30m預(yù)應(yīng)力混凝土組合T型梁TRANBBS施工TRANBBS技術(shù)淺談

盧擁軍

【江蘇省TRANBBS交通科學(xué)研究院 南京 210017】

摘 要：預(yù)應(yīng)力混凝土組合T型梁是一種簡(jiǎn)支T型梁結(jié)構(gòu)，具有吊裝重量輕、施工簡(jiǎn)單、投入設(shè)備少等特點(diǎn)。本文結(jié)合寧通公路宣堡港橋的施工實(shí)踐，簡(jiǎn)要介紹了該T型梁的預(yù)制、張拉方法的選擇等施工技術(shù)和施工要點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力 混凝土 T型梁 施工技術(shù)

1 工程概況?
宣堡港橋位于寧通公路K59+624處(位于高速公路路段內(nèi))，為斜30°彎橋。TRANBBS設(shè)計(jì)荷載為汽-超20、掛-120，上部結(jié)構(gòu)型式為4×16＋30＋4×16，主梁為30m預(yù)應(yīng)力組合T型梁結(jié)構(gòu)，T梁混凝土采用50號(hào)，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用ASTMA416-87a標(biāo)準(zhǔn)270級(jí)鋼絞線，直徑15.24mm，截面積140mm?2，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度R?b?y＝1860MPa。該梁由預(yù)制T型梁、現(xiàn)澆橋面板及現(xiàn)澆端隔板構(gòu)成(見圖1)。其施工工序?yàn)椋侯A(yù)制T梁，在預(yù)制場(chǎng)張拉第一批鋼束N?2、N?3，并壓漿封錨—→架梁后綁架橋面板鋼筋及端隔板鋼筋，澆筑部分橋面板并張拉第二批鋼束N?1—→第二次封錨，同時(shí)澆筑橋面板連續(xù)縫—→橋面鋪裝及防護(hù)工程。

圖1 預(yù)應(yīng)力組合T梁中梁端部示意圖(cm)

2 T梁預(yù)制
30m預(yù)應(yīng)力組合T梁預(yù)制較為簡(jiǎn)單，但應(yīng)注意波紋管的布置。在波紋管接頭處一定要將波紋管接口用小錘整平，并用膠帶纏緊，以防在穿束時(shí)引起波紋管翻卷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致管道堵塞。同時(shí)要檢查波紋管是否因?yàn)楹附拥仍虍a(chǎn)生破損，一旦發(fā)現(xiàn)及時(shí)修補(bǔ)，在澆筑混凝土?xí)r安排專人清孔，保證管道通暢。
3 張拉方法的選擇
預(yù)應(yīng)力張拉一般分為一端張拉和兩端張拉兩種形式。如果采用兩端同時(shí)張拉鋼束N2、N3，需要兩套張拉設(shè)備，而采用一端張拉無疑減少?gòu)埨O(shè)備的投入。因此，采用何種張拉方法則成為施工技術(shù)的關(guān)鍵問題。為了減少?gòu)埨O(shè)備投入，使一端張拉有可靠的技術(shù)保障，減少風(fēng)險(xiǎn)，我們進(jìn)行了錨具變形、預(yù)應(yīng)力回縮影響長(zhǎng)度分析，并在計(jì)算錨具變形、鋼筋回縮等引起的應(yīng)力損失時(shí)，考慮了與張拉鋼筋時(shí)的摩阻相反的摩阻作用，這樣能更好地反映由錨具變形等引起的應(yīng)力損失沿梁軸逐漸變化的實(shí)際情況。因鋼絞線采用夾片式錨具，實(shí)測(cè)QM錨具在張拉端預(yù)應(yīng)力鋼材的回縮量△L＝4～8mm，該△L影響長(zhǎng)度的大小直接決定著張拉方法的選用。現(xiàn)以N?2束為例，對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼束回縮影響長(zhǎng)度的大小進(jìn)行分析(見圖2)。

圖2 N2號(hào)鋼束曲線示意圖(mm)

由圖2可知，N2號(hào)鋼束為曲線形狀，AB段為直線段，BC段為圓弧段，CD段為直線段，并且以梁中心對(duì)稱布置。以A為張拉端，根據(jù)規(guī)范JTJ041-89，參考預(yù)埋波紋管，取孔道局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)K＝0.001，預(yù)應(yīng)力與孔道壁的摩擦系數(shù)μ＝0.19，從張拉端至固定端：

σA＝0.75Rby＝0.75×1860＝1395MPa
σB＝σA·e-KL1＝1395×e-0.001×3.701＝1390MPa
σC＝σB·e-(KL2+μθ1)＝1348MPa
依次類推，可得出沿曲線長(zhǎng)度方向鋼束的應(yīng)力分布圖。假設(shè)張拉時(shí)正向摩擦與錨固時(shí)預(yù)應(yīng)力筋回縮的反向摩阻相等(即正、反摩擦損失斜率相等)，根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼束在錨固損失影響區(qū)段內(nèi)的總變形與鋼束回縮值(△L)相協(xié)調(diào)的原理，可得：

