摘 要:裝配式梁橋在中小跨徑橋梁中應用廣泛,其上部結(jié)構(gòu)以空心板、T梁及箱梁橋最為常見??招陌?、T梁及箱梁截面設計及預制時,根據(jù)其截面配筋形式又分為普通鋼筋混凝土截面及預應力混凝土截面。文章分析了鋼筋混凝土梁橋上部結(jié)構(gòu)預制工藝及特點、預應力混凝土梁橋上部結(jié)構(gòu)預制工藝及特點,并對預應力鋼束的各種布置形式進行分析比較,為裝配式梁橋上部結(jié)構(gòu)形式及配筋的選擇提供參考。
關鍵詞:裝配式;上部結(jié)構(gòu);預制;預應力
在我國,中小跨徑的橋梁占橋梁總數(shù)的80%以上,該類橋梁中,又以裝配式的簡支板及簡支梁橋最為常見,其上部結(jié)構(gòu)多為空心板、T梁和箱梁。當跨徑較小時,該類橋梁上部結(jié)構(gòu)一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),當跨徑增大后,多設計為預應力混凝土結(jié)構(gòu)。
1 鋼筋混凝土板及梁的預制
首先是預制臺座的準備,在臺座上用紅油漆標出箍筋和橫隔板鋼筋位置,清理干凈臺座后涂油。其次安裝鋼筋骨架,安裝鋼筋之前,應詳細檢查模板各部分尺寸。鋼筋安裝時,需對其進行準確定位。為使構(gòu)件澆筑完成后,箍筋的保護層厚度滿足規(guī)范要求,需在箍筋上設置保護層墊塊,墊塊與箍筋鏈接牢固,以免澆筑混凝土過程中,墊塊發(fā)生移動,保護層厚度與設計值不符。再次,澆筑混凝土,混凝土澆筑完成后,對混凝土進行養(yǎng)護,防止發(fā)生過大的收縮裂縫。最后,混凝土強度形成之后,把預制好的梁存放到指定的位置,等待安裝。
2 預應力混凝土板及梁的預制
2.1 先張法預應力混凝土梁的預制
該方法首先是準備張拉臺做,然后在臺做上張拉預應力鋼筋,預應力筋均為直線型,鋼筋張拉到設計值后,立側(cè)模,然后澆筑混凝土,澆筑完畢進行混凝土養(yǎng)護,待其強度達到規(guī)定強度后,逐漸放松預應力鋼筋,利用預應力與混凝土的粘結(jié)作用以及預應力放松后的彈性回縮,使梁截面產(chǎn)生預壓應力。
當采用先張法預制梁時,其生產(chǎn)工藝可采用機組流水法,亦可采用臺座法。當采用機組流水法時,在移動鋼模中澆筑構(gòu)件,其生產(chǎn)工藝為先張拉直線型預應力鋼筋,然后澆筑混凝土,混凝土澆筑完成后,對其進行養(yǎng)護。該預制方法提供梁的預制效率,加快生產(chǎn)進度,但是,需要較多的鋼模,機械化程度較高,并且梁澆筑完成后需要蒸汽養(yǎng)護,因此一般在工廠內(nèi)預制定型構(gòu)件時采用該方法。當采用臺座法時,梁預制制作的各個程序均在臺做上進行,預制設備較簡單,施工方便,故應用較廣泛。
2.2 后張法預應力混凝土梁的預制
后張法預應力混凝土梁的施工工藝為,首先清理底模,綁扎梁肋普通鋼筋,按照施工圖位置預埋波紋管,然后安裝側(cè)面模板,面板的鋪裝鋼筋安裝,接著澆筑梁體混凝土,待混凝土養(yǎng)生并達到設計強度后,拆除模板,繼續(xù)對混凝土進行噴淋養(yǎng)生,最后,預應力鋼束穿過波紋管,進行張拉,鋼束張拉完成后,為防止鋼束生銹,波紋管內(nèi)壓灌水泥漿封錨。所以工序均完成后,把梁吊運到指定位置存放,等待吊裝使用。
