先张法折线配筋预应力混凝土T梁施工监测.pdf

2 8 0 管理施工 城 市道桥与 防洪 2 0 1 3 年 8 月第 8 期 先张法折线配筋预应力混凝土 T梁施工监测 刘 炎 ( 无锡市政设计研究院有限公司， 江苏无锡 2 1 4 0 7 2 ) 摘要 ： 先张法折线配筋预应力混凝土可以避免后张法中可能 出现的堵孔 、 压浆不密实 、 预应力失控等影响结构质量与耐久性 的问题， 又能有效地控制混凝土斜裂缝的发展 ， 因此有广泛的应用前景。 某大桥采用 5 0 I n 折线配筋预应力混凝土先张 T梁。 该 文介绍了对其施工过程所进行的监测 。结果表明， 钢绞线在张拉过程中， 预应力总损失为 5 5 7 ， 张拉台座安全可靠。 关键词： 先张法 ； 折线配筋 ； 施工监测 中图分 类号 ： U 4 4 2 5 文献标 识码 ： B 文章 编 号 ： 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 3 ) 0 8 0 2 8 0 0 3 1 概述 先张法预应力混凝土具有便于工厂化预制、 施工周期短、 工序简洁、 节省材料 、 维修养护工程 量少、 耐久性好等特点 ， 更重要的是它可以完全避 免后张法 中可能 出现的堵孑 L 、 压浆不密实 、 预应力 失控等影响结构质量与耐久 性的问题 ，因而先张 法在国内外得到了广泛应用。但是， 传统的先张工 艺一般采用直线配筋，由于其不能对梁端混凝土 提供预剪力，不能有效地控制混凝土斜裂缝的发 展 ， 因而限制 了其应 用范 围 ， 一般 3 0 m跨 以上 的 桥梁均采用后张法施工。而将预应力钢束布置成 折线， 即折线先张法， 可以很好地解决这一难题。 山东境内某大桥采用 5 0 m折线配筋预应力 混凝土先张T梁( 简称 5 0 m先张 T 梁) 。由于首次 采用该工艺施工， 为了保证施工质量 ， 对 T梁预制 过程进行 了监测 。 2施工 工艺 2 1 张拉装置 5 0m先张 T梁采用梁式张拉台座。 台座长 5 1 m， 采用 现浇混凝土上铺 1 0 mm钢板而成 。T梁 张拉 的反力梁采用 C 5 0 混凝土现浇而成 ， 并配置钢筋， 反力梁对称分布于 T梁两侧。 在钢绞线折点处， 张 拉台座预留便于弯起器操作的施工作业孔洞 ， 另 预设 外模 对拉螺栓套孔 。张拉 台座在钢绞线 2个 折点处各设置弯起器。张拉横梁设置在台座两端， 上、 下张拉横梁均采用整体式， 由 Q 3 4 5钢板组焊 而成。 2 2 预应力张拉 钢绞线按设计规定穿好 ，钢绞线两端分别锚 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 4 1 9 作者简介： 刘炎( 1 9 8 1 一 ) ， 男 ， 江苏无锡人， 硕士， 工程师 ， 从事 桥梁工程设计、 检测及健康监测工作。 固在张拉台台座两端的张拉下横梁和上横梁上 。 该项预应力张拉要求采取两端对称张拉 ，弯起束 张拉千斤顶采用 4只 4 0 0 t 千斤顶， 直线束则采用 4只 5 0 0 t 千斤顶 。 预应力张拉施工流程分 5个阶段 ： ( 1 ) 先期进行钢筋 ( 底 筋 、 腹板 中筋 等 ) 的初步 捆扎 。 ( 2 ) 穿好钢铰线( 先穿弯起束、 再穿直线束) 并 采用单根张拉至 3 0 13 ， 调直并使每根钢铰线应 力一致 ， 然后继续进行绑扎钢筋 。 ( 3 ) 单根不对称张拉至 8 0 盯 ， 持荷 2 0 m i n 后继续张拉。 ( 4 ) 多根整体张拉至 1 0 0 13 并持荷锚固后 立模 。 ( 5 ) 完成顶部钢筋绑扎后进行混凝土浇筑。 预应力钢绞线按设计要求张拉应力 IJ 为 1 3 9 5 MP a ，乘钢绞线截面积后的张拉应力 ( 千斤 顶预应力 )和设计伸长量双控制。先张法张拉顺 序： 先上后下 ； 先上方弯起束、 后下方直线束 ， 防止 钢绞线交叉 。 2 3 预应 力放张 该项预应力放张， 采用千斤顶整体放张法 ， 即 在预应力 T梁混凝土强度达到设计规定 的强度 后， 让千斤顶同步回程， 分级放张。 放 张 时 ，混 凝 土 强 度必 须 达 到设 计 强 度 的 8 0 以上。在千斤顶整体放张前必须先拆除弯起 器， 然后再放张。放张须两端对称、 细心操作。 放张程序施工流程分 2 个阶段为： ( 1 ) 先上方 ( 折线束 ) 整体放张 1 0 0 盯 至 零 ； ( 2 ) 后下方 ( 直线束 ) 整体放张 1 0 0 仃唧 至 零 。 待全部放张后 ，即可用砂轮高速切割机交错 切割外露钢绞线 ， 切割后进行有效的防腐处理。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 3 年 8 月第 8 期 城 市道桥 与防洪 管理施工 2 8 1 3 施工 监测 3 1 钢绞线应力监测 选取 2 束弯起束 ， 1 束直线束 ， 共布置 1 O个测 点 ， 采用 电阻应变计 进行钢绞线张拉应力 的监测 。 电阻应 变计粘贴在钢绞线外层 螺旋钢丝表 面的直 线方 向。根据文献 1 】 ， 螺旋钢丝的轴 向应 变 8 与 芯线钢丝轴向应变 3 ( 亦即钢绞线的轴向应变) 的 关 系式如下 ： 8s =0 97 5 8。 将钢绞线轴向应变乘以钢绞线弹性模量即可求 得钢绞线的应力大小。 折线束测点 ： 分别位于跨中、 弯起器前后和端 部 4个截面 ； 直线束测点： 分别位于跨中、 端部 2 个截面。 折线形钢绞线上所粘贴电阻应变片除用作监 测钢绞线的张拉应力外 ，还用作量测钢绞线穿过 弯起器后实际发生的预应力损失( 见表 1 ) 。 表 1 钢 绞线张拉 应 力的监测数 据一 览表 由表 1 可以看出， 在钢绞线张拉过程中， 预应 力总损失 为 1 0 0 一 9 4 4 3 = 5 5 7 ，由于弯起器引 起的摩擦损失为 9 9 2 8 一 9 6 7 7 = 2 5 1 。 3 2 反 力梁监测 3 2 1 反力梁应力监测 根据反力梁 的对 称性 ，在其混凝 土表面布设 1 O片电阻应变计 ， 测点如图 1 所示。 监测数据如表 2所列 。 3 _ 2 2 反 力梁变形监测 。该项监测采用百分表对反力梁的变形进行监 测 ， 共布设百分表 1 2 支( 其中左侧反力梁 5支百 分表、 右侧反力梁 7 支百分表) ， 测点如图 2 所示。 其中第 2 、 5 、 7 、 l 2支百分表用来监测沿反力梁纵 轴向的压缩变形 ，其余百分表用来监测反力梁的 侧向平面变形。监测数据见表 3 。 跨 中 图 1 反 力梁混凝 土表面应 力测点布 置图 表 2 张拉过程 反力梁应 力监测数 据一览表 测 点 编 号 反 力 梁 混 圭 表100面 实o测 应 力 P a 1 l l 2 1 3 l 4 A B - 1 0 8 1 2 2 - 1 09 2 1 8 2 42， 一2 8 4， 一 4 3 1 。 一 2 08 r28 3， 4 0 6 。 