后张预应力混凝土简支梁现场预制质量控制的建议

２０１１年第１５期　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　０建筑与工程０　科技信息　后张预应力混凝土简支梁现场预制　质量控制的建议　镇　鹏　（武汉铁路局建设管理处　湖北武汉４３００７１）　【摘要】后张预应力混凝土简支梁广泛应用于铁路和公路建设中，本文根据多年从事建设管理的经验，指出后张预应力混凝土简支梁在　现场预制时质量控制的几个要点，供施工单位参考。　【关键词】后张预应力简支梁；质量控制；建议‘　０概述　壁很薄．在穿人管道和固定管道时极易戳破，因此在管道定位后，要对　管道进行全面检查，检查管道完好情况、管道接头包扎情况，防止浇筑　后张预应力混凝土简支梁广泛用于铁路和公路建设中，是目前应　混凝土时流入水泥浆，管道定位质量控制点主要有管道位置的准确和　用最广泛的梁式之一，制作工艺成熟，但现场预制时由于场地条件、外　管道的完好。　部因素和操作工人的工艺水平等原因，在一些细节上容易忽视，给成　１．３混凝土的捣固　品梁的质量造成缺陷，在使用过程中造成安全隐患，本文结合现场检　查的情况和多年从事建设管理的经验，分析了在预制过程中容易忽视　的地方，以供施工单位在施工过程中加强注意，提高施工能力，确保工　程施工质量。　混凝土的捣固主要采用附着式振捣器和插入式振捣棒。附着式振　捣器安装在外模的下部，主要震捣范围为梁底部和１／３梁梗高度；插　入式振捣棒主要振捣范围为梁梗和梁上部。振捣时间要严格控制，振　捣时间过长容易造成混凝土离析，表面出现泌水，振捣时间过短，混凝　１质量控制要点　土捣固不密实．容易漏捣出现空洞。　附着式振捣器需同时开动灌注部位两侧模板上的振捣器，做到均　主要从梁的模板制作、钢筋绑扎及管道定位、混凝土的捣固和预　匀对称捣固．对已捣固的混凝土尽可能减少反复振捣，待梁下翼缘全　应力筋的张拉四个方面提出建议，供有关技术人员参考。　部混凝土灌注后，可同时开动附着式捣固器，捣固１分钟左右，以使整　１．１梁的模板　片梁混凝土均匀。　后张预应力简支梁截面主要有Ｔ形和箱形两种型式，Ｔ形截面梁　插入式振捣棒应轻放轻提，遇到钢筋障碍应换位振捣，防止振捣　模板主要由外模、底模和端模组成；箱形截面梁模板增加了内模，由于　棒抽不出来，为防止振捣棒插入过深，改变管道的位置，应在梁模板上　箱形截面梁截面变化少，在此主要论述Ｔ形截面梁的模板。　标记最上层管道的位置线，捣固棒离管道ｌＯ厘米左右，尽量减少对管　底模一般采用厚度１２ｍｍ钢板和［。。槽钢纵横梁组成，底模安设质　道的干扰以保证管道位置的准确。　量的关键是预留好反拱度和预埋支座板锚栓的位置和标高，要求精度　混凝土捣固质量控制点主要有振捣时间的控制和保证管道的位　控制在ｌｍｍ以内，同时对制梁台座处地基要进行处理，确保地基稳　置。在制作每片梁的捣固过程中，做好捣固记录，待梁外模拆除后及时　固。　检查梁的外观，根据外观情况对照捣固时间进行调整，改进捣固工艺，　外模一般按４ｍ左右长度进行分节，分节太短或过长，都会造成　确保成品梁内实外美。　模板拚装麻烦。一般采用厚度８－１０ｒａｍ钢板为面板、［。。或［　：槽钢作钢　１．４预应力筋的张拉　架，外模顶部和底部分别通过角钢拉杆来调节上部或下部的模板尺　千斤顶一般根据锚具类型、力筋规格和张拉力进行选配，常用的　寸。