與先張法混凝土梁相比,后張法混凝土梁預制時,張拉設備較簡單,無需大型的張拉臺做,故可以在橋梁施工現(xiàn)場臨時開辟施工場地進行預制,并且該預制方法更適合配置曲線形預應力筋的重、大型構(gòu)件制作,因此公路橋梁上大量采用該種類型的構(gòu)件。
3 后張法預應力混凝土梁內(nèi)縱向預應力鋼筋布置
先張法預應力梁內(nèi)鋼筋為直線布置,與先張法預應力梁不同,后張法預應力梁內(nèi)的鋼筋多為曲線布置,其布置形式往往也不止一種選擇。
3.1 全部通長直線形布置
主筋均采用直線形布置,構(gòu)造簡單,但其僅適用于先張法施工的小跨度梁。其缺點是支點附近無法平衡的張拉負彎矩會在梁頂出現(xiàn)過高的拉應力,甚至遭致嚴重的開裂。有時為減小此應力,可根據(jù)彎矩的變化,將縱向預應力筋按需要截斷。見圖1(a)。
3.2 在橫隔板處彎出
當后張法梁長度較大時,并且預應力筋采用直線型布置時,為節(jié)省材料、節(jié)約成本,并使受力更加合適,即減少梁端附近的負彎矩,將主筋在中間截面截斷。此時應將預應力筋在橫隔梁處平緩的彎出梁體,以便進行張拉和錨固。這種布置的特點是主筋最省、張拉摩阻力也較小,但預應力筋沒有充分發(fā)揮抗剪作用,且梁體在錨固處的受力和構(gòu)造也較復雜。見圖1(b)。
3.3 曲線布置,梁端處錨固
如預應力鋼筋數(shù)量較少,可以全部錨固在梁端時,通常均會將鋼筋全部錨固在梁端,采用該錨固方法時,預應力的張拉工序簡便,并且由于鋼筋的彎起角度較小,預應力筋與管道的摩擦較小,相應的預應力損失較少,但梁端部受到的預壓應力較大。見圖1(c)。
3.4 曲線布置,部分錨固在頂板
對于鋼束根數(shù)較多的情況,或者當預應力混凝土梁的梁高受到限制,以致不能全部在梁端錨固時,就必須將一部分預應力筋彎出梁頂。此方法能縮短預應力筋的長度,節(jié)約鋼材對于提高梁的抗剪能力有利,但是張拉作業(yè)的操作稍顯復雜,預應力筋的彎起角較大,摩擦損失較大。見圖1(d)。
以上的預應力鋼束布置形式中,根據(jù)梁的受力情況,目前常采用曲線型布置,即圖1(d)中,部分預應力筋錨固在梁端,部分錨固在頂板,以及圖1(c)中,預應力筋全部錨固在梁端。
當預應力筋曲線布置時,預應力筋之間盡量相互靠近,排列緊密,使構(gòu)件的尺寸盡量減小,但同時需滿足構(gòu)造要求,保證梁底部箍筋及波紋管的最小保護層厚度要求。
4 結(jié)束語
由上述可知,裝配式梁橋的上部結(jié)構(gòu)預制時,根據(jù)跨徑及內(nèi)力特點,分為普通鋼筋混凝土板或梁的預制、預應力鋼筋混凝土梁或板的預制。普通鋼筋混凝土梁板預制時較方便,但是適用于較小跨徑的橋梁;預應力混凝土梁板預制時,預應力筋的布置有幾種形式,應根據(jù)梁或板的構(gòu)造、跨徑及工廠預制設備及條件進行合理的選擇。
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作者簡介:段瑞芳(1980,7-),女,河北衡水人,碩士研究生,陜西交通職業(yè)技術(shù)學院講師,主要從事橋梁與隧道方面的教學及科研工作。