預制梁張拉向上撓曲的梁端防損

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

預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)有限責任公司，重慶 400010； 2.重慶景帝園林藝術有限公司，重慶 401147；3.重慶黎昌園林有限責任公司，重慶 400014)

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

預制梁；破損；臺座處理；調平鋼板

公路橋梁預制梁是在預制場制作成型，用架梁設備架設安裝，具有能克服地形困難、免于搭設支架、半工廠化制作、加快進度的特點，在公路橋梁中應用廣泛。

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

預制梁豎向向上撓曲后，中部脫空與預制臺座產生間隙，兩端成為支點。梁體豎向向上撓曲，兩端頭勢必有向中部變形發生，改變了梁體水平平展與臺座的貼合擱置狀態。梁端頭在向中部變形、向上撓曲的情況下，成為承受整片預制梁的受力支點，應力集中且與臺座產生滑移，梁端混凝土會被拉裂、產生裂紋、掉塊缺角、破損、以致被破壞，影響預制梁的成型質量，傷害預制梁耐久性，影響橋梁外觀。

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

1 預制(T)梁概況

閬中市嘉陵江四橋預制(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，混凝土強度等級C50。中部30 m范圍內標準斷面腹板寬20 cm、馬蹄48 cm×40 cm(斷面Ⅰ—Ⅰ)，兩端各5.625 m漸變為(斷面Ⅱ—Ⅱ)腹板寬32 cm、馬蹄60 cm×70 cm。具體結構見圖1。

預應力鋼束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，N5并排布置于腹板底。預應力鋼束自中部向兩端翹起，錨固于梁體端頭(圖2)。

圖1 預制梁構造

圖2 預應力鋼束布置

圖3 預埋調平鋼板

采用在橋上預制，澆筑混凝土臺座。臺座寬度與預制梁腹板寬尺寸一致，中部寬48 cm，端部漸變為60 cm。定型鋼模板配附著式振動器。采用Midas Civil有限元分析，梁體在預應力施加后，中部會產生向上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

分析了梁體在預應力下變形產生的原因，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

預制梁混凝土C50，強度等級高，膠凝材料需用量相應較大，在其他材料不變的情況下，會降低混凝土的彈性模量，在預應力施加后，變形有增大的趨勢。配合比的設計原則，是增大混凝土的彈性模量，減小預制梁的受力變形，縮小梁端的變形量。在滿足強度的情況下，控制膠凝材料總量。經多次試驗驗證，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，能使混凝土在受力情況下，減小徐變。優選級配良好，屬Ⅰ區范圍的粗細骨料，增大粗骨料用量，減小砂率，使混凝土彈模有增大趨勢[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減少，混凝土的收縮徐變相應減小。

2.2 臺座端頭處理

預制梁底設有支座調平鋼板(圖3)，調平鋼板出露于梁底，在制作時埋入梁端，預先設置為與橋梁縱坡一致的坡度。在預制梁安裝時，調平鋼板擱于水平的支座上，調平鋼板預設的坡度轉換到梁體上，就能將梁體調整為橋梁設計縱坡一致，滿足橋梁設計各種縱向坡度的變化。

針對梁底設有調平鋼板的特點，可將梁體受預應力向上撓曲，端頭支點受力轉移到調平鋼板上，就能防止混凝土的單點受力，調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。在調平鋼板與臺座鋼板間涂抹潤滑油脂，兩者之間滑動變形阻力減小，既不限制調平鋼板位移，也不損傷梁體混凝土及臺座鋼板。

2.2.1 穿帶孔

要使調平鋼板出露于梁體，需對臺座梁端部位進行相應處理(圖4)。臺座在預制梁端橫隔板附近設安裝起吊索具的穿帶孔。穿帶孔順梁體長40 cm，與調整鋼板間隔20 cm，在梁體澆筑時用木楔支墊鋼板1，使其與梁體底面平齊并支墊牢固。在預應力施加前將木楔松開，拆除鋼板1。

圖4 梁端臺座處理

穿帶孔將臺座分隔為Ⅰ、Ⅱ區(靠近梁體中部為Ⅰ區，端部為Ⅱ區)。

2.2.2 調平鋼板出露

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

因臺座Ⅱ區與梁底間隙2 cm，在調平鋼板的前后設置木板2、3，木板2、3厚度2 cm，木板在受擠壓時，自身變形能保護梁體混凝土免于受損。支墊于臺座Ⅱ區上，使其梁底在成型后底面平齊。木板2、3與臺座之間均敷上一層油脂，減小木板位移時的阻力。

2.2.3 混凝土及預應力

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

按設計要求，張拉齡期大于或等于5 d，強度達90 %再進行預應力張拉。張拉時，拆除穿帶孔的木楔及鋼板1，穿帶孔梁體成為自由區段。臺座Ⅱ區范圍內的調平鋼板、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，調平鋼板成為受為支點，穿帶孔板1拆除后，向內的位移不受阻擋，與臺座Ⅱ區面之間有潤滑油脂，滑動也較自由。

3 結束語

采取了優化配合比、梁端臺座處理、施工工藝的控制措施后，預制梁的生產順利進行，梁端在張拉后未出現裂紋、缺棱掉角、梁體損傷的現象，梁體完好，尺寸準確、外觀優良。證明措施可靠，處理得當，可以為預制梁制作時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用技術指南[S].

趙德海(1964～)，男，本科，高級工程師，主要從事建筑企業與工程管理工作；張濤(1978～)，男，本科，高級工程師，主要從事工程管理與技術創新工作；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。

U445.47+1

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[定稿日期]2016-06-15