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40米预制T梁张拉中出现侧弯问题的分析与处理

针对保阜高速LJ-09标段范家沟大桥40米预制T梁张拉施工后主梁产生侧
弯变形进行原因分析,提出了相应的处理方案,有效地保证了现场预制梁的质量。

标签：预制T梁张拉侧弯原因分析处理方案

1工程概况

保阜高速是保定至阜平的高速公路,是河北省“五纵六横七条线”高速公路网
中的“第三横”的重要组成部分,又是河北省确定“6+3”高速公路建设计划的一段,
也是保定市“三纵三横”高速公路网布局中的重要一段。范家沟大桥是保阜高速
LJ-09标段中的一座全长733m的大桥,是本标段的重要构筑物;本桥上部结构采用
40m预制后张法T梁,全桥18孔每孔12片预制T梁,4片边梁8片中梁,共有T梁
216片。

2问题的提出

T梁预制完成后当强度达到100%后开始张拉,当我们张拉完成时,发现梁有
不同程度的侧弯,特别是边梁侧弯比较明显;但起拱度和伸长量均符合要求。侧弯
的程度随时间有进一步增大的趋势。我们对一下两片梁的侧弯情况左了记录如表
1。

张拉产生的这种侧弯将直接影响整个线路的线型及后续工序的质量,同一跨
内如果梁的侧弯过大,且弯曲方向相反时,则相邻梁之间的现浇横隔梁和桥面的接
缝处钢筋与混凝土使用量必然会加大,造成不必要的浪费且相邻梁之间的梁肋间
距变化将对梁的受力也会产生影响;同时,当梁产生侧弯时,梁上预埋的护栏钢筋
和泄水孔必然偏位,如果边梁向外侧弯,则桥面的宽度,梁的长度等将会受到很大
的影响。因此必须找出产生侧弯的原因并加以控制。

3产生侧弯的原因分析

3.1主梁预制时预留的孔道位置不准确、张拉时混凝土强度不足在后张法
主梁施工中预留不准确,如:在波纹管定位过程中偏差大,在混凝土浇注过程中,由
于对混凝土的振捣(特别是高频振捣器)使主梁中内置波纹管发生位置偏离设计
位置,产生较大的外移,是产生主梁侧弯的原因之一;在主梁张拉施工中,混凝土张
拉时间以浇注混凝土的强度决定。目前主要以混凝土试块强度为准,有时因试块
强度达到设计强度的100%,但主梁本身强度是否达到设计强度的100%是未知
的。其原因在于试块混凝土强度体积相对较小,与主梁同期养护过程中容易达到
混凝土设计强度,而主梁本身体积较大,不排除相同时间没達不到100%混凝土设
计强度(局部或整体)的可能性。在这种情况下进行主梁的张拉工作,由于混凝土变
形不均匀,在张拉后可能产生主梁侧弯。

3.2主梁底座与主梁之间摩阻力过大主梁底座是混凝土上铺的钢板,由于主
梁与梁底座之间存在摩阻力(特别是底座钢板表面脱模剂不佳或表面有杂质),使
张拉力(特别是梁底钢绞线束),不能尽快传给主梁梁体,需克服一定摩阻力后才能
传给梁体,造成张拉力在梁端处聚集时间过长,对梁体有一定的冲击性,也是造成
主梁侧弯的一个原因。

3.3T梁中存在平弯钢束N3、N4,且设计的张拉循序不能减小其影响,这是产
生侧弯的又一个主要原因。

由于梁中平弯钢束N3、N4的存在,由T梁横断面图1所示。

梁内预应力钢束N3、N4从跨中到端部的平弯走向,造成张拉时产生横向分
力和侧向弯矩,又因梁体刚度较小,故出现侧向弯曲。一旦梁体出现侧向弯曲变形,
则在该力的作用下将产生更大的侧向弯矩,侧向变形将有进一步增大的趋势。而
设计的张拉程将导致产生侧向弯曲变形的横向分力较大,且在张拉的过程中无法
平衡。

3.4从受力的角度分析

3.4.1钢绞线的重心轴与T梁的重心轴不重合由于各种原因造成波纹管的
重心与T梁的重心不重合,以至于钢绞线偏移中心产生较大的偏心矩,这样将会产
生侧向弯矩,N3、N4钢绞线定位不对称也会产生侧向弯矩。

3.4.2钢绞线的重心与T梁的重心完全重合而张拉不对称在实际的张拉中,
由于两者的张拉力用油表读数来控制,所以张拉力相同容易保证,但伸长量却不好
控制,伸长量不同,二者的受力就有所不同,梁体较长时,横向刚度较小因而易产生
侧弯。

4对主梁张拉后产生侧弯采取的处理方案

4.1确保孔道位置准确,严格控制张拉时主梁混凝土强度按设计要求保证预
留孔道位置准确无误。加强波纹管定位钢筋,尽量达到波纹管顺畅左右不偏。在
混凝土振捣施工中,梁底(梁端)采用相对小粒径混凝土配合比,控制混凝土振捣时
间,尽量避免振捣钢筋(特别是波纹管),模板外挂的附着振捣器位置尽量在“马蹄”
部分的上端,在振捣过程中,控制振捣时间,防止梁内孔道中波纹管产生左右偏
移,(附着振捣器振动方向为水平方向)。建议“马蹄”部分混凝土浇注过程中用钢钎
拨动混凝土下落避免或减少全靠振捣下落混凝土,可使波纹管尽量减少振动,以保
证预留孔道位置的准确。现在张拉时要求混凝土的强度为100%混凝土设计强度,
应严格按设计要求进行主梁张拉强度的控制。在工期允许的情况下,不但要考虑
主梁混