混凝土箱梁預應力張拉方法的對比研究

宋　璨　張昌誼

(1.珠海市工程監理有限公司，廣東 珠海　519075；　2.珠海華發高新建設控股有限公司，廣東 珠海　519075)

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混凝土箱梁預應力張拉方法的對比研究

宋璨1張昌誼2

(1.珠海市工程監理有限公司，廣東 珠海519075；2.珠海華發高新建設控股有限公司，廣東 珠海519075)

介紹了預應力混凝土箱梁橋的特點，對比分析了混凝土箱梁腹板鋼束與頂、底板鋼束的預應力張拉方法，總結了各種預應力張拉方法的適用范圍和優缺點，為同類橋梁的設計與施工提供參考。

混凝土箱梁，預應力，張拉方法，適用范圍

0　引言

隨著現代化交通建設的發展和需要，預應力混凝土箱梁憑借其整體性好、跨越能力強、橋型美觀等特點在我國的橋梁工程中被廣泛地采用。本文描述了各種預應力張拉方法，并通過分析比較，對其適用范圍和優缺點進行了研究。

1　預應力張拉方法的描述

預應力張拉方法可以根據鋼束在箱梁中的位置進行如下分類。

1.1腹板鋼束的張拉方法

1)普通兩端張拉方法。此種方法是在梁端都有條件的情況下對腹板束進行張拉。由于有足夠的張拉空間，梁端只需要留15 cm或20 cm的封錨，如圖1所示。

2)設置后澆帶的兩端張拉方法。此種方法是在相鄰箱梁空間不夠的情況下，在梁端留出一定尺寸的后澆帶對腹板束進行張拉，完畢后再澆筑后澆帶，如圖2所示。

圖1　普通兩端　　　　　　　　　　　圖2　設置后澆帶　張拉立面圖(單位：cm)　　　　　　　張拉立面圖(單位:cm)

3)單端張拉方法。此種方法是將腹板束一端固定在箱梁中，選擇有空間的另一側張拉，張拉端設置15 cm或20 cm的封錨，如圖3所示。

4)頂板開槽的兩端張拉方法。此種方法在梁端不設置封錨或后澆帶，在箱梁頂板開槽口張拉腹板束，完畢后再澆筑槽口，如圖4所示。

圖3　單端張拉立面圖(單位：cm)

圖4　頂板開槽張拉立面圖(單位：cm)

5)AB梁張拉方法。此種方法為保證相鄰箱梁有足夠的張拉空間，設置A梁和B梁，并采用以下施工順序：先澆筑A梁混凝土(A梁端橫梁暫時不澆筑)，然后張拉A梁腹板束，完畢后才澆筑B梁混凝土，再利用A梁端橫梁的空間張拉B梁腹板束，最后在A梁端橫梁處澆筑無收縮混凝土，如圖5所示。

1.2頂、底板鋼束的張拉方法

1)頂板預留槽的兩端張拉方法。此種方法在頂板預留槽口張拉頂板束，完畢后再澆筑槽口，如圖6所示。

2)設置齒塊的兩端張拉方法。此種方法是為了滿足張拉需要，在頂、底板束兩端布置齒塊，如圖7所示。

3)設置齒塊的單端張拉方法。此種方法是將頂、底板束一端固定在箱梁中，另一側為了張拉需要布置齒塊，如圖8所示。

圖5　AB梁張拉平面圖(單位：cm)

圖6　頂板預留槽張拉平、立面圖(單位：cm)

圖7　設齒塊兩端張拉立面圖(單位：cm)

圖8　設齒塊單端張拉立面圖(單位：cm)

2　預應力張拉方法的對比

普通兩端張拉方法適用于單聯混凝土簡支、連續梁以及多聯混凝土簡支、連續梁，中間若干聯為鋼梁或者鋼混組合梁的情況。該方法的優點是鋼束通過梁端，對受力有利；缺點是橋臺背墻必須張拉鋼束后澆筑。

