折線先張技術(shù)在公路橋梁預(yù)制T梁中的應(yīng)用

王 榕 王 寶

（中國水利水電第十二工程局有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

隨著公路橋梁項目數(shù)量以及規(guī)模不斷擴大，人們對結(jié)構(gòu)建造的標準以及需求也在逐漸升高。預(yù)制T 梁的制造和安裝是公路橋梁施工過程中最重要且關(guān)鍵的一種應(yīng)用方式[1]。傳統(tǒng)的T 梁一般采用單層級的設(shè)定方式，雖然可以達到預(yù)期的承重目標，但是較容易受到外部環(huán)境以及特定因素的影響，最終無法達到預(yù)期的施工效果[2]。因此，將對折線先張技術(shù)應(yīng)用于公路橋梁預(yù)制T 梁中。折線先張技術(shù)是一種簡單且多層級使用的施工技術(shù)，其針對性較強，通常較多地應(yīng)用于公路、鐵路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，取得了較好的效果。

這次以較為真實的公路橋梁工程作為目標，結(jié)合實際的施工情況，構(gòu)建更為靈活、多變的施工結(jié)構(gòu)，在復(fù)雜的環(huán)境下也可以對預(yù)制T 梁進行制造和安裝，最大程度地保證日常的施工進度，提高效率，提升工程建設(shè)各個區(qū)域的質(zhì)量[3]。不僅如此，折線先張技術(shù)的應(yīng)用還可以合理地擴大實際的施工范圍，提高公路橋梁的穩(wěn)定性與安全性，消除存在的建設(shè)問題，從多方面提升橋梁自身的承壓能力以及荷載力，為后續(xù)施工及關(guān)聯(lián)工作的執(zhí)行奠定基礎(chǔ)[4]。

1 折線先張技術(shù)在橋梁預(yù)制T 梁中的應(yīng)用

1.1 整修底模板及導(dǎo)向裝置

公路橋梁的預(yù)制T 梁的覆蓋安裝范圍會相對較大，自身的荷載力、承壓也會較強，可以進一步保證提高后期應(yīng)用的穩(wěn)定性，保障安全。所以，該工程對底部的穩(wěn)定程度要求較高，需要先整修底模板，安裝導(dǎo)向裝置[5]。公路橋梁的底部模板模式一般是固定的，如圖1 所示。

圖1 公路橋梁底部模板模式圖樣

根據(jù)圖1，對公路橋梁底部模板模式進行分析。根據(jù)公路橋梁的實際建設(shè)需求，選定相對應(yīng)的模板，這次選擇縱向模板投入施工。首先，獲取該模板的初始數(shù)值以及信息，以待后續(xù)使用，然后，將這些數(shù)值與初始設(shè)定的標準進行對比，對不合理數(shù)值進行調(diào)整，以避免后期出現(xiàn)不可控的建設(shè)問題。最后安裝導(dǎo)向裝置將橋梁的模板劃分為2個部分，分別為上方梁體和下方梁體，將支撐側(cè)板、導(dǎo)向輥以及連接螺栓等裝置安裝在模板上，利用連接板進行焊接，提高內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。然后在橋梁模板的底座、定位螺栓等位置設(shè)定加固螺栓。測算此時橋梁的預(yù)應(yīng)力數(shù)值，如公式（1）所示。

式中：G為橋梁預(yù)應(yīng)力數(shù)值；ε為總承壓值；?為張拉力；i為張拉次數(shù)；m為預(yù)設(shè)范圍；n為重復(fù)范圍；α為初始張拉標準值。根據(jù)上述測定，完成對橋梁預(yù)應(yīng)力數(shù)值的測算，將其設(shè)定為橋梁建設(shè)的初始預(yù)應(yīng)力導(dǎo)向標準。初調(diào)模板的直線筋，再張拉折線筋，使用千斤頂進行多方向張拉處理，形成橋梁的平衡性導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，為后續(xù)的應(yīng)用營造穩(wěn)定的環(huán)境。

