２０１３年第８期 （总第２３４期） 黑龙江交通科技 ＨＥ ＬＬＯＮＧＪｌＡＮＧ ＪｌＡＯＴＯＮＧ ＫＥＪ Ｎｏ．８，２０１３ （Ｓｕｍ Ｎｏ．２３４） 大跨径预应力Ｔ梁侧弯控制与处理 杨如华 （贵州省公路局高速公路建设营运中心） 摘要：以厦蓉高速格都段ＢＴ９合同段巫虾河特大桥为例，从施工一线作为出发点，分析了５０ ｍＴ梁施工后 产生侧弯的原因，并提出了可行的控制措施与处理方法。使Ｔ梁的侧弯值满足规范要求，为同类工程提供了 施工经验。 关键词：预制Ｔ梁；侧弯；原因；控制 中图分类号：Ｕ４４５ １工程概况 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１３）０８—００９２—０１ 确度，进而有效避免和控制Ｔ梁的侧弯。但是在实际施工 厦蓉高速公路起于福建厦门，止于四川成都，全长２ ２９５ ｋｍ， 中，Ｔ梁的两端所受的张拉力一般用油表的读数进行控制， 是国家高速公路七射九纵十八横网内ｌ８条东西向高速公路中的 这利于保障张拉力却不利于对伸长量的控制，而伸长量不同 第１６条。巫虾河特大桥全桥总长８６８ ｍ，墩柱最高为１１４ ｍ，全桥 时，Ｔ梁两端的受力自然不同，这样一来，若Ｔ梁的梁体较 结构为２＊５０ｍ＋（９４＋１８０＋９４）ｍ＋２ （４｝５０）ｍ的预应力混凝 长，就容易产生侧弯。混凝土振捣不密实，导致Ｔ梁在张拉 土连续梁桥，桥墩结构为柱式桥墩、空心薄壁墩、桩基础，桥台为柱 时局部受力不均匀也是Ｔ梁发生侧弯的重要原因之一。 式台、桩基础。Ｔ长度均为５０ ｍ，共计１２０片，均采用后张法施工， Ｔ梁中存在平弯钢束Ｎ４左、Ｎ４右，且设计的张拉循序 Ｔ梁张拉后对其侧弯控制要求较高（≤３ ｅｍ），施工难度较大。 不能减小其影响，这是产生侧弯的又一个主要原因。梁内预 ２控制侧弯的重要性 应力钢束Ｎ４左、Ｎ４右从跨中到端部的平弯走向，造成张拉 当Ｔ梁完成预制后，混凝土强度达到８０％后进行预应 时产生横向分力和侧向弯矩，又因梁体刚度较小，故出现侧 力张拉，虽然从张拉工艺考虑了预防Ｔ梁侧弯的产生，但是 向弯曲。一旦梁体出现侧向弯曲变形，则在该力的作用下将 当完成但张拉完成后，发现Ｔ梁产生了不同程度的侧弯，尤 产生更大的侧向弯矩，侧向变形将有进一步增大的趋势。而 其是边梁的侧弯较为显著。侧弯少则几毫米，多则几公分， 设计的张拉顺序将导致产生侧向弯曲变形的横向分力较大， 而伸长量和起拱度符合设计要求。侧弯程度随时间推移逐 且在张拉的过程中无法平衡。Ｔ梁张拉时，两端类似为受压 渐增大。Ｔ梁的侧弯加大了重心的偏位，不但加大了存放的 的杆件。实际工程中，假定材料在线弹性范围内工作，则根 难度，而且对吊装架设带来一系列的问题。当边梁侧弯过大 据欧拉临界应力公式： 时，对桥梁的外边线线形的影响也较大，预埋的护栏钢筋、泄 Ｐ ｃｒ ２ ＥＩ ２ Ｅｉ２ Ｅ 水孔位同时也会发生偏位，从而影响桥面系施工。Ｔ梁侧弯 面 还使梁体之间现浇隔板以及湿接缝施工中的混凝土与钢筋 式中：Ａ称为柔度， 为惯性半径，即： 的用量增加，这在造成浪费的同时也使得Ｔ梁见的梁肋间距 发生改变，影响梁体承载力。 