趙德海，張 濤，周路露，胡 娟(.重慶城建控股(集團(tuán))有限責(zé)任公司，重慶 40000； .重慶景帝園林藝術(shù)有限公司，重慶 4047；.重慶黎昌園林有限責(zé)任公司，重慶 40004)

預(yù)制梁張拉向上撓曲的梁端防損

趙德海1，張 濤1，周路露2，胡 娟3
(1.重慶城建控股(集團(tuán))有限責(zé)任公司，重慶 400010； 2.重慶景帝園林藝術(shù)有限公司，重慶 401147；3.重慶黎昌園林有限責(zé)任公司，重慶 400014)

預(yù)制梁是在臺(tái)座上澆筑成型，臺(tái)座面平齊，作為梁體的支撐面。預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，改變了預(yù)制梁的狀態(tài)，中部向上撓曲后，梁端成為支點(diǎn)，既有向中部的變形，又成為承受整片預(yù)制梁的受力支點(diǎn)。梁端混凝土容易破損、拉裂，影響預(yù)制梁的成型質(zhì)量，對(duì)耐久性、外觀也不利。閬中嘉陵江四橋預(yù)制梁采取了配合比優(yōu)化、梁端臺(tái)座處理、工藝措施加以控制，成效明顯。

預(yù)制梁；破損；臺(tái)座處理；調(diào)平鋼板

公路橋梁預(yù)制梁是在預(yù)制場(chǎng)制作成型，用架梁設(shè)備架設(shè)安裝，具有能克服地形困難、免于搭設(shè)支架、半工廠化制作、加快進(jìn)度的特點(diǎn)，在公路橋梁中應(yīng)用廣泛。

預(yù)制梁在臺(tái)座上澆筑成型，施加預(yù)應(yīng)力后，壓漿封錨，再架設(shè)安裝。預(yù)制梁預(yù)應(yīng)力鋼束布置于腹板，呈兩頭高中部底的豎向彎曲狀。施加預(yù)應(yīng)力后，彎曲應(yīng)力會(huì)使預(yù)制梁中部豎向向上撓曲，撓曲度受混凝土配合比、齡期、振搗、養(yǎng)護(hù)等因素影響，與預(yù)制梁的跨徑成正比。即使在預(yù)制臺(tái)座上設(shè)有反拱作為張拉撓曲的預(yù)防措施，也僅僅是使預(yù)制梁腹板在撓曲后呈水平直線，預(yù)制梁本身受彎曲應(yīng)力撓曲不可避免，這是預(yù)制梁生產(chǎn)中存在的普遍現(xiàn)象。

預(yù)制梁豎向向上撓曲后，中部脫空與預(yù)制臺(tái)座產(chǎn)生間隙，兩端成為支點(diǎn)。梁體豎向向上撓曲，兩端頭勢(shì)必有向中部變形發(fā)生，改變了梁體水平平展與臺(tái)座的貼合擱置狀態(tài)。梁端頭在向中部變形、向上撓曲的情況下，成為承受整片預(yù)制梁的受力支點(diǎn)，應(yīng)力集中且與臺(tái)座產(chǎn)生滑移，梁端混凝土?xí)焕?、產(chǎn)生裂紋、掉塊缺角、破損、以致被破壞，影響預(yù)制梁的成型質(zhì)量，傷害預(yù)制梁耐久性，影響橋梁外觀。

在閬中嘉陵江四橋預(yù)制梁(T梁)生產(chǎn)過(guò)程中，從混凝土配合比、張拉齡期、施工工藝、預(yù)制臺(tái)座梁端處治等方面入手，制定針對(duì)性的措施，使預(yù)制梁在制作過(guò)程中避免了張拉撓曲的梁端破損，成型質(zhì)量得到有效控制。

1 預(yù)制(T)梁概況

閬中市嘉陵江四橋預(yù)制(T)梁為8跨，分左右幅，每跨12片，共96片。梁體跨徑41.25 m，梁高2.5 m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50。中部30 m范圍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)斷面腹板寬20 cm、馬蹄48 cm×40 cm(斷面Ⅰ—Ⅰ)，兩端各5.625 m漸變?yōu)?斷面Ⅱ—Ⅱ)腹板寬32 cm、馬蹄60 cm×70 cm。具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

