣器与侧模振动支架密贴紧固情况，防止其脱空或掉落。④当混凝土浇铺到位时才可进行振捣，切莫早振。⑤振捣时轻敲模板，将附着在侧模上的气泡逸出，达到消除气泡的效果。
5结语
①对比预制T梁混凝土不同布料工艺优缺点，建议采用纵向单隔板水平分层布料工艺进行混凝土浇筑，布料过程中的关键控制工艺为两端合拢、顶板一次浇筑、腹板与横隔板同时布料且马蹄部比腹板部预先布料0.5个隔板。②梁体两侧模板上的附着式振捣器应分两排呈等腰三角形交错布设，以免振动力互相抵消，同一排附着式振捣器纵向间距建议为140cm~150cm，两排附着式振捣器垂直距离为50cm~60cm。③在整个浇筑过程中，应严格控制附着式振捣器的开启顺序、振捣时间和振捣频率，切记振捣器出现空振、早振、欠振及过振。
作者:刘志义 张学权 唐忠林 李雪峰 单位:云南楚姚高速公路有限公司 交通运输部公路科学研究院桥梁隧道研究中心
