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摘要:先张法预应力砼宽体板梁具有造价低经济实用、施工方便, 应用广泛等优点,在全国大多数在高速公路等桥梁建设中普遍使用, 本文文章结合工程实践经验,分析了宽体板粱质量的影响因素,并给出了控制的有效方法等。
关键词:宽体板粱先张法预应力板梁 技术控制
0引言
型的结构形式,预应力筋回缩后会对空心板梁上缘形成一个拉应力、下缘产生压应力。预应力筋与混凝土间的粘结力迫使空心板梁向上产生反拱度。当空心板安装使用后 ,在承受恒载和活载的作用时就会大大推迟空心板下缘开,这种板梁相对于100 cm宽的普通板梁,习惯称之为宽体板梁。本文以20 m跨径的宽体板梁为例,介绍宽体板梁的结构特点。
梁宽155 cm,梁高90 cm,顶板和底板厚度均为10 cm,侧板厚度为11 cm,每片板梁的钢筋和钢绞线数量分别为900 kg和330 kg.每片板粱质量28 t。普通空心板粱一般采用腔囊作为板粱的内模,板粱预制施工工艺比较简单,而宽体板梁采用拼装式铜模板作为板梁的内模,所以这种宽体板粱施工水平要求比较高,比较容易出现质量问题。
1.宽体板梁的质量问题和处理方法
1.1 宽体板梁两端出现裂缝问题及处理方法
这种宽体板梁厚度较薄,以及结构钢筋少,板梁两端由于受到预应力的作用,有时会出现裂纹问题。由于简支梁在两端所受的弯矩很小,我们在板梁两端各2 m范围内先用塑料管把预应力钢绞线套住,然后才浇筑砼,这种方法我们习惯称之为失效塑料管法。失效塑料管使钢绞线与梁体砼分隔开,也就是说失效塑料管使板梁两端一定范围内不受预应力的作用。失效塑料管法可以消除板梁两端的裂纹问题,同时又不影响板粱的受力状况。
1.2 板渠反拱度偏大问题
20m跨径宽体板梁的反拱度,按理论计算为2 cm,在实际施工中有些板梁的反拱度达到4 cm,预应力板梁反拱度过大,造成安装好的空心板梁顶面标高比设计值大,使桥面铺装厚度低于设计值,桥面铺装厚度不够,将直接影响桥面的耐久性。为解决板梁反拱度偏大问题,必须做好如下几方面工作:
a. 在板梁的两端采用失效塑料管法来消除板粱反拱度偏大问题。根据公式
式中:P为预应力控制力;L为空心板长度;E为砼弹性模量;I为板梁的惯性矩。
当p、E和I不变时,采用失效塑料管法可以使L变小,达到减少板梁反拱度的目的。失效塑料管不仅可以消除板梁两端的裂纹问题,而且还能消除板梁反拱度偏大问题。由于失效塑料管使板梁两端一定范围内不受预应力的作用,板梁只有中间一段才是真正的预应力砼板梁,而板粱两端在失效塑料管范围内是非预应力砼板梁。非预应力砼板粱不存在反拱度问题。20 m跨径的板梁在两端各2 m范围内使用失效塑料管,这时板梁的反拱度接近于16 m跨径板梁的反拱度。按正常情况,20m跨径板粱的反拱度为2Cm,板梁采用失效塑料管后,板梁的反拱度减少到1.2 cm左右。失效塑料管是一种行之有效的消除板梁反拱度偏人问题的方法。
b. 对预应力钢绞线实行张拉力和钢绞线伸长量同时控制,检查千斤顶的张拉力和预应力钢绞线实际伸长量,并同理论值比较,两者偏差必须控制在5%范围内,确保板梁预应力钢绞线张拉力准确。
c. 严格控制预应力钢绞线放张时砼强度。要求砼强度必须达到设计值80‰以上才能放张钢绞线。
d. 减少砼徐变影响,在砼配合比设计方面,可以考虑掺加高效减水剂,降低砼水灰比和单位体积砼的水泥用量。
2.宽体板梁预制节约工程成本的有效方法