Ａ＝ ３ Ｔ梁侧弯的原因 ３．１设计因素 ５ Ｖ＾ 边梁在设计上外侧没有横隔板，从设计了就导致了整片 Ｔ梁重心的偏位。结构上的不对等，在张拉受力相等的情况 下，两侧所产生的应力变形不对等。这种由于结构设计而产 生的侧弯是施工中所不能够避免的。 ３．２施工管理因素 ５０ ｍ大型Ｔ梁对管理水平与施工水平要求较高，从台 式中：，为截面的最小形心主轴惯性矩；Ａ为截面面积。柔度 Ａ又称为受压杆的长细比。它全面的反映了受压杆长度、约 束条件、截面尺寸和形状对临界力的影响。当预制 梁的跨 较大时，截面惯性半径较小时，其长细比Ａ值较大，临界应力 值较小，在 梁张拉时，易受压屈服，产生侧向弯曲的变形。 ３．５预制台座所造成 座施工、钢筋绑扎、混凝土浇筑、张拉压浆各道工序都需要施 工经验丰富的作业人员。如果施工技术员经验不够丰富，对 现场情况不够了解与重视，任由工人野蛮施工，不但会使Ｔ 梁在张拉完成后产生侧弯现象，严重时还会对整片Ｔ梁的质 量产生影响。 ３．３钢绞线定位因素 钢绞线定位是通过波纹管实现的，波纹管的位置由ｘ、 ｙ、ｚ三个坐标点固定，波纹管若在定位时出现较大偏差，那 么波纹管中的钢绞线在张拉过程中也会相对于轴线产生较 大的偏差，同时产生额外的不在轴线方向上的应力。这样将 Ｔ梁预制台座一般是用混凝土上铺设钢板，主梁与台座 之间存在一定的摩擦力，导致张拉力不能迅速传给梁体，因 而要减小和克服摩擦力才能传给梁体，可见，减小台座与梁 体之间的摩擦力，是加快张拉力传给梁体的速度，避免主梁 侧弯的一个重要途径。 ４采取的控制措施与处理方法 以上所提出导致Ｔ梁产生侧弯的五点因素，除第一点不 能够在施工中控制外，其余四点如在施工中采取有效的控制 方法，均可有效控制Ｔ梁产生侧弯的产生。 （１）增强施工管理意识，强化责任感。从每一道施工工 序人手，严把质量关，检验合格后方能进行下一道工序施工。 还应不定期进行作业 会产生侧向弯矩，从而导致Ｔ梁的侧弯。Ｎ４左、Ｎ４右两束 除了对施工作业人员进行技术交底外，钢绞线定位不对称，是造成侧弯的主要原因。 培训，增强其施工责任意识。 ３．４张拉所造成 （２）加强波纹管的定位，做到曲线段圆滑，直线段顺直， 工作性能良好的张拉机具可以最大限度的保障张拉准 （下转第９４页） 收稿日期：２０１３—０４—１５ 作者简介：杨如华（１９８０一），男，工程师，从事公路工程施工管理。 ・９２・ 总第２３４期 黑龙江交通科技 第８期 简化了齿板的结构。预应力混凝土的结构设计时，设计人员 就使用这种方法。 ４公路桥梁施工中的预应力技术工艺 ４．１ 钢绞线空间位置的控制 放松。 ５预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用领域 导向槽及锚固端横梁的中跨横肋确定钢绞线的位置，而 等效负荷的大小是由绞线拉应力确定的。如果墩顶导向槽 或中跨横肋在施工中产生位移，将使钢绞线的必须承受较大 的压应力，所以明确墩顶固定端横梁处的垫板嵌入位置是必 要的，而且导向槽中跨横肋的生产要符合图纸的要求，不但 端部磨光，还要保证弯曲的曲率半径，以确保在张拉绞线时 尾部不被卡住或挤压。 ４．２钢绞线的下料和穿索 加强道路和桥梁，我们通常需要固定板和钢管注浆，则 往往会产生粘结部分。所以在下料时要将粘结处绞线上油 脂清洗和清洁ＰＥ层。事前要考虑到穿束时绞线下垂的磨 损，还要考虑到其伸长的影响，而使两端的伸长率一致。以 使两端的粘结力基本相同。然而，此方法在现实中的位置和 长度是难以控制。在钢绞线的穿入时，由于其长度较长，并 在中间还要装大量的导向槽和中跨横肋，使许多钢绞线不能 在梁中进行整束穿索，通常的做法是采用单穿索有效的预 应力常常受到钢绞线的缠绕影响，所以还要确保在全长的范 围内绞线不会缠绕。对于钢绞线、板孔、密封盖孔等在施工 中要编号，并采用单穿索的方法，将钢绞线穿为一束，绞线的 位置对应的胶垫来定，张拉完成后，检测钢绞线的缠绕情况。 预应力钢绞线张拉伸长率：ＡＬ＝（ Ｌ）／（ａｐ印） 印为预应力筋的平均张力； 为预应力筋长度，Ａｐ为预应力 筋的截面积，印为预应力筋的弹性模量。 ４．３预应力筋的张拉 从结构上讲，多跨连续梁分为两种正弯矩区和负弯矩 区。一般情况下，负弯矩在支座。如连续梁的剪切承载能 力和抗弯能力难以达到要求时，加固处理须使用预应力技 术。碳纤维强度较高，其建筑程度相对简单正因为如此，构 件受弯补强措施应用碳纤维进行解决。但由于结构混凝土 具有初始的拉应变和压缩应变。故压力区混凝土接近极限 压力时，受弯构件也就达到了极限承载能力。一般情况下， 预应力技术用于加固道路桥梁，来加强构件和改变特性，进 步增强道路桥梁承载力，从而延长道路使用年限，满足目 前运输的需求。 ６路桥施工中预应力技术的控制措施 预应力筋曲线形状是控制要点，要保证标高控制点的 准确定位、牢固，其他步骤不影响和破坏波纹管，保证标高控 制点曲线形状的正确，当其他步骤与预应力筋嵌入发生矛盾 时处理保证张拉应力符合设计要求，在设计和规范的容许范 围内伸长值变化。灌浆阶段要保证灌浆测量量准确，且孔道 泥浆体充分。在工程作业时严格控制水量，对水泥浆要及时 使用避免流动性能降低，不许通过加水来提高流动性。在浆 体拌合时，严格控制水泥、添加剂和水的用量。搅拌机内残 留浆体，不许一侧出料一侧进料注浆。必须使用压缩机将管 道内残留在的灰尘或湿气在压浆前除去。 一７结束语 在预应力施工中的主要步骤为筋的张拉，预应力筋的拉 伸质量如何将直接关系结构的安全。具体操作时，先在拉伸 前，定位其张拉使用的千斤顶，还要备好油表。基于定数对 千斤顶回归方程推算，计算相应张拉吨位的压力值。然后安 装群锚锚具在钢绞线束的两端，再用千斤顶单根张拉。当千 斤顶定位时，安装千斤的工具锚。然后按照程序对千斤顶 两端张拉，张力伸长值和极限伸长率根据千斤顶的油缸长度 来计算出。当拉伸应力达到标准，持续５ｍｉｎ左右，才能回油 （上接第９２页） 以提升钢绞线定位准确度。波纹管定位偏差的原因主要包 在目前道路桥梁工程建设当中，预应力技术是最通用、 发展速度最快，最有潜力的技术学科。