式中
Ey——鋼絞線彈性模量，Ey＝1.95×105MPa；
△L——錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值，實(shí)測(cè)△L＝4～8mm；
L——預(yù)應(yīng)力筋的有效長(zhǎng)度，mm；
W——錨固損失的應(yīng)力圖形面積，

由圖3中假設(shè)錨固損失自圓弧C點(diǎn)影響至路中直線段長(zhǎng)度為L(zhǎng)?x，又設(shè)AB段應(yīng)力下降的斜率為m1，則m1＝(1395-1390)/3.701＝1.35，同理可知：BC、CD段的應(yīng)力下降斜率分別為m?2＝10.03，m3＝1.34。?
根據(jù)正、反摩擦損失斜率相等，可得出W1、W2、W3，代入有關(guān)公式可求出：
當(dāng)△L＝4mm，Lx＝8453mm
由此可求得預(yù)應(yīng)力鋼束回縮影響長(zhǎng)度S：

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

? 通過對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼束回縮影響長(zhǎng)度分析結(jié)果可知：30m預(yù)應(yīng)力組合T梁錨固時(shí)，鋼束回縮影響長(zhǎng)度超過跨中，若采用兩端張拉，不但增加了張拉設(shè)備，而且跨中預(yù)應(yīng)力值反而小于一端張拉時(shí)跨中預(yù)應(yīng)力值，影響大梁使用性能。因此，采用一端張拉的方案既經(jīng)濟(jì)又可行。為驗(yàn)證一端張拉后固定端預(yù)應(yīng)力值的建立，對(duì)每根梁的兩束進(jìn)行固定端補(bǔ)張拉，實(shí)測(cè)每束僅能補(bǔ)0.4mm左右的伸長(zhǎng)量。實(shí)踐證明，該方案在實(shí)際運(yùn)用中各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，效果較為理想。
4 施工要點(diǎn)
(1)張拉前檢查混凝土抗壓強(qiáng)度，要求不低于L40級(jí)，張拉時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。張拉采用雙控，即應(yīng)力控制和伸長(zhǎng)量控制。
(2)施工中如因千斤頂工具式夾片摩損造成夾持不緊，出現(xiàn)滑絲，處理方法為壓力機(jī)立即回油，更換工具式夾片，檢查錨具錐孔與夾片間是否有雜物，清除錨墊板喇叭口內(nèi)混凝土，重新張拉。如果仍有滑絲現(xiàn)象，則應(yīng)對(duì)鋼絞線、錨具進(jìn)行重新檢測(cè)，對(duì)千斤頂油壓表進(jìn)行重新標(biāo)定，確保今后萬無一失。?
(3)由于波紋管破損而漏漿，造成鋼絞線與混凝土握裹，引起摩擦力過大。處理方法為，采用反復(fù)多次張拉并持荷一段時(shí)間，以克服摩擦力過大的影響，預(yù)制T梁時(shí)應(yīng)注意及時(shí)清孔。?
(4)由于孔道摩阻而使伸長(zhǎng)量偏小。處理方法為，在開始張拉時(shí)把鋼絞線拉到5.0MPa，再回油至油壓表讀數(shù)為零，然后分級(jí)張拉，并按規(guī)范要求進(jìn)行超張拉，這樣得出的張拉伸長(zhǎng)值滿足設(shè)計(jì)要求。?
(5)張拉過程中隨時(shí)觀測(cè)梁的上拱度和梁體的側(cè)向變形，避免梁體變形過大而產(chǎn)生裂紋，并及時(shí)觀測(cè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，以便今后設(shè)計(jì)、施工時(shí)作參考，做到心中有數(shù)(見表1)。

張拉檢測(cè)匯總表 表1

項(xiàng)目

數(shù)據(jù)
上拱度
(mm) 軸向偏差
(mm) 錨具回縮值
(mm) 實(shí)測(cè)與理論
伸長(zhǎng)量之比
(％) 對(duì)梁端
補(bǔ)拉伸長(zhǎng)量
(mm) 
第一批張拉(N2、N3) 6～10 3～4 4～8 94.7～97.2 0.3～0.5 
第二批張拉(N1) 7～10 2～3 4～7 98.2～99.0 0.3～0.4 
備注 表中數(shù)據(jù)為22片梁的觀測(cè)數(shù)據(jù)范圍 

4 結(jié)束語
預(yù)應(yīng)力混凝土組合T梁是一種簡(jiǎn)支T型梁結(jié)構(gòu)，具有吊裝重量輕、施工簡(jiǎn)單及投入設(shè)備少等特點(diǎn)，對(duì)軟基中沉降量較大的橋梁較為合適，在江蘇地區(qū)有著較為廣闊的發(fā)展前景。?

參考文獻(xiàn)

邵容光主編.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.北京：人民交通出版社.1990