工字形后张预应力混凝土梁刊登稿

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1、2003年11月施工技术第32卷第11期CONSTRUCTIONTECHNOLOGY工字形后张预应力混凝土梁吊装防失稳措施刘东跃，张文平（沈阳铁路工程建设集团，辽宁沈阳110013）［中图分类号］TU758.12［文献标识码］A［文章编号］1002-8498(2003)11-0039-01DestabilizationPreventionMeasuresforLiftingI-typePost-tensionPrestressedConcreteBeamsLIUDongyue，ZHANGWen-ping(shenyangRailwayEngineeringCons

2、tructionGroupCo.,Ltd.,Shenyang,Liaoning110013,China)叆盖线、凤城南出口高架桥，位于沈丹铁路线K193+654.14m处。高架桥跨越三条铁路线，与铁路斜交角68o，跨越铁路线为第15～19跨结构，桥跨布置采用30m+2×40m+30m。由于桥墩横轴线与桥梁中心线斜交（夹角220），上部结构采用后张预应力混凝土工字形组合梁(依据交通部定型设计图)。梁采用C50混凝土，C30钢筋混凝土桥面板。混凝土梁预应力筋采用φj15（7φ5）钢绞线束，钢绞线标准强度Ryb＝1860MPa,弹性模量Ey＝1.9×105MPa，Ⅱ级松

3、弛。其中40m跨后张预应力混凝土工字形梁，每一片梁布置6束钢绞线,每束(9股钢绞线)张拉力为1417.39KN；梁上翼缘纵向配筋为12φ8筋；横隔板间距5.2m，横截面尺寸见图一所示。每孔桥布置7片梁，两梁中心间距2.3m。桥梁下部采用人工挖孔桩钢筋混凝土基础，圆柱式钢筋混凝土墩柱，矩形钢筋混凝土盖梁。跨铁路部分桥梁在桥头外一侧场地预制，于2003年4月开始预制，2003年5月开始架设。预制梁在预制台座——窑上完成，龙门走行吊车吊装出窑。桥梁架设采用单导梁配合拐角门架架设就位。预制30m跨工字形梁时，从预应力筋张拉起，至吊装出窑、台车运输、架设就位，均未出现较大变

4、形的不稳定现象。预制40m跨工字形梁时，在预应力筋张拉过程中，由于梁身侧向支撑以及梁底与台座的摩擦阻力约束，梁身没有任何变形。当第一片40m梁吊装出窑——刚刚离开台座时，梁身快速侧弯，其跨中侧弯值最大达到30cm，并且上翼缘侧弯值明显大于下翼缘。梁身侧向（横向）有较大振幅的颤抖，梁身侧向刚度明显存在安全性问题，需进行横向加固防护。1、梁身侧弯原因分析导致工字形梁身侧弯的原因可能有：①预应力筋孔道偏心，存在偏心弯矩；②梁身较长，存在梁身预制不直的附加侧向弯矩；③梁身横向刚度不足，由于预压应力引起受压失稳。经过调查分析，排除了前2种原因。以中梁为例，对第3种情况分析如

5、下：每片中梁预应力筋张拉力折算成轴向压力为P＝8387.2KN；跨中截面横向惯性矩Ix1＝708351cm4，端部2.7m范围内截面横向惯性矩Ix2＝3699207cm4；加权平均惯性矩I＝1112117cm4；C50混凝土弹性模量Eh＝3.45×104（N/mm2）。在梁上翼缘混凝土侧向弯曲受拉应力失效以前，可按弹性受压稳定进行估算。按弹性受压稳定理论核算梁身允许承压能力为：22003年11月施工技术第32卷第11期CONSTRUCTIONTECHNOLOGY［P］＝＝2364.33（KN）。由于梁身受压稳定允许承压力［P］<<轴向压力P，故判断40m跨工字形梁

6、处于受压失稳状态。2、吊装安全防护措施为保证40m工字形梁在吊装、运输过程中不因侧弯过大而折断，其防护措施有2种：①在梁身两侧捆绑型钢固定支架，以约束其侧弯，提高梁身的横向刚度；②在梁身加设体外临时预应力索，用预应力索产生的侧向压力抵抗（平衡）梁身侧弯。根据现场实际条件，采用了第1种加固方案。在梁两侧捆绑（夹板）型钢固定支架，加固范围为梁中部25m，考虑上翼缘预应力受拉及其配筋较薄弱，加固位置设在上翼缘两侧。经过反复计算比较，每侧采用2根I25b组合支架。加固方法如图二所示。验算结果如下：（1）、当梁身受压侧弯的最大侧挠度按f＝30cm计算，抵抗梁身侧弯所需均布荷

7、载为：［q］＝3.45（N/mm）（2）4I25b组合工字钢支架组合惯性矩I＝774470cm4，约束混凝土梁侧弯的最大均布抵抗力为：q=14.64(N/mm)；（3）由于组合工字钢支架所能提供的抵抗均布荷载q>［q］，所以判定此方案可行。3、施工效果与评价经过对临时加固的40m工字形梁起吊、运输、吊装横移就位全过程观测，40m梁上翼缘无明显侧弯变化，下翼缘存在不大于10cm的侧弯弧度。由于下翼缘布有预应力筋，此侧弯弧度不会对梁身造成损害，故此临时加固方案安全、可行。4、希望和建议建议有关设计单位在采用此种工字形梁时，应加宽梁身上翼缘宽度，将原工字形结构变为T型结

8、构梁，以增