楊如華

(貴州省公路局高速公路建設營運中心)

大跨徑預應力T梁側(cè)彎控制與處理

楊如華

(貴州省公路局高速公路建設營運中心)

以廈蓉高速格都段BT9合同段巫蝦河特大橋為例，從施工一線作為出發(fā)點，分析了50 mT梁施工后產(chǎn)生側(cè)彎的原因，并提出了可行的控制措施與處理方法。使T梁的側(cè)彎值滿足規(guī)范要求，為同類工程提供了施工經(jīng)驗。

預制T梁;側(cè)彎;原因;控制

1 工程概況

廈蓉高速公路起于福建廈門，止于四川成都，全長2 295 km，是國家高速公路七射九縱十八橫網(wǎng)內(nèi)18條東西向高速公路中的第16條。巫蝦河特大橋全橋總長868 m，墩柱最高為114 m，全橋結(jié)構(gòu)為2*50 m+(94+180+94)m+2*(4*50)m的預應力混凝土連續(xù)梁橋，橋墩結(jié)構(gòu)為柱式橋墩、空心薄壁墩、樁基礎，橋臺為柱式臺、樁基礎。T長度均為50 m，共計120片，均采用后張法施工，T梁張拉后對其側(cè)彎控制要求較高(≤3 cm)，施工難度較大。

2 控制側(cè)彎的重要性

當T梁完成預制后，混凝土強度達到80%后進行預應力張拉，雖然從張拉工藝考慮了預防T梁側(cè)彎的產(chǎn)生，但是當完成但張拉完成后，發(fā)現(xiàn)T梁產(chǎn)生了不同程度的側(cè)彎，尤其是邊梁的側(cè)彎較為顯著。側(cè)彎少則幾毫米，多則幾公分，而伸長量和起拱度符合設計要求。側(cè)彎程度隨時間推移逐漸增大。T梁的側(cè)彎加大了重心的偏位，不但加大了存放的難度，而且對吊裝架設帶來一系列的問題。當邊梁側(cè)彎過大時，對橋梁的外邊線線形的影響也較大，預埋的護欄鋼筋、泄水孔位同時也會發(fā)生偏位，從而影響橋面系施工。T梁側(cè)彎還使梁體之間現(xiàn)澆隔板以及濕接縫施工中的混凝土與鋼筋的用量增加，這在造成浪費的同時也使得T梁見的梁肋間距發(fā)生改變，影響梁體承載力。

3 T梁側(cè)彎的原因

3.1 設計因素

邊梁在設計上外側(cè)沒有橫隔板，從設計了就導致了整片T梁重心的偏位。結(jié)構(gòu)上的不對等，在張拉受力相等的情況下，兩側(cè)所產(chǎn)生的應力變形不對等。這種由于結(jié)構(gòu)設計而產(chǎn)生的側(cè)彎是施工中所不能夠避免的。

3.2 施工管理因素

50 m大型T梁對管理水平與施工水平要求較高，從臺座施工、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、張拉壓漿各道工序都需要施工經(jīng)驗豐富的作業(yè)人員。如果施工技術(shù)員經(jīng)驗不夠豐富，對現(xiàn)場情況不夠了解與重視，任由工人野蠻施工，不但會使T梁在張拉完成后產(chǎn)生側(cè)彎現(xiàn)象，嚴重時還會對整片T梁的質(zhì)量產(chǎn)生影響。

3.3 鋼絞線定位因素

鋼絞線定位是通過波紋管實現(xiàn)的，波紋管的位置由x、y、z三個坐標點固定，波紋管若在定位時出現(xiàn)較大偏差，那么波紋管中的鋼絞線在張拉過程中也會相對于軸線產(chǎn)生較大的偏差，同時產(chǎn)生額外的不在軸線方向上的應力。這樣將會產(chǎn)生側(cè)向彎矩，從而導致T梁的側(cè)彎。N4左、N4右兩束鋼絞線定位不對稱，是造成側(cè)彎的主要原因。

3.4 張拉所造成

工作性能良好的張拉機具可以最大限度的保障張拉準確度，進而有效避免和控制T梁的側(cè)彎。但是在實際施工中，T梁的兩端所受的張拉力一般用油表的讀數(shù)進行控制，這利于保障張拉力卻不利于對伸長量的控制，而伸長量不同時，T梁兩端的受力自然不同，這樣一來，若T梁的梁體較長，就容易產(chǎn)生側(cè)彎。混凝土振搗不密實，導致T梁在張拉時局部受力不均勻也是T梁發(fā)生側(cè)彎的重要原因之一。

T梁中存在平彎鋼束N4左、N4右，且設計的張拉循序不能減小其影響，這是產(chǎn)生側(cè)彎的又一個主要原因。梁內(nèi)預應力鋼束N4左、N4右從跨中到端部的平彎走向，造成張拉時產(chǎn)生橫向分力和側(cè)向彎矩，又因梁體剛度較小，故出現(xiàn)側(cè)向彎曲。一旦梁體出現(xiàn)側(cè)向彎曲變形，則在該力的作用下將產(chǎn)生更大的側(cè)向彎矩，側(cè)向變形將有進一步增大的趨勢。而設計的張拉順序?qū)е庐a(chǎn)生側(cè)向彎曲變形的橫向分力較大，且在張拉的過程中無法平衡。T梁張拉時，兩端類似為受壓的桿件。實際工程中，假定材料在線彈性范圍內(nèi)工作，則根據(jù)歐拉臨界應力公式:

