50m预应力混凝土T梁侧弯的施工控制技术(doc 3页).doc

1 工程概况
辽宁某互通式立交处于辽宁中部环线高速公路本溪至辽中段合同段内,其主要功能是为沈山高速公路和本辽高速公路之间互通而设置的枢纽型立交。本立交桥采用变型涡轮型立交方式,共设匝道8条,,共51孔。本立交桥装配式预应力混凝土T梁共计107片T梁,其中20片50m T梁,87片30mT梁。预制T梁采用C50混凝土,弹性模量Eh=×104MPa,混凝土强度达到100%,龄期14天后张拉预应力钢束。,标准强度1860MPa,锚下张拉控制应力1395 MPa。
现场施工点按设计要求张拉50 m T形梁时,发现梁片均出现不同程度的侧向弯曲。尤其是边梁的侧弯变形尤为严重。经现场测量, cm。这种异常的侧弯现象会引起梁体重心的偏移,降低梁体承载力,缩短梁体使用寿命,严重影响梁体的结构安全以及架梁时的稳定和施工安全,必须尽快解决。
2 侧弯原因分析
结构形式的影响
50mT梁截面尺寸见图1所示。经计算,50mT型梁跨中截面绕弱轴(y-y轴)方向惯性矩Iy=1066458cm4,绕强轴(x-x轴)方向惯性Ix=10501226cm4。梁体长细比大,侧向抗弯刚度小(腹板中间厚度仅为22cm,横向刚度与侧向刚度之比EIx∶EIy=∶1);桥梁平面弧线要求T梁外侧翼缘板横桥向长度不等,从而造成梁的刚度不对称,决定梁内、外侧的刚度主要是翼缘板,横隔板之间由于没有拉结作用,预制横隔板造成的重心偏移对侧弯控制影响不明显。
图1 T梁横断面图
预应力张拉工艺的影响
50mT型梁端部断面底部的“马蹄”形部分断面尺寸为76cm,N4和N5钢束间的间距仅为36 cm,目前后张法采用的大吨位穿心式千斤顶外形尺寸大于30 cm,使得在端部断面并排放置两个千斤顶成为不可能,因而不能同时张拉各对称钢束。因此在实际张拉过程中对于N4和N5号钢束只能是先后张拉,先拉最左边的钢束,使主梁在瞬时获得了一个附加偏心矩M,在偏心矩M作用下,梁会产生侧向弯曲变形,即产生侧向挠度f,并伴随着细微裂缝的出现,严重影响了主梁的使用质量。
钢绞线定位偏差的影响
钢绞线的位置由空间x、y、z三个坐标固定,固定点的三维方位偏差对预应力钢绞线的精确定位产生较大的影响。假定预应力钢束由于安装偏差均偏向一侧,偏离其形心轴距离为e,故在张拉预应力时,对y轴产生附加偏心弯矩,根据材料力学[2]可推导出跨中截面最大侧绕曲值公式为。式中: 为梁体刚度,根据规范; 为预应力钢束的整体安装偏差引起的张力附加弯矩, ; 为张力时梁的长度。由计算可得该50mT梁最大侧弯值为:



即预应力钢束整体安装偏差1cm, cm的侧向弯曲。由此可见对于长细比大,腹板薄、侧向刚度较小的T梁,钢绞线的定位误差将严重影响梁的侧弯。

在T梁张拉施工中,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。由于主梁混凝土体积较混凝土试块大,同期养护时试块达到混凝土设计强度而主梁强度可能没达到100%混凝土设计强度。在这种情况下进行张拉施工,混凝土强度不足,张拉时混凝土的非弹性变形大,侧弯值大。文献[3]通过实测某大桥30