30m预应力混凝土组合T型梁施工技术浅谈

30m预应力混凝土组合T型梁TRANBBS施工TRANBBS技术浅谈

卢拥军

【江苏省TRANBBS交通科学研究院 南京 210017】

摘 要：预应力混凝土组合T型梁是一种简支T型梁结构，具有吊装重量轻、施工简单、投入设备少等特点。本文结合宁通公路宣堡港桥的施工实践，简要介绍了该T型梁的预制、张拉方法的选择等施工技术和施工要点。
关键词：预应力 混凝土 T型梁 施工技术

1 工程概况?
宣堡港桥位于宁通公路K59+624处(位于高速公路路段内)，为斜30°弯桥。TRANBBS设计荷载为汽-超20、挂-120，上部结构型式为4×16＋30＋4×16，主梁为30m预应力组合T型梁结构，T梁混凝土采用50号，预应力钢筋采用ASTMA416-87a标准270级钢绞线，直径15.24mm，截面积140mm?2，标准强度R?b?y＝1860MPa。该梁由预制T型梁、现浇桥面板及现浇端隔板构成(见图1)。其施工工序为：预制T梁，在预制场张拉第一批钢束N?2、N?3，并压浆封锚—→架梁后绑架桥面板钢筋及端隔板钢筋，浇筑部分桥面板并张拉第二批钢束N?1—→第二次封锚，同时浇筑桥面板连续缝—→桥面铺装及防护工程。

图1 预应力组合T梁中梁端部示意图(cm)

2 T梁预制
30m预应力组合T梁预制较为简单，但应注意波纹管的布置。在波纹管接头处一定要将波纹管接口用小锤整平，并用胶带缠紧，以防在穿束时引起波纹管翻卷，严重时会导致管道堵塞。同时要检查波纹管是否因为焊接等原因产生破损，一旦发现及时修补，在浇筑混凝土时安排专人清孔，保证管道通畅。
3 张拉方法的选择
预应力张拉一般分为一端张拉和两端张拉两种形式。如果采用两端同时张拉钢束N2、N3，需要两套张拉设备，而采用一端张拉无疑减少张拉设备的投入。因此，采用何种张拉方法则成为施工技术的关键问题。为了减少张拉设备投入，使一端张拉有可靠的技术保障，减少风险，我们进行了锚具变形、预应力回缩影响长度分析，并在计算锚具变形、钢筋回缩等引起的应力损失时，考虑了与张拉钢筋时的摩阻相反的摩阻作用，这样能更好地反映由锚具变形等引起的应力损失沿梁轴逐渐变化的实际情况。因钢绞线采用夹片式锚具，实测QM锚具在张拉端预应力钢材的回缩量△L＝4～8mm，该△L影响长度的大小直接决定着张拉方法的选用。现以N?2束为例，对预应力钢束回缩影响长度的大小进行分析(见图2)。

图2 N2号钢束曲线示意图(mm)

由图2可知，N2号钢束为曲线形状，AB段为直线段，BC段为圆弧段，CD段为直线段，并且以梁中心对称布置。以A为张拉端，根据规范JTJ041-89，参考预埋波纹管，取孔道局部偏差对摩擦的影响系数K＝0.001，预应力与孔道壁的摩擦系数μ＝0.19，从张拉端至固定端：

σA＝0.75Rby＝0.75×1860＝1395MPa
σB＝σA·e-KL1＝1395×e-0.001×3.701＝1390MPa
σC＝σB·e-(KL2+μθ1)＝1348MPa
依次类推，可得出沿曲线长度方向钢束的应力分布图。假设张拉时正向摩擦与锚固时预应力筋回缩的反向摩阻相等(即正、反摩擦损失斜率相等)，根据预应力钢束在锚固损失影响区段内的总变形与钢束回缩值(△L)相协调的原理，可得：

式中
Ey——钢绞线弹性模量，Ey＝1.95×105MPa；
△L——锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值，实测△L＝4～8mm；
L——预应力筋的有效长度，mm；
W——锚固损失的应力图形面积，

由图3中假设锚固损失自圆弧C点影响至路中直线段长度为L?x，又设AB段应力下降的斜率为m1，则m1＝(1395-1390)/3.701＝1.35，同理可知：BC、CD段的应力下降斜率分别为m?2＝10.03，m3＝1.34。?
根据正、反摩擦损失斜率相等，可得出W1、W2、W3，代入有关公式可求出：
当△L＝4mm，Lx＝8453mm
由此可求得预应力钢束回缩影响长度S：

S＝L1＋L2＋Lx＝3701+4189+8453＝16343mm＞(L1＋L2＋L3)

? 通过对预应力钢束回缩影响长度分析结果可知：30m预应力组合T梁锚固时，钢束回缩影响长度超过跨中，若采用两端张拉，不但增加了张拉设备，而且跨中预应力值反而小于一端张拉时跨中预应力值，影响大梁使用性能。因此，采用一端张拉的方案既经济又可行。为验证一端张拉后固定端预应力值的建立，对每根梁的两束进行固定端补张拉，实测每束仅能补0.4mm左右的伸长量。实践证明，该方案在实际运用中各项技术指标均满足设计和规范要求，效果较为理想。
4 施工要点
(1)张拉前检查混凝土抗压强度，要求不低于L40级，张拉时严格按照设计要求和有关规范执行。张拉采用双控，即应力控制和伸长量控制。
(2)施工中如因千斤顶工具式夹片摩损造成夹持不紧，出现滑丝，处理方法为压力机立即回油，更换工具式夹片，检查锚具锥孔与夹片间是否有杂物，清除锚垫板喇叭口内混凝土，重新张拉。如果仍有滑丝现象，则应对钢绞线、锚具进行重新检测，对千斤顶油压表进行重新标定，确保今后万无一失。?
(3)由于波纹管破损而漏浆，造成钢绞线与混凝土握裹，引起摩擦力过大。处理方法为，采用反复多次张拉并持荷一段时间，以克服摩擦力过大的影响，预制T梁时应注意及时清孔。?
(4)由于孔道摩阻而使伸长量偏小。处理方法为，在开始张拉时把钢绞线拉到5.0MPa，再回油至油压表读数为零，然后分级张拉，并按规范要求进行超张拉，这样得出的张拉伸长值满足设计要求。?
(5)张拉过程中随时观测梁的上拱度和梁体的侧向变形，避免梁体变形过大而产生裂纹，并及时观测各项数据，以便今后设计、施工时作参考，做到心中有数(见表1)。

张拉检测汇总表 表1

项目

数据
上拱度
(mm) 轴向偏差
(mm) 锚具回缩值
(mm) 实测与理论
伸长量之比
(％) 对梁端
补拉伸长量
(mm) 
第一批张拉(N2、N3) 6～10 3～4 4～8 94.7～97.2 0.3～0.5 
第二批张拉(N1) 7～10 2～3 4～7 98.2～99.0 0.3～0.4 
备注 表中数据为22片梁的观测数据范围 

4 结束语
预应力混凝土组合T梁是一种简支T型梁结构，具有吊装重量轻、施工简单及投入设备少等特点，对软基中沉降量较大的桥梁较为合适，在江苏地区有着较为广阔的发展前景。?

参考文献

邵容光主编.结构设计原理.北京：人民交通出版社.1990