Ｔ梁一般设有端部和中间横向联接系、泄水孔、有些还设有横向张　有穿心式双作用千斤顶。千斤顶在使用前必须与高压油泵和压力表一　拉筋，模板制作时要对上述细部尺寸准确放线、精心焊制，模板加工完　起配套标定。标定由专业计量单位进行，标定完后要根据标定数值计　成后，在现场先试拚，并对照梁的图纸认真核对细部尺寸，确保成品梁　算各级张拉力的油表压力值，以便张拉时控制张拉力。有两点值得注　的尺寸准确。外模的质量控制点主要是细部尺寸确保按设计图纸位置　意，一是标定单位，一定要选用专用计量单位，建议选用省级或市级计　准确无误，钢模拚装前复核，钢模拚装完成后再复核，确保梁部混凝土　量单位。二是油表精度，一定要按设计、国家和部委规范的精度．不能　成型后精度符合验标的要求。　降低油表精度。　端模由于预应力筋需同锚具垂直．形式一般为阶梯状，同时力筋　张拉前，梁体混凝土强度和弹性模量值应达到设计规定的数值，　的预留孔道位置要求精度很高，虽然端模只有两块，但往往是模板设　弹性模量值的重要性有时被部分施工单位忽视，弹性模量值是混凝土　计、加工和安装中最为复杂的一环，需要引起大家的广泛重视。　的刚度指标，反映混凝土抵抗变形的能力，混凝土强度值是强度指标，　模板制作工艺和精度影响梁成型后的尺寸精度，需要引起施工单　反映混凝土抵抗破坏的能力，两者意义完全不同。同时张拉前应做好　位的重视，尽量采用大节段、厚钢板、强支撑，各种预留孔、预埋件位置　测量梁体上拱度的标记，以便同张拉完成后的上拱值作比较。　准确，符合设计要求，同时要加强检查，模板拚装成型后检查各细部尺　力筋张拉顺序和控制应力按设计要求，张拉时应使千斤顶、锚具　寸，确保成品梁的各部分尺寸准确无误、偏差符合验标规定。　和力筋位于同一轴线上，千斤顶同梁端部锚下垫板垂直，同时千斤顶　１．２钢筋绑扎及管道定位　用绳索吊在简易支架上，以便张拉完成后千斤顶不往下掉。张拉控制　预应力梁主要受力钢筋由预应力钢绞线承担，普通钢筋承担部分　应力到位后静停５分钟，在此期间当油压表压力下降时应及时张拉，　主拉应力及钢筋骨架作用，由于简支梁钢绞线呈抛物线型分布，梁端　保持张拉力的稳定；同时测定钢绞线的伸长值并与计算伸长值相比　部钢绞线密布．且端部普通钢筋分布也很密，因此在绑扎钢筋时事先　较，差值不应超过６％，否则应分析原因，若系钢绞线问题应进行更换，　要制订绑扎顺序，从内到外、从中间往两端绑扎，避免返工，部分普通　重新张拉。张拉完成后，应在锚圈口对钢绞线上做标记，经２４小时后　钢筋往往要避让力筋管道位置，待力筋管道定位后应补强普通钢筋。　检查是否滑丝，确定无滑丝后再采用机械方式切割，若采用乙炔焰切　由于Ｔ梁截面较高，钢筋骨架容易倾斜，需要增加斜撑，在安装外模时　割，应用湿布包裹钢绞线并用水降温。若滑丝，应查找原因，及时更换　再将斜撑取掉：同时由于Ｔ梁腹板较薄，钢筋保护层需要控制准确，混　钢绞线再进行张拉。　凝土垫块预制时需要按粱体混凝土强度来制作，要控制好垫块的大　２建议　小、厚度和强度，做到大小一致、厚度适中、强度满足。　管道定位准确是力筋位置准确的基础，也是梁体受力传力的保　障。管道通常采用金属波纹管，定位采用钢筋焊制的支架，管道在高度　方向和横向的尺寸要求逐处检查并记录存人竣工资料中。