大跨徑預應力T梁側彎控制與處理

楊如華

(貴州省公路局高速公路建設營運中心)

大跨徑預應力T梁側彎控制與處理

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點，分析了50 mT梁施工后產生側彎的原因，并提出了可行的控制措施與處理方法。使T梁的側彎值滿足規范要求，為同類工程提供了施工經驗。

預制T梁;側彎;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內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，全橋結構為2*50 m+(94+180+94)m+2*(4*50)m的預應力混凝土連續梁橋，橋墩結構為柱式橋墩、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梁張拉后對其側彎控制要求較高(≤3 cm)，施工難度較大。

2 控制側彎的重要性

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梁側彎的產生，但是當完成但張拉完成后，發現T梁產生了不同程度的側彎，尤其是邊梁的側彎較為顯著。側彎少則幾毫米，多則幾公分，而伸長量和起拱度符合設計要求。側彎程度隨時間推移逐漸增大。T梁的側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生偏位，從而影響橋面系施工。T梁側彎還使梁體之間現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梁見的梁肋間距發生改變，影響梁體承載力。

3 T梁側彎的原因

3.1 設計因素

邊梁在設計上外側沒有橫隔板，從設計了就導致了整片T梁重心的偏位。結構上的不對等，在張拉受力相等的情況下，兩側所產生的應力變形不對等。這種由于結構設計而產生的側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驗豐富的作業人員。如果施工技術員經驗不夠豐富，對現場情況不夠了解與重視，任由工人野蠻施工，不但會使T梁在張拉完成后產生側彎現象，嚴重時還會對整片T梁的質量產生影響。

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生較大的偏差，同時產生額外的不在軸線方向上的應力。這樣將會產生側向彎矩，從而導致T梁的側彎。N4左、N4右兩束鋼絞線定位不對稱，是造成側彎的主要原因。

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，就容易產生側彎。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梁發生側彎的重要原因之一。

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，這是產生側彎的又一個主要原因。梁內預應力鋼束N4左、N4右從跨中到端部的平彎走向，造成張拉時產生橫向分力和側向彎矩，又因梁體剛度較小，故出現側向彎曲。一旦梁體出現側向彎曲變形，則在該力的作用下將產生更大的側向彎矩，側向變形將有進一步增大的趨勢。而設計的張拉順序將導致產生側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工作，則根據歐拉臨界應力公式:

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，產生側向彎曲的變形。

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梁產生側彎的五點因素，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梁產生側彎的產生。

(1)增強施工管理意識，強化責任感。從每一道施工工序入手，嚴把質量關，檢驗合格后方能進行下一道工序施工。除了對施工作業人員進行技術交底外，還應不定期進行作業培訓，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量不足，就容易出現定位不牢的情況。從而導致邊梁混凝土澆筑中，下落的混凝土對波紋管產生碰撞，使波紋管的位置發生偏差，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量來減少邊梁的側彎。

(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的油表進行重新標定，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。若發生以下情況，必須重新標定:①張拉時，預應力鋼絞線出現斷絲;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

T梁預制施工中，我們會遇到很多問題，側彎是一個普遍存在的現象，本文僅分析側彎的主要原因。對此，T梁施工過程中，應嚴格按照設計圖紙及相關技術規范進行預制，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范，定位不準等問題引起的T梁側彎，此外，張拉過程中也應嚴格按照施工程序和相關操作規范進行，不得隨意張拉應力。

［1］田敬學.50 m預應力T梁邊梁側彎控制技術［J］.市政技術，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彎原因及控制技術［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)側彎的控制措施［J］.山西建筑，2011，(16).

U445

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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。