预应力砼T 型梁反拱设置与质量通病预防

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1、预应力砼T型梁反拱设置与质量通病预防一、引言　　1.武汉市武家山地处软基,京珠高速公路跨越时大量采用30m后张预应力砼T型梁,在台座上浇注、张拉,然后用架桥机简支安装,每跨6片,每5～6跨通过桥面简单连续。我标段全长19.3km,主要是桥梁,共计30mT型梁2076片(双幅173孔),这些梁板在安装时,无一不发生了T梁上拱度偏大、T梁顶面超高,从而出现桥面铺装层厚度不足,危及桥面系工程质量的情况,形成了本项目预应力梁式桥上部结构施工中的质量通病。　　2.新郑高速公路第六合同段,起于K44+300,终于K49+405.350,...

2、...一、引言　　1.武汉市武家山地处软基,京珠高速公路跨越时大量采用30m后张预应力砼T型梁,在台座上浇注、张拉,然后用架桥机简支安装,每跨6片,每5～6跨通过桥面简单连续。我标段全长19.3km,主要是桥梁,共计30mT型梁2076片(双幅173孔),这些梁板在安装时,无一不发生了T梁上拱度偏大、T梁顶面超高,从而出现桥面铺装层厚度不足,危及桥面系工程质量的情况,形成了本项目预应力梁式桥上部结构施工中的质量通病。　　2.新郑高速公路第六合同段,起于K44+300,终于K49+405.350,全长5105.35m,主要由黄河特大

3、桥引桥127孔35mT型梁和一干渠大桥12孔35mT型梁组成(计2224片),双排圆柱式墩柱,钻孔灌注桩基础,桥面铺装自下而上依次为8cm30#防水砼,6cm中粒式沥青砼,5cm细粒式沥青砼,总投资额三亿伍仟万元。　　设计图纸表明:张拉后理论上中梁的起拱值为2.5cm,边梁的起拱值为3.1cm,我们知道,鉴于种种原因,实际施工中起拱值较理论计算大,这样以来,正常情况下边梁的中间部分桥面铺装层就不足4.9cm。二、反拱的设置　　1.如上所述,为了确保桥面铺装的厚度,我们在施工前进行了认真的论证和研究,决定在制梁台座上设置反拱,具体为

4、:中梁预设3.0cm的下反拱,边梁预设3.5cm的下反拱。　　2.反拱值计算曲线研究。　　混凝土简支梁无论是上拱或下挠,其最大值均产生在跨中,我们将此值称为矢值,用“fmax”表示。fmax值一般在梁的设计时已经给出,当设计没有给出时,可按上述规范有关要求进行计算。　　混凝土简支梁的fmax值确定后,制梁时底模预设曲线类型。对钢筋混凝土梁,《设计规范》第4.2.4条只提“应做成平顺曲线”;《施工规范》第9.3.4条第6款给出了“纵向预拱度可做成抛物线或圆曲线”;对预应力混凝土梁,《设计规范》第5.2.29条则指明“预加力的反拱值,

5、可用材料力学的方法计算,刚度用0.85Enlo,lo为全截面的换算惯性距”。　　(1)抛物线和圆曲线。　　抛物线和圆曲线均为二次曲线,可直接应用解析几何中的标准方程计算。根据二次函数性质及曲率和曲率半径关系可知,在曲线顶点及曲线两端点坐标值相同的情况下,圆曲线方程和抛物线方程计算的分点坐标是相同的。为了计算方便,通过移轴可建立方程式①进行分点坐标值计算。y=-4fmaxx(L-x)/L2①　　式中:　　L———梁跨长;m　　fmax———矢值。M　　(2)挠曲线。　　从材料力学推导可知,均布荷载下简支梁的挠曲线是一条光滑连续的曲线

6、,最大挠度值必位于跨中,其任意截面的挠度方程为:y=-qx(L3-2Lx2+x3)/24EI②　　式中:　　q———荷载集度,KN/m;　　EI———梁的抗弯刚度。　　当X=L/2时,代入式②　　得ymax=-5qL4/384EI③　　(3)挠曲线简化计算。　　挠曲线方程是对近似微分方程进行积分建立的,计算较复杂。在实际工作中,为简化计算,可按照数学的原理,函数曲线在X=0～L的区间内,各点的纵坐标y1与其最大值ymax(定值)之比是一个与原函数成比例的函数。令此比例函数为K,当ymax值确定以后,则有:　　K=fi/fmax=y

7、i/ymax=-(qx/24EI)G(L3-2Lx2+x3)/(-5Ql4/384EI)=3.2(X/L-2x3/L3+x4/L4)④再令U=X/L代入式(4)则可化简为K=fi/fmax=3.2(U-2U3+U4)⑤　　引入比例系数K后,将各种跨径的混凝土简支梁的分点横坐标X与计算跨度L之比U(U=X/L)代入式⑤,即可算出相应的坐标比例系数K。并将其制成“挠曲线纵坐标比例系数表”形式(本文只算至30m以下梁的K值),施工操作时,利用设计给出的或自行按规范计算出的fmax值,按照fi=Kfmax算出挠曲线各分点的纵坐标值,即可制

8、出理想的平顺曲线。计算取值时,预设上拱曲线取正号,预设下挠曲线取负号。再由曲线对称性,坐标只算至X/2即可,另一半由对称取得,应用操作均很方便。3.曲线类型选用。　　圆曲线和抛物线从公式定义可知只能适用于等截面梁体,且通过曲线坐标线比较也不如挠曲线