設置后澆帶的兩端張拉方法適用于多聯混凝土簡支、連續梁的情況。該方法的優點是各聯互不影響，可同時施工，也可有選擇的先后施工，縮短了工期；缺點是由于后澆帶的影響，分聯處支座間距拉開，下部結構縱向尺寸變大，影響橋墩或蓋梁的美觀。

單端張拉方法適用于施工方向確定的多聯小跨徑混凝土簡支梁的情況。該方法的優點是鋼束短，預應力損失小；缺點是必須逐聯張拉，施工順序不能改變，施工周期長。

頂板開槽的兩端張拉方法適用于梁端沒有張拉空間的多聯混凝土簡支、連續梁的情況。該方法的優點是分聯處支座間距小，可以減少下部結構工程量；缺點是梁端沒有鋼束通過，受力不利，頂板開槽處混凝土應力集中，易產生裂縫。

AB梁張拉方法適用于城市軌道交通中多聯混凝土簡支、連續梁的情況。該方法的優點是鋼束通過梁端，對受力有利，且分聯處橋梁支座間距小，減小下部結構縱向尺寸；缺點是箱梁模板需按AB梁分別設計，B梁腹板要加厚，增加混凝土用量，施工順序變復雜，施工難度加大。

頂板預留槽的兩端張拉方法適用于簡支轉連續預制混凝土小箱梁的情況。該方法的優點是負彎矩束的錨頭在箱內，結構耐久性好；缺點是鋼束線形受限制，存在張拉不到位，張拉過程中頂板崩裂以及槽口混凝土質量難以保證的問題。

設置齒塊的兩端張拉方法適用于當腹板束不能滿足混凝土連續梁受力要求時，利用短束提高強度，降低應力的情況；設置齒塊的單端張拉方法適用于當腹板束不能滿足混凝土連續梁受力要求時，利用通長束提高強度，降低應力的情況。兩個方法的優點是布束靈活，可有效利用箱梁內的空間；缺點是齒塊與頂、底板交界處易產生橫向裂縫，降低箱梁的耐久性，給結構安全帶來重大隱患。

對比普通兩端張拉方法與頂板開槽的兩端張拉方法：普通兩端張拉方法受力較均勻；頂板開槽的兩端張拉方法受力變化幅度較大，梁端由于預應力的缺失導致出現明顯的拉應力，可利用局部鋼筋加強。

對比設置后澆帶的兩端張拉方法與AB梁張拉方法：設置后澆帶的兩端張拉方法可以根據受力情況選擇布置兩排腹板束或一排腹板束，而AB梁張拉方法由于箱室尺寸的限制只能布置一排腹板束。

對比頂板預留槽的兩端張拉方法與設置齒塊的兩端張拉方法：頂板預留槽的兩端張拉方法限于小噸位鋼束，設置齒塊的兩端張拉方法可采用較大噸位鋼束。

3　結語

所有預應力張拉方法都是成熟穩定、技術可行，能經受計算與現場檢驗的。對于客觀條件不同的橋梁，應結合項目具體情況選用一種合適的張拉方法或者幾種張拉方法配合使用，以期實現設計與施工的最優化。

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On comparison of concrete box grider prestressed tension methods

Song Can1Zhang Changyi2

(1.ZhuhaiEngineeringInspectionCo.,Ltd,Zhuhai519075,China;2.ZhuhaiHuafaHigh-TechConstructionCompany,Zhuhai519075,China)

The paper introduces the features for the prestressed concrete box girder bridge, compares the pretressed tension methods of the web plate steel cable, top and bottom plate steel cable, and sums up the applied scopes, advantages and disadvantages of the prestressed tension methods, so as to provide some reference for the design and construction of similar bridges.

concrete box girder, prestress, tension method, applied scope

1009-6825(2016)21-0169-02

2016-05-14

宋璨(1983- )，男，工程師

U448.213

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