預(yù)應(yīng)力鋼束N1～N5，其中N5為2束，共6束，每束由9φ15.2鋼絞線組成，采用后拉法施工。N1～N4由下而上依次布置于腹板內(nèi)，N5并排布置于腹板底。預(yù)應(yīng)力鋼束自中部向兩端翹起，錨固于梁體端頭(圖2)。

圖1 預(yù)制梁構(gòu)造

圖2 預(yù)應(yīng)力鋼束布置

圖3 預(yù)埋調(diào)平鋼板

采用在橋上預(yù)制，澆筑混凝土臺(tái)座。臺(tái)座寬度與預(yù)制梁腹板寬尺寸一致，中部寬48 cm，端部漸變?yōu)?0 cm。定型鋼模板配附著式振動(dòng)器。采用Midas Civil有限元分析，梁體在預(yù)應(yīng)力施加后，中部會(huì)產(chǎn)生向上3.5 cm的撓度，梁體的端頭因變形易受到損傷。

2 端頭防損措施

分析了梁體在預(yù)應(yīng)力下變形產(chǎn)生的原因，盡量減小梁體的受力變形；受力變形始終存在，且減小有限，重點(diǎn)是在減小梁體端頭受力變形的阻力，并滿足承受梁體自重的要求。

2.1 混凝土配合比

預(yù)制梁混凝土C50，強(qiáng)度等級(jí)高，膠凝材料需用量相應(yīng)較大，在其他材料不變的情況下，會(huì)降低混凝土的彈性模量，在預(yù)應(yīng)力施加后，變形有增大的趨勢(shì)。配合比的設(shè)計(jì)原則，是增大混凝土的彈性模量，減小預(yù)制梁的受力變形，縮小梁端的變形量。在滿足強(qiáng)度的情況下，控制膠凝材料總量。經(jīng)多次試驗(yàn)驗(yàn)證，將膠凝材料總量控制在500 kg/m3。膠凝材料控制在一定范圍內(nèi)，能使混凝土在受力情況下，減小徐變。優(yōu)選級(jí)配良好，屬Ⅰ區(qū)范圍的粗細(xì)骨料，增大粗骨料用量，減小砂率，使混凝土彈模有增大趨勢(shì)[1]。摻入聚羧酸型高性能外加劑，減小水灰比，將水灰比控制在0.3，用水量減少，混凝土中的空隙相應(yīng)減少，混凝土的收縮徐變相應(yīng)減小。

2.2 臺(tái)座端頭處理

預(yù)制梁底設(shè)有支座調(diào)平鋼板(圖3)，調(diào)平鋼板出露于梁底，在制作時(shí)埋入梁端，預(yù)先設(shè)置為與橋梁縱坡一致的坡度。在預(yù)制梁安裝時(shí)，調(diào)平鋼板擱于水平的支座上，調(diào)平鋼板預(yù)設(shè)的坡度轉(zhuǎn)換到梁體上，就能將梁體調(diào)整為橋梁設(shè)計(jì)縱坡一致，滿足橋梁設(shè)計(jì)各種縱向坡度的變化。

針對(duì)梁底設(shè)有調(diào)平鋼板的特點(diǎn)，可將梁體受預(yù)應(yīng)力向上撓曲，端頭支點(diǎn)受力轉(zhuǎn)移到調(diào)平鋼板上，就能防止混凝土的單點(diǎn)受力，調(diào)平鋼板能滿足成橋后的恒載與活載受力要求，也就足夠承受梁體本身荷載。在調(diào)平鋼板與臺(tái)座鋼板間涂抹潤(rùn)滑油脂，兩者之間滑動(dòng)變形阻力減小，既不限制調(diào)平鋼板位移，也不損傷梁體混凝土及臺(tái)座鋼板。