式中:λ稱為柔度，i為慣性半徑，即:

式中:I為截面的最小形心主軸慣性矩;A為截面面積。柔度λ又稱為受壓桿的長細比。它全面的反映了受壓桿長度、約束條件、截面尺寸和形狀對臨界力的影響。當預制T梁的跨較大時，截面慣性半徑較小時，其長細比λ值較大，臨界應力值較小，在T梁張拉時，易受壓屈服，產(chǎn)生側(cè)向彎曲的變形。

3.5 預制臺座所造成

T梁預制臺座一般是用混凝土上鋪設鋼板，主梁與臺座之間存在一定的摩擦力，導致張拉力不能迅速傳給梁體，因而要減小和克服摩擦力才能傳給梁體，可見，減小臺座與梁體之間的摩擦力，是加快張拉力傳給梁體的速度，避免主梁側(cè)彎的一個重要途徑。

4 采取的控制措施與處理方法

以上所提出導致T梁產(chǎn)生側(cè)彎的五點因素，除第一點不能夠在施工中控制外，其余四點如在施工中采取有效的控制方法，均可有效控制T梁產(chǎn)生側(cè)彎的產(chǎn)生。

(1)增強施工管理意識，強化責任感。從每一道施工工序入手，嚴把質(zhì)量關(guān)，檢驗合格后方能進行下一道工序施工。除了對施工作業(yè)人員進行技術(shù)交底外，還應不定期進行作業(yè)培訓，增強其施工責任意識。

(2)加強波紋管的定位，做到曲線段圓滑，直線段順直，以提升鋼絞線定位準確度。波紋管定位偏差的原因主要包括:①焊接中出現(xiàn)偏差。在焊接過程中只要任何一個方向在焊接中偏離了設計值，都會對定位準確度產(chǎn)生影響。因而應用水平儀、支持等在鋼筋的估計上標出控制點，來對波紋管定位的準確度進行檢驗和校準;②定位不牢。如果鋼筋的股價剛度不佳，波紋管的定位鋼筋數(shù)量不足，就容易出現(xiàn)定位不牢的情況。從而導致邊梁混凝土澆筑中，下落的混凝土對波紋管產(chǎn)生碰撞，使波紋管的位置發(fā)生偏差，對鋼絞線的定位準確度造成影響。針對這個問題，可以通過增加定位鋼筋的數(shù)量，點焊固定，但間距不宜超過0.8 m;也可以通過嚴格保證鋼筋骨架及每個定位鋼筋的焊接質(zhì)量來減少邊梁的側(cè)彎。

(3)除了采用性能更好的張拉設備外，還應制定更為合格的張拉工藝。嚴格按照設計要求進行對稱分次張拉(張拉順序:N1→N2→N3→N4左 50%→N4右50%→N4左100%→N4右100%)，應對千斤頂進行標號儲存以免混淆，并在施工前對千斤頂?shù)挠捅磉M行重新標定，確保其準確度。千斤頂使用多于200次或者使用超過三個月后應進行重新標定。若發(fā)生以下情況，必須重新標定:①張拉時，預應力鋼絞線出現(xiàn)斷絲;②千斤頂漏油較多;③油壓表指針不能正常歸零。此外，張拉操作人員必須經(jīng)培訓后方能上崗。張拉時，邊張拉邊測量伸長值。鋼束張拉時務必保證兩端同步、對稱、均勻，采用張拉力和伸長量雙重控制。持續(xù)荷載時間達到設計要求后，及時封錨注漿。

(4)減小T量與臺座的摩擦力。T梁預制過程中，應加快鋼筋的捆扎和混凝土的澆筑，避免臺座上的脫模劑被風干從而加大混凝土與臺座之間的摩擦力，如果脫模劑已經(jīng)風干，應灑水將其濕潤后再澆筑。臺座面板應采用摩擦力較小的材料制作面板，從而加速T梁兩端張拉力的傳遞。

5 總結(jié)

T梁預制施工中，我們會遇到很多問題，側(cè)彎是一個普遍存在的現(xiàn)象，本文僅分析側(cè)彎的主要原因。對此，T梁施工過程中，應嚴格按照設計圖紙及相關(guān)技術(shù)規(guī)范進行預制，強化對鋼筋、模版安裝以及混凝土澆筑過程的控制，尤其是強化對預應力鋼束位置的控制。從而避免因施工操作不規(guī)范，定位不準等問題引起的T梁側(cè)彎，此外，張拉過程中也應嚴格按照施工程序和相關(guān)操作規(guī)范進行，不得隨意張拉應力。

［1］田敬學.50 m預應力T梁邊梁側(cè)彎控制技術(shù)［J］.市政技術(shù)，2005，(3).

［2］靳明君，張志國，魯彩琴.后張法預應力混凝土工字梁側(cè)彎原因及控制技術(shù)［J］.石家莊鐵道學院學報，2004，(2).

［3］王劍鋒，趙玉國，王娜.預應力混凝土T型梁(邊梁)側(cè)彎的控制措施［J］.山西建筑，2011，(16).

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1008-3383(2013)08-0092-01

2013-04-15

楊如華(1980-)，男，工程師，從事公路工程施工管理。