由于波纹管　上述从预制梁工艺其中的四个方面分析了质量控制要点，另外预　制梁的台座、混凝土的灌注及养生、管道压浆和移梁（下转第２５８页）　２０１１年第１５期　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮ＇ＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　０建筑与工程。　科技信息　工况三：浇注后浇层混凝土　钢梁下翼缘应力　暑口ｓ￣ｌ￣５＝１４０．０ＭＰａ　工况三弯矩计算结果，跨中弯矩为Ｍ３＝７４７．４２ｋＮ．ｍ。　因此钢梁上翼缘应力口　一１１．２ＭＰａ　钢梁下翼缘应力Ｏ＇ｓｂ３＝４．７ＭＰａ　混凝土板上表面应力ｃｒ￣３＝ＯＭＰａ　中支座反力Ｒ３＝６４１ｋＮ　工况四：拆除ｆ临时支撑　混凝土板上表面应力　＝　仃“　一１　１．８ＭＰａ　跨中挠度８　∑８１　＝１７２ｍｍ　工况十：工况九＋工况六＋工况七　钢梁上翼缘应力Ｏ＇ｓｔｌｏ＝ｏ－，９＋ｃｒ，￣－ｏ＇，ｏ＝－６５．１ＭＰａ　钢梁下翼缘应力盯　ｌ　盯　盯　仃　＝１６５．３ＭＰａ　混凝土板上表面应力叮　ｌ０＝盯　盯　仃　一２１．３ＭＰａ　跨中挠度６ｌ０＝８９＋￣＋Ｂ７＝１９０ｍｍ　工况十一：工况九＋工况六＋工况八　钢粱上翼缘应力口　＝　．　吐８＝一８４．４ＭＰａ　钢粱下翼缘应力ｏ　ｌｌ＝仃　盯　＋盯出８＝ｌ７９．１ＭＰａ　混凝土板上表面应力盯ｄｌｌ＝　＋盯　叮ｃ瞧＝一１５．１ＭＰａ　跨中挠度８ｌｌ＝８　８　８８＝２１４ｍｍ　根据以上计算结果，钢梁上翼缘最大压应力一８４．４ＭＰａ，钢梁底板　单个支撑反力值Ｒ＝Ｒ　＋Ｒ２＋Ｒ３＝１２９８ｋＮ，将支撑反力反向加载至单　根组合梁上，所得弯矩分布结果如３．９所示，跨中弯矩为Ｍ４＝　２２７１５ｋＮ．ｉｎ。　因此，钢梁上翼缘应力　＝一３３．４ＭＰａ　钢粱下翼缘应力口　１０２．９ＭＰａ　混凝土板上表面应力Ｏ＇ｃｔ４＝一９．３ＭＰａ　跨中挠度５４＝１３７ｍｍ　工况五：二期恒载　最大拉应力１７９．１ＭＰａ。混凝土板上表面最大压应力一２１．３ＭＰａ，均小于　在均布荷载１４ｋＮ／ｍ的作用下，组合梁跨中弯矩Ｍ５＝６０９２ｋＮ．Ｉｎ。　因此，钢梁上翼缘应力　一９．０ＭＰａ　钢粱下翼缘应力Ｇｒａｂｓ＝２７，６ＭＰａ　混凝土板上表面应力　一２．５ＭＰａ　跨中挠度８５＝３５ｍｍ　工况六：汽车荷载　材料的允许应力，符合规范要求。　’　为减小主梁在正常使用阶段出现过大挠曲变形，钢箱梁在工厂制　作时预先设置了预拱度。根据规范要求，主桥预拱度可按恒载＋１，２静　活载作用下的主梁挠度设置钢箱梁预拱度。由上述计算得到，主桥上　部结构在恒载＋１／２静活载作用下跨中最大挠度为１８９ｍｍ，取２１０ｒａｍ　为钢箱粱荷载预拱度值。　３．２主桥抗剪验算　首先计算冲击系数，计算结构的自振频率和振型。结构的基频ｆ＿　２．１．５１７Ｈｚ，冲击系数　：Ｏ．１７６７ｌｎｆ＿Ｏ．０１５７＝０．０５８。　恒载：　横向布置两个车遭的情况边梁受力最不利，因此可得汽车荷载作　钢梁自重：１８ｋＮ／ｍ　用下，边梁跨中控制点的最大应力为：　钢梁上翼缘应力Ｏ＇５ｔ６＝一１２．９ＭＰａ　钢粱下翼缘应力ｃｒ￣＝３４．５ＭＰａ　混凝土板上表面应力０　一５．４ＭＰａ　混凝土板自重：３７．