a. 先张法预应力砼板梁预制时,两片板梁之间有一段多余钢绞线可以切下来作为板粱的吊环用,20 m跨径的宽体板梁的吊环原设计是采用Ø28的圆钢,每片板梁吊环钢筋总质量为46 kg。由于钢绞线的抗拉能力比黟28的圆钢还要好,所以采用钢绞线来代替圆钢作为板梁的吊环,不影响吊环的质量。同时每片20 m跨径的板梁可以节约46 kg钢筋,即每片20m跨径的板梁可以节约成本138元。用钢绞线代替圆钢作为吊环的具体做法是:首先用弯铁机把钢绞线做成吊环的形状,然后把钢绞线锚固在粱体砼内的那部分钢绞线分散开,这样可以增强钢绞线与板梁砼之间的粘结力。
b. 先张法板粱实际消耗的钢绞线长度为预制台座两端的总长度和张拉设备所占用的钢绞线长度的总和。我们在钢绞线的两端采用精轧螺纹钢连接起来,并使精轧螺纹钢和钢绞线的总长度与实际消耗的钢绞线长度相等,然后用千斤顶直接张拉精轧螺钢,钢绞线长度刚好满足施工要求。这洋精轧螺纹钢的长度就是省下来的钢绞线长度。按实践经验,板梁使用精轧螺纹钢法可节约5%的钢绞线,每片20 m跨径宽体板粱节约钢绞线16.5(330×5%)kg,即每片板梁可节约成本116元。
3.结束语
先张法预应力砼宽体板梁具有造價低经济实用、施工方便,经济实用的新型结构形式,在高速公路等桥梁建设中普遍使用, 本文分析了宽体板粱质量的影响因素,总 结了这几点比较成功的实践经验,并给出了控制的有效方法,希望对提高宽体板梁的质量、控制和节约工程成本有所帮助。
参考文献
【1】徐志成,姜凤连.预应力砼连续梁式桥腹板开裂影响因素分析[J]山东交通科技,3003(4):43-45
【2】曹曼红,刘光明.预应力混凝土桥梁裂缝的成因分析及维修加固[J]国外公路,1999,19(1):31-33.
【3】 孟少平,王建中,吴京.预应力混凝土结构施工阶段
的裂缝原因及防止措施[J]建筑技术,1999,30(12):851-853
[4] 叶见曙.结构设计原理[M]北京:人民交通出版社,2001.
【5】JTJ023-85.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]
[6] 顾凯锋,彭卫.预应力混凝土连续箱梁桥腹板斜研究[J]华东公路.2004(3):34-36.
关键词:宽体板粱先张法预应力板梁 技术控制
0引言
型的结构形式,预应力筋回缩后会对空心板梁上缘形成一个拉应力、下缘产生压应力。预应力筋与混凝土间的粘结力迫使空心板梁向上产生反拱度。当空心板安装使用后 ,在承受恒载和活载的作用时就会大大推迟空心板下缘开,这种板梁相对于100 cm宽的普通板梁,习惯称之为宽体板梁。本文以20 m跨径的宽体板梁为例,介绍宽体板梁的结构特点。
梁宽155 cm,梁高90 cm,顶板和底板厚度均为10 cm,侧板厚度为11 cm,每片板梁的钢筋和钢绞线数量分别为900 kg和330 kg.每片板粱质量28 t。普通空心板粱一般采用腔囊作为板粱的内模,板粱预制施工工艺比较简单,而宽体板梁采用拼装式铜模板作为板梁的内模,所以这种宽体板粱施工水平要求比较高,比较容易出现质量问题。
1.宽体板梁的质量问题和处理方法
1.1 宽体板梁两端出现裂缝问题及处理方法
这种宽体板梁厚度较薄,以及结构钢筋少,板梁两端由于受到预应力的作用,有时会出现裂纹问题。由于简支梁在两端所受的弯矩很小,我们在板梁两端各2 m范围内先用塑料管把预应力钢绞线套住,然后才浇筑砼,这种方法我们习惯称之为失效塑料管法。失效塑料管使钢绞线与梁体砼分隔开,也就是说失效塑料管使板梁两端一定范围内不受预应力的作用。失效塑料管法可以消除板梁两端的裂纹问题,同时又不影响板粱的受力状况。
1.2 板渠反拱度偏大问题
20m跨径宽体板梁的反拱度,按理论计算为2 cm,在实际施工中有些板梁的反拱度达到4 cm,预应力板梁反拱度过大,造成安装好的空心板梁顶面标高比设计值大,使桥面铺装厚度低于设计值,桥面铺装厚度不够,将直接影响桥面的耐久性。为解决板梁反拱度偏大问题,必须做好如下几方面工作:
