30m預應力混凝土組合T型梁TRANBBS施工TRANBBS技術淺談

盧擁軍

【江蘇省TRANBBS交通科學研究院 南京 210017】

摘 要：預應力混凝土組合T型梁是一種簡支T型梁結構，具有吊裝重量輕、施工簡單、投入設備少等特點。本文結合寧通公路宣堡港橋的施工實踐，簡要介紹了該T型梁的預制、張拉方法的選擇等施工技術和施工要點。
關鍵詞：預應力 混凝土 T型梁 施工技術

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)，為斜30°彎橋。TRANBBS設計荷載為汽-超20、掛-120，上部結構型式為4×16＋30＋4×16，主梁為30m預應力組合T型梁結構，T梁混凝土采用50號，預應力鋼筋采用ASTMA416-87a標準270級鋼絞線，直徑15.24mm，截面積140mm?2，標準強度R?b?y＝1860MPa。該梁由預制T型梁、現澆橋面板及現澆端隔板構成(見圖1)。其施工工序為：預制T梁，在預制場張拉第一批鋼束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，同時澆筑橋面板連續縫—→橋面鋪裝及防護工程。

圖1 預應力組合T梁中梁端部示意圖(cm)

2 T梁預制
30m預應力組合T梁預制較為簡單，但應注意波紋管的布置。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，以防在穿束時引起波紋管翻卷，嚴重時會導致管道堵塞。同時要檢查波紋管是否因為焊接等原因產生破損，一旦發現及時修補，在澆筑混凝土時安排專人清孔，保證管道通暢。
3 張拉方法的選擇
預應力張拉一般分為一端張拉和兩端張拉兩種形式。如果采用兩端同時張拉鋼束N2、N3，需要兩套張拉設備，而采用一端張拉無疑減少張拉設備的投入。因此，采用何種張拉方法則成為施工技術的關鍵問題。為了減少張拉設備投入，使一端張拉有可靠的技術保障，減少風險，我們進行了錨具變形、預應力回縮影響長度分析，并在計算錨具變形、鋼筋回縮等引起的應力損失時，考慮了與張拉鋼筋時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力損失沿梁軸逐漸變化的實際情況。因鋼絞線采用夾片式錨具，實測QM錨具在張拉端預應力鋼材的回縮量△L＝4～8mm，該△L影響長度的大小直接決定著張拉方法的選用。現以N?2束為例，對預應力鋼束回縮影響長度的大小進行分析(見圖2)。

圖2 N2號鋼束曲線示意圖(mm)

由圖2可知，N2號鋼束為曲線形狀，AB段為直線段，BC段為圓弧段，CD段為直線段，并且以梁中心對稱布置。以A為張拉端，根據規范JTJ041-89，參考預埋波紋管，取孔道局部偏差對摩擦的影響系數K＝0.001，預應力與孔道壁的摩擦系數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，可得出沿曲線長度方向鋼束的應力分布圖。假設張拉時正向摩擦與錨固時預應力筋回縮的反向摩阻相等(即正、反摩擦損失斜率相等)，根據預應力鋼束在錨固損失影響區段內的總變形與鋼束回縮值(△L)相協調的原理，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，實測△L＝4～8mm；
L——預應力筋的有效長度，mm；
W——錨固損失的應力圖形面積，

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

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

? 通過對預應力鋼束回縮影響長度分析結果可知：30m預應力組合T梁錨固時，鋼束回縮影響長度超過跨中，若采用兩端張拉，不但增加了張拉設備，而且跨中預應力值反而小于一端張拉時跨中預應力值，影響大梁使用性能。因此，采用一端張拉的方案既經濟又可行。為驗證一端張拉后固定端預應力值的建立，對每根梁的兩束進行固定端補張拉，實測每束僅能補0.4mm左右的伸長量。實踐證明，該方案在實際運用中各項技術指標均滿足設計和規范要求，效果較為理想。
4 施工要點
(1)張拉前檢查混凝土抗壓強度，要求不低于L40級，張拉時嚴格按照設計要求和有關規范執行。張拉采用雙控，即應力控制和伸長量控制。
(2)施工中如因千斤頂工具式夾片摩損造成夾持不緊，出現滑絲，處理方法為壓力機立即回油，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混凝土，重新張拉。如果仍有滑絲現象，則應對鋼絞線、錨具進行重新檢測，對千斤頂油壓表進行重新標定，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，采用反復多次張拉并持荷一段時間，以克服摩擦力過大的影響，預制T梁時應注意及時清孔。?
(4)由于孔道摩阻而使伸長量偏小。處理方法為，在開始張拉時把鋼絞線拉到5.0MPa，再回油至油壓表讀數為零，然后分級張拉，并按規范要求進行超張拉，這樣得出的張拉伸長值滿足設計要求。?
(5)張拉過程中隨時觀測梁的上拱度和梁體的側向變形，避免梁體變形過大而產生裂紋，并及時觀測各項數據，以便今后設計、施工時作參考，做到心中有數(見表1)。

張拉檢測匯總表 表1

項目

數據
上拱度
(mm) 軸向偏差
(mm) 錨具回縮值
(mm) 實測與理論
伸長量之比
(％) 對梁端
補拉伸長量
(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 表中數據為22片梁的觀測數據范圍 

4 結束語
預應力混凝土組合T梁是一種簡支T型梁結構，具有吊裝重量輕、施工簡單及投入設備少等特點，對軟基中沉降量較大的橋梁較為合適，在江蘇地區有著較為廣闊的發展前景。?

參考文獻

邵容光主編.結構設計原理.北京：人民交通出版社.1990