2.2.1 穿帶孔

要使調(diào)平鋼板出露于梁體，需對(duì)臺(tái)座梁端部位進(jìn)行相應(yīng)處理(圖4)。臺(tái)座在預(yù)制梁端橫隔板附近設(shè)安裝起吊索具的穿帶孔。穿帶孔順梁體長(zhǎng)40 cm，與調(diào)整鋼板間隔20 cm，在梁體澆筑時(shí)用木楔支墊鋼板1，使其與梁體底面平齊并支墊牢固。在預(yù)應(yīng)力施加前將木楔松開(kāi)，拆除鋼板1。

圖4 梁端臺(tái)座處理

穿帶孔將臺(tái)座分隔為Ⅰ、Ⅱ區(qū)(靠近梁體中部為Ⅰ區(qū)，端部為Ⅱ區(qū))。

2.2.2 調(diào)平鋼板出露

臺(tái)座Ⅰ區(qū)與梁底面平齊，臺(tái)座Ⅱ區(qū)(梁端部位)低于臺(tái)座Ⅰ區(qū)(梁體中部)2 cm，與梁底間隙2 cm。調(diào)平鋼板擱置臺(tái)座Ⅱ區(qū)上并敷上一層油脂，調(diào)整坡度，滿足預(yù)制梁安裝后的橋梁縱坡要求，在澆筑后，調(diào)平鋼板便出露于梁體。

因臺(tái)座Ⅱ區(qū)與梁底間隙2 cm，在調(diào)平鋼板的前后設(shè)置木板2、3，木板2、3厚度2 cm，木板在受擠壓時(shí)，自身變形能保護(hù)梁體混凝土免于受損。支墊于臺(tái)座Ⅱ區(qū)上，使其梁底在成型后底面平齊。木板2、3與臺(tái)座之間均敷上一層油脂，減小木板位移時(shí)的阻力。

2.2.3 混凝土及預(yù)應(yīng)力

在澆筑過(guò)程中，坍落度應(yīng)控制在配合比范圍內(nèi)，充分振搗，排出氣泡，使梁體混凝土充分密實(shí)，并將浮漿清理排出。澆筑完成后，及時(shí)覆蓋酒水養(yǎng)護(hù)，保證混凝土硬化需水量，充分硬化。

按設(shè)計(jì)要求，張拉齡期大于或等于5 d，強(qiáng)度達(dá)90 %再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。張拉時(shí)，拆除穿帶孔的木楔及鋼板1，穿帶孔梁體成為自由區(qū)段。臺(tái)座Ⅱ區(qū)范圍內(nèi)的調(diào)平鋼板、板2、板3在中部梁體向上撓曲，端頭向下的變形影響下，木板2、木板3受擠壓變形，調(diào)平鋼板成為受為支點(diǎn)，穿帶孔板1拆除后，向內(nèi)的位移不受阻擋，與臺(tái)座Ⅱ區(qū)面之間有潤(rùn)滑油脂，滑動(dòng)也較自由。

3 結(jié)束語(yǔ)

采取了優(yōu)化配合比、梁端臺(tái)座處理、施工工藝的控制措施后，預(yù)制梁的生產(chǎn)順利進(jìn)行，梁端在張拉后未出現(xiàn)裂紋、缺棱掉角、梁體損傷的現(xiàn)象，梁體完好，尺寸準(zhǔn)確、外觀優(yōu)良。證明措施可靠，處理得當(dāng)，可以為預(yù)制梁制作時(shí)梁端防損控制提供一些借鑒。

[1] SCG F51-2010 橋梁高性能混凝土制備與應(yīng)用技術(shù)指南[S].

趙德海(1964～)，男，本科，高級(jí)工程師，主要從事建筑企業(yè)與工程管理工作；張濤(1978～)，男，本科，高級(jí)工程師，主要從事工程管理與技術(shù)創(chuàng)新工作；周路露(1983～)，女，本科，工程師，主要從事市政工程管理工作；胡娟(1983～)，女，本科，工程師，主要從事市政園林工作。

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[定稿日期]2016-06-15