a. 在板梁的两端采用失效塑料管法来消除板粱反拱度偏大问题。根据公式
式中:P为预应力控制力;L为空心板长度;E为砼弹性模量;I为板梁的惯性矩。
当p、E和I不变时,采用失效塑料管法可以使L变小,达到减少板梁反拱度的目的。失效塑料管不仅可以消除板梁两端的裂纹问题,而且还能消除板梁反拱度偏大问题。由于失效塑料管使板梁两端一定范围内不受预应力的作用,板梁只有中间一段才是真正的预应力砼板梁,而板粱两端在失效塑料管范围内是非预应力砼板梁。非预应力砼板粱不存在反拱度问题。20 m跨径的板梁在两端各2 m范围内使用失效塑料管,这时板梁的反拱度接近于16 m跨径板梁的反拱度。按正常情况,20m跨径板粱的反拱度为2Cm,板梁采用失效塑料管后,板梁的反拱度减少到1.2 cm左右。失效塑料管是一种行之有效的消除板梁反拱度偏人问题的方法。
b. 对预应力钢绞线实行张拉力和钢绞线伸长量同时控制,检查千斤顶的张拉力和预应力钢绞线实际伸长量,并同理论值比较,两者偏差必须控制在5%范围内,确保板梁预应力钢绞线张拉力准确。
c. 严格控制预应力钢绞线放张时砼强度。要求砼强度必须达到设计值80‰以上才能放张钢绞线。
d. 减少砼徐变影响,在砼配合比设计方面,可以考虑掺加高效减水剂,降低砼水灰比和单位体积砼的水泥用量。
2.宽体板梁预制节约工程成本的有效方法
a. 先张法预应力砼板梁预制时,两片板梁之间有一段多余钢绞线可以切下来作为板粱的吊环用,20 m跨径的宽体板梁的吊环原设计是采用Ø28的圆钢,每片板梁吊环钢筋总质量为46 kg。由于钢绞线的抗拉能力比黟28的圆钢还要好,所以采用钢绞线来代替圆钢作为板梁的吊环,不影响吊环的质量。同时每片20 m跨径的板梁可以节约46 kg钢筋,即每片20m跨径的板梁可以节约成本138元。用钢绞线代替圆钢作为吊环的具体做法是:首先用弯铁机把钢绞线做成吊环的形状,然后把钢绞线锚固在粱体砼内的那部分钢绞线分散开,这样可以增强钢绞线与板梁砼之间的粘结力。
b. 先张法板粱实际消耗的钢绞线长度为预制台座两端的总长度和张拉设备所占用的钢绞线长度的总和。我们在钢绞线的两端采用精轧螺纹钢连接起来,并使精轧螺纹钢和钢绞线的总长度与实际消耗的钢绞线长度相等,然后用千斤顶直接张拉精轧螺钢,钢绞线长度刚好满足施工要求。这洋精轧螺纹钢的长度就是省下来的钢绞线长度。按实践经验,板梁使用精轧螺纹钢法可节约5%的钢绞线,每片20 m跨径宽体板粱节约钢绞线16.5(330×5%)kg,即每片板梁可节约成本116元。
3.结束语
先张法预应力砼宽体板梁具有造價低经济实用、施工方便,经济实用的新型结构形式,在高速公路等桥梁建设中普遍使用, 本文分析了宽体板粱质量的影响因素,总 结了这几点比较成功的实践经验,并给出了控制的有效方法,希望对提高宽体板梁的质量、控制和节约工程成本有所帮助。
参考文献
【1】徐志成,姜凤连.预应力砼连续梁式桥腹板开裂影响因素分析[J]山东交通科技,3003(4):43-45
【2】曹曼红,刘光明.预应力混凝土桥梁裂缝的成因分析及维修加固[J]国外公路,1999,19(1):31-33.
【3】 孟少平,王建中,吴京.预应力混凝土结构施工阶段
的裂缝原因及防止措施[J]建筑技术,1999,30(12):851-853
[4] 叶见曙.结构设计原理[M]北京:人民交通出版社,2001.
【5】JTJ023-85.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]
[6] 顾凯锋,彭卫.预应力混凝土连续箱梁桥腹板斜研究[J]华东公路.2004(3):34-36.