备注 应变花所 主应九 厦 血粱立面图 l ( 2 ) 3 4 ( 5 ) 6 ( 7 )8 9 1 0 1 1 ( 1 2 ) 厦左絮垩 面图 图 2 反力梁 变形测点 布置图 表 3 张拉 施工时的 反力梁变形 量监测值 一览表 ( 单位 ： mm ) 测点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 总变形量 l 2 6 2 6 6 0 7 3 0 2 0 1 8 4 0 6 0 2 1 7 1 2 4 0 5 6 1 9 1 4 7 6 1 2 0 由表 3可以看 出 ，反力梁在钢绞线张拉过程 中， 纵轴向的最大压缩变形量为 2 6 6 m m， 侧向最 大平面变形为 1 9 1 mm。 3 3 张拉横梁监测 在张拉上横梁和下横梁的跨 中位置各布置百 分表 1 支和电阻应变片 2片分别量测张拉横梁在 张拉过程 中的变形及应变( 应力) 变化。测点布置 如图 3 所示。监测数据如表 4 、 表 5 所列。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 8 2 管理施工 城 市道桥 与防洪 2 0 1 3 年 8 月第 8 期 上撞装王血图 工撞粱垩厦盈 图 3 张拉横 梁变形及 应变的测 点布置 图 表 4 张拉 横梁 的应 力监测数 据一览表 测点编号 。 一1 o o c o n 钢横梁应力 P a 表 5 张拉横 梁变形监测 数据一 览表( 单位 ： mm) 测点位置 钢横梁实测变形量 上横 梁 下横梁 l O 1 7 35 9 由表 4可以看 出张拉横梁最大应力为 2 6 0 0 MP a ， 小于钢材的屈服应力 。由表 5可以看出钢横梁 的 最大变形为 1 0 1 7 m l B_ 。 3 4 T梁放张监测 3 4 1 T梁放张混凝土应力监测 量测钢绞线放张后 T梁跨 中顶板 和 T梁端部 腹板? 昆 凝土 的应变 ， 测点见 图 4所示 。监测数据见 表 6所列 。 1 9 。 2 0 ， 21 c 7 D 图 4 T梁放张 混凝土应 力测点布 置图 表 6 T梁放 张时混凝 土应 力监测 数据一 览表( 单位 ： MP a) 测点编号 1 0 0 备 注 应 变 花 所 示 值 三 主 应 九 第 二 3 4 2 T梁放张起拱度检测 采用游标卡尺对 T梁进行放张后的起拱度检 测 ， 结果见表 7 所列。 表 7 T梁放 张起拱度检 测数据 一览表 ( 单 位 ： mm ) 3 4 3 T梁放张收缩量检测 将两只 5 0 ra m百分表分别安装于 T梁两端 ， 检 测 T梁放张收缩量 ， 检测结果见表 8所列 。 表 8 T梁 放张 时的收缩量检 测数据 一览表( 单位 ： mm ) 4 结语 根据先张法折线配筋预应力混凝土 T梁施工 工艺， 钢绞线预应力总损失为 5 5 7 ， 弯起器处的 预应力摩擦损失为 2 5 1 ，张拉台座满足设计要 求。可以进行批量生产 。 参考 文献 【 l 】 李连 宏 ， 赵秋菊 先 张法预 应力 张拉 台座形 式 的设计 J 】 辽 宁交 通科技 ， 2 0 0 2 ， ( 1 2 ) ： 1 1 -1 4 【 2 】 柳学发，陈 良江 折线配筋先张梁的设计 J 】 铁道标准设计 2 0 0 4 ， ( 3 ) - I - 5 【 3 】 J r G D 6 2 2 0 0 4 ， 公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范【 s 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m