但因预应力技术工艺 较复杂，且需要专业性强。施工时仍然有一些问题。明确其 工作程序，做好每道工序艺，从而有效保证道桥建设的质量， 促进我国社会经济进步。 参考文献： ［１］ 黄香．公路桥梁施工中预应力技术探析［Ｊ］．中国新技术新产 品，２０１０，（８）． ［２］ 薛海．大跨度有粘结预应力梁施工技术初探［Ｊ］．中国城市经 济，２００９，（１７）． ［３］王红．公路桥梁施工技术分析［Ｊ］．中国科技博览，２００７，（７）． 括：①焊接中出现偏差。在焊接过程中只要任何一个方向在 焊接中偏离了设计值，都会对定位准确度产生影响。因而应 用水平仪、支持等在钢筋的估计上标出控制点，来对波纹管 定位的准确度进行检验和校准；②定位不牢。如果钢筋的股 价刚度不佳，波纹管的定位钢筋数量不足，就容易出现定位 不牢的情况。从而导致边梁混凝土浇筑中，下落的混凝土对 波纹管产生碰撞，使波纹管的位置发生偏差，对钢绞线的定 位准确度造成影响。针对这个问题，可以通过增加定位钢筋 的数量，点焊固定，但间距不宜超过０．８ ｍ；也可以通过严格 保证钢筋骨架及每个定位钢筋的焊接质量来减少边梁的侧 弯。 （３）除了采用性能更好的张拉设备外，还应制定更为合 对称、均匀，采用张拉力和伸长量双重控制。持续荷载时间 达到设计要求后，及时封锚注浆。 （４）减小Ｔ量与台座的摩擦力。Ｔ梁预制过程中，应加 快钢筋的捆扎和混凝土的浇筑，避免台座上的脱模剂被风干 从而加大混凝土与台座之间的摩擦力，如果脱模剂已经风 干，应洒水将其湿润后再浇筑。台座面板应采用摩擦力较小 的材料制作面板，从而加速Ｔ梁两端张拉力的传递。 ５总结 Ｔ梁预制施工中，我们会遇到很多问题，侧弯是一个普 遍存在的现象，本文仅分析侧弯的主要原因。对此，Ｔ梁施 工过程中，应严格按照设计图纸及相关技术规范进行预制， 强化对钢筋、模版安装以及混凝土浇筑过程的控制，尤其是 强化对预应力钢束位置的控制。从而避免因施工操作不规 范，定位不准等问题引起的Ｔ梁侧弯，此外，张拉过程中也应 格的张拉工艺。严格按照设计要求进行对称分次张拉（张 严格按照施工程序和相关操作规范进行，不得随意张拉应 拉顺序：Ｎｌ Ｎ２＿＋Ｎ３＿Ｎ４左５０％ Ｎ４右５Ｏ％ Ｎ４左 力。１００％－－ｏＮ 右１００％），应对千斤顶进行标号储存以免混淆， 参考文献： 并在施工前对千斤顶的油表进行重新标定，确保其准确度。 ［１］ 田敬学．５０ ｍ预应力Ｔ梁边梁侧弯控制技术［Ｊ］．市政技术， 千斤顶使用多于２００次或者使用超过三个月后应进行重新 ２ｏｏ５，（３）． 标定。若发生以下情况，必须重新标定：①张拉时，预应力钢 ［２］靳明君，张志国，鲁彩琴．后张法预应力混凝土工字梁侧弯原 因及控制技术［Ｊ］．石家庄铁道学院学报，２００４，（２）． 绞线出现断丝；②千斤顶漏油较多；③油压表指针不能正常 王剑锋，赵玉国，王娜．预应力混凝土Ｔ型梁（边梁）侧弯的控 归零。此外，张拉操作人员必须经培训后方能上岗。张拉 ［３］制措施［Ｊ］．山西建筑，２０１１，（１６）． 时，边张拉边测量伸长值。钢束张拉时务必保证两端同步、 ・９４・