５ｋＮ／ｍ　二期恒载自重：１４ｋＮ／ｍ　支座灌混凝土：５０ｋＮ　恒载作用下单根组合梁一侧支座反力：ｆ１８＋３７．５＋１４）ｘ３０＋５０＝　２１３５ｋＮ　据此，可进一步得到边梁跨中的横向分布系数为０．７７１。　７种车辆加载工况下竖向挠度的计算结果，当横向布置五个车道　时，边梁竖向挠度最大，８　＝３４．１ｍｍ，因此，活载作用下的挠跨比为１／　１７６０＜１／８００．满足规范的规定　工况七：梯度温升　活载：　按两车道进行布置，集中荷载Ｐｋ＝３６０ｘ１．２，布置于支座处，由　ＡＮＳＹＳ空间有限元分析，得到活载作用下单根组合梁一侧最大支座　反力：１２４２ｋＮ，由此可知边梁在支座处的横向分布系数为１．６６２。　根据上述计算结果．可得最不利组合下单根组合梁一侧最大支座　反力＝２ｌ３５＋１２４２＝３３７７ｋＮ。　梯度温升计算结果，从中可以看出，应力水平较低：　钢梁上翼缘应力　＝１２．９ＭＰａ　钢梁下翼缘应力口　一９．２ＭＰａ　混凝土板上表面应力Ｏ＇ｅｒ／－一４．１ＭＰａ　跨中挠度８７＝～１５．９ｍｍ　工况八：梯度温降　根据规范要求，支点剪力全部由钢梁腹板承担，即：＇ｒ＝５２ＭＰａ￣＜　１２０ＭＰａ．满足规范要求　３结束语　本章主要从主桥钢箱梁主桥抗弯、抗剪进行了结构分析和计算。　对于主桥的计算根据相关规范，进行了荷载工况不利组合，共分为十　个工况，通过ＡＮＳＹＳ建立模型分析计算，钢梁上翼缘最大压应力一　８４．４ＭＰａ，钢梁底板最大拉应力１７９．１ＭＰａ，混凝土板上表面最大压应　－３．１５所示为梯度温升计算结果，从中可以看出，应力水平较低：　钢梁上翼缘应力ｄ　８＝一６．４ＭＰａ　钢粱下翼缘应力口　８＝４．６ＭＰａ　混凝土板上表面应力ｄ　．１ＭＰａ　跨中挠度￣ｓ＝８ｍｍ　工况九：工况一＋工况二＋工况三＋工况四＋工况五　２１．３ＭＰａ，均小于材料的允许应力，符合规范要求。　［责任编辑：常鹏飞］　钢梁上翼缘应力口　∑　ｌ　—６５．１ＭＰａ　（上接第２４４页）存放也有相应的质量控制，在此不再设赘述，从上面　桥梁的工程质量。　３．２建设单位应提高工程建设管理能力，选择施工能力强、质量信誉　好的施工企业作为中标单位，施工期间加强检查指导，加大考核力度，　２，ｌ预制梁的专业要求高，质量要求高，要求施工单位切实制订质量　保证措施．监理单位加强检查．建设单位招标时对施工单位的资质和　技术水平进行针对的要求和考查。　２－２现场预制梁许多细节容易被忽视，造成质量缺陷，有条件的项目　【参考文献】　［１］ＴＺ２０３—２００８客货共线铁路桥涵工程施工技术指南．　尽量采用厂制梁，现场制梁必须按现场制梁的有关规定进行制梁场地　［２］铁建设［２０１０］１２５号．铁路桥梁施工机械配置指导意见　验收合格后方可开始制作，并按照规定进行静载弯曲抗裂试验。　可以看出：　让工程发挥良好的社会效益。ｅ　［３］ＴＢ１０４０２—２００７　Ｊ２６９—２００７铁路建设工程监理规范．　３结语　３．１桥梁是铁路和公路中重要的结构物，承担重要的作用，施工单位　从事工程管理工作。　要高度重视工程质量，提高工艺和装备水平；监理单位要按照监理规　范，加强对原材料的把关、旋工工序的把关、半成品的把关，切实保障　作者简介：镇鹏（１９７ｌ一），－ｚ．，ｔ　９，，２００８年毕业于中南大学土本工程专业　［责任编辑：汤静】