淺談后張梁的側(cè)彎

淺談后張梁的側(cè)彎

40m后，張法預(yù)制混凝土預(yù)制梁的橫向剛性僅為橫向剛度的10%，梁體的橫向穩(wěn)定性差。因此,安裝梁體時(shí),在梁與梁之間以隔板相聯(lián)結(jié),以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體剛度和梁體的穩(wěn)定性。但在梁的制作和吊裝過程中,由于梁體無(wú)橫向約束,很容易產(chǎn)生側(cè)彎現(xiàn)象,從而影響到梁的質(zhì)量和施工進(jìn)度。本文以湟水河分離式立交橋40m工型梁的施工為例,分析梁體產(chǎn)生側(cè)彎的原因,在施工中采取必要的措施加以控制,確保施工順利進(jìn)行。1預(yù)應(yīng)力筋張拉錨索西湟一級(jí)公路湟水河分離立交橋的上部結(jié)構(gòu)采用計(jì)算跨度為40m的現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制工字型簡(jiǎn)支梁,梁跨中截面尺寸見圖1。張拉前梁全長(zhǎng)為39.94m,張拉后為39.54m,制梁時(shí)梁的墊板位置應(yīng)符合驗(yàn)標(biāo)要求,梁體重76.3t。用C50混凝土;每片梁中設(shè)有6束預(yù)應(yīng)力鋼絞線,每個(gè)鋼束采用8?j15.24低松弛鋼絞線,其截面積Ay=1120mm2,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度Ryb=1860MPa,彈性模量Ey=1.95×105MPa。張拉錨下控制應(yīng)力σk=0.605Ryb=1125MPa,每束鋼絞線控制張拉力Ny=1259.9kN。制作過程中,梁體產(chǎn)生了比較嚴(yán)重的側(cè)彎現(xiàn)象,跨中出現(xiàn)裂紋,最初施工的兩片梁報(bào)廢,給單位造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。2側(cè)彎原因分析經(jīng)過總結(jié)和分析,認(rèn)為40m工型梁側(cè)彎的原因有以下幾個(gè)方面:(1)側(cè)向撓曲值的確定假定6束鋼絞線由于安裝偏差均向一側(cè)偏離,偏離其重心軸距離為e,經(jīng)計(jì)算,在此偏心預(yù)壓力作用下,梁跨中截面最大側(cè)向撓曲值為fmax=ML2/8EI式中:EI=0.85EhIh,取跨中截面和支座截面EI的平均值;L—張拉時(shí)梁的長(zhǎng)度;M—由于鋼絞線的整體安裝偏差引起的張拉附加彎矩,M=6Nye。代入數(shù)值后計(jì)算可得跨中側(cè)向位移為fmax=1.82e,即預(yù)應(yīng)力鋼絞線整體安裝每產(chǎn)生1cm的偏差,梁體在跨中將發(fā)生近2cm的側(cè)向位移。(2)繞強(qiáng)軸x-x軸慣性矩經(jīng)過計(jì)算,40m工型梁跨中截面繞弱軸(Y-Y軸)的慣性矩Iy=2724056cm4,繞強(qiáng)軸(X-X軸)方向慣性矩Ix=36431960cm4,即梁的豎向剛度與橫向剛度之比高達(dá)13.4∶1。由于在預(yù)制梁安裝施工階段沒有橫向約束,當(dāng)荷載(主要是沖擊力)達(dá)到某一臨界值時(shí),梁體容易產(chǎn)生側(cè)向彎曲并可能會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。(3)截面左右鋼束張拉力不平衡由于施工機(jī)具的限制,進(jìn)行張拉作業(yè)時(shí),不可能同時(shí)張拉各對(duì)稱鋼束,只能是分批張拉。由于受到張拉設(shè)備和張拉工藝的影響,截面左右的鋼束張拉力不平衡,也會(huì)使梁產(chǎn)生側(cè)彎。油表上對(duì)稱束張力相同時(shí)若其伸長(zhǎng)量不同,則二者實(shí)際受力并不相同,由此也產(chǎn)生側(cè)彎。(4)梁的側(cè)彎能力孔道位置不準(zhǔn)確或誤差較大,都直接影響梁體的張拉受力,使梁產(chǎn)生側(cè)彎。在制梁施工中,由于混凝土上料不對(duì)稱的影響及振搗作用等,極易造成預(yù)留孔道的偏移,這也會(huì)使梁體在張拉過程中產(chǎn)生一定程度的側(cè)彎。(5)張拉時(shí)混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)中,梁體張拉時(shí)混凝土應(yīng)達(dá)到的強(qiáng)度一般都有明確的規(guī)定,然而施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土試件的強(qiáng)度評(píng)定與梁體混凝土實(shí)際強(qiáng)度存在著一定的誤差。尤其是彈性模量增速往往比強(qiáng)度增速慢?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn):混凝土強(qiáng)度和彈性模量越低,張拉時(shí)混凝土的非彈性變形越大,梁跨中側(cè)彎值也越大;反之,混凝土強(qiáng)度和彈性模量越高,梁跨中側(cè)彎值就越小。3預(yù)防和減少?gòu)澢鸀榱舜_保工程質(zhì)量,經(jīng)過分析和研究,我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)施工中采取了以下措施,比較好地解決了梁的側(cè)彎問題。(1)定位鋼筋的返工注意事項(xiàng)注意提高模板的加工精度,嚴(yán)格檢查尺寸、平整度,使平面形狀符合規(guī)范要求。嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力管道(波紋管)定位鋼筋的加工、制作和安裝,誤差較大、尺寸不準(zhǔn)等不合格的定位鋼筋堅(jiān)決返工;波紋管穿入后要反復(fù)檢查、校正其縱、橫坐標(biāo),尤其注意其橫向位置,確保在施工中不移位?；炷潦┕r(shí),要避免插入式振搗器對(duì)波紋管及鋼筋的橫向擾動(dòng);在保證工程質(zhì)量的前提下,采取使用早強(qiáng)劑、加強(qiáng)養(yǎng)生等措施盡量提高混凝土的早期強(qiáng)度和彈性模量。(2)采用“分級(jí)循環(huán)張拉法”一方面,梁體強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,立即張拉鋼束并按規(guī)范要求壓漿和封端,防止梁體因橫向剛度較小,張拉后長(zhǎng)時(shí)間放置而產(chǎn)生側(cè)彎。另一方面,張拉時(shí)嚴(yán)格按照先下后上、再調(diào)整的張拉順序進(jìn)行,同時(shí)改進(jìn)張拉工藝,采用“分級(jí)循環(huán)張拉法”,對(duì)鋼束進(jìn)行對(duì)稱張拉施工。方法為:在張拉各對(duì)稱鋼束時(shí)不一次張拉到位,而是分多次進(jìn)行循環(huán)張拉,即先后將左右邊束拉到Ny/4,再先后張拉到Ny/2,依次循環(huán)進(jìn)行,直至拉到設(shè)計(jì)要求的應(yīng)力為止,并盡量控制鋼束的伸長(zhǎng)值誤差在5%以內(nèi),這樣就減小了對(duì)偏心的影響。(3)梁安裝梁的豎軸要盡量在鉛垂方向;吊裝下降速度要慢,且盡量在無(wú)風(fēng)或風(fēng)速較小時(shí)施工,以盡可能地減小對(duì)梁的沖擊。并及時(shí)進(jìn)行梁片的橫向聯(lián)結(jié)。4經(jīng)濟(jì)效益分析在湟水河大橋40