1.2 鋼絞線放張

鋼絞線放張主要是對公路橋梁模板進行加固，提升施工期間的穩(wěn)定性。在放張過程中，需要先對基礎(chǔ)的數(shù)值指標進行設(shè)定。支撐梁體的混凝土強度必須達到88.5%以上，支撐結(jié)構(gòu)可以設(shè)定為復(fù)合式鋼架結(jié)構(gòu)，混凝土彈性模量轉(zhuǎn)換比最佳為1.3～1.6，梁體的預(yù)應(yīng)力也需要控制在合理的標準范圍內(nèi)。在橋梁的模板中利用鋼絞線進行捆扎放張?zhí)幚?，?jīng)過測定初始的預(yù)應(yīng)力為1450 MPa～1650 MPa。接下來，針對梁體的設(shè)定位置調(diào)整對應(yīng)數(shù)值，見表1。

表1 梁體數(shù)值調(diào)整表

根據(jù)表1，對梁體數(shù)值進行設(shè)定與調(diào)整。然后綜合實際的設(shè)定需求及標準，構(gòu)建穩(wěn)定的張拉加固結(jié)構(gòu)。此時，將轉(zhuǎn)折器定位螺栓，在合理的范圍內(nèi)，將模板的梁體逐漸向后推動，在折線筋上設(shè)定轉(zhuǎn)折側(cè)板，放松折線筋并切斷承壓側(cè)板，放松直線筋。此時，公路橋梁的底部模板張拉力處于平衡狀態(tài)，將在底部的橋梁段的復(fù)合樁體上綁扎鋼絞線，進行二次加固處理，進一步提高整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

需要注意的是，雖然采用傳統(tǒng)的梁體設(shè)定方式在加固時進行單向捆綁處理可以達到預(yù)設(shè)的加固標準，但是橋梁不包括橋梁日常受到的沖擊，隨時容易出現(xiàn)斷裂、塌陷等事故，存在有不可控制的安全隱患。所以，針對各個橋梁路段的具體情況，采用雙向捆綁綁扎的方式，將鋼絞線反復(fù)圍繞復(fù)合樁、承壓樁捆綁，更好地提高橋梁的承壓能力。

1.3 臺座及鋼反力架定向設(shè)定

完成鋼絞線張拉后，綜合實際的施工建設(shè)需求，安裝臺座及鋼反力架。臺座是保證公路橋梁穩(wěn)定建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。首先，利用專業(yè)的設(shè)備與裝置，標定臺座的具體位置，使用放張楔塊調(diào)整底部模板的放張環(huán)節(jié)，梁體交替放松。通過千斤頂移動楔塊的位置，使橋梁的模板時刻處于平衡的狀態(tài)，然后標定臺座的具體位置，如圖2所示。

圖2 臺座設(shè)定位置圖

根據(jù)圖2 對臺座位置進行設(shè)置與標定。在該基礎(chǔ)上，為了進一步提高公路橋梁的穩(wěn)定性與可靠性，還需要設(shè)定反力架。根據(jù)千斤頂調(diào)整梁外部側(cè)板之間的距離，對楔塊進行反復(fù)放張?zhí)幚砉ぷ?。此時，將準備好的反力架設(shè)定在臺座的周圍兩側(cè)，調(diào)整具體的張拉角度后，使支座底板的預(yù)留位置保持在2.5 cm～3 cm。

此時，擰緊定位的螺栓，進行定位加固。此外，在反力架的底部，還需要設(shè)定固定的底座，采用支撐側(cè)板避免結(jié)構(gòu)變形，與設(shè)定的臺座形成垂直搭接之后，將橋梁的預(yù)應(yīng)力及支撐力調(diào)整到極限狀態(tài)，小跨徑距離設(shè)定在10cm～13.5cm，在復(fù)合樁與臺座之間增加預(yù)留位置，擴大反力架的支撐區(qū)域，完成最終的設(shè)定。

1.4 折線先張荷載計算

根據(jù)上述設(shè)定的張拉結(jié)構(gòu)，綜合折線先張技術(shù)，計算公路橋梁荷載值。折線先張法預(yù)制T 梁的標準件主要包括軸受力構(gòu)件、側(cè)彎構(gòu)件等，屈服強度為1.25，此時計算橋梁的受拉強度，如公式（2）所示。

式中：J為受拉強度；Q為構(gòu)件毛截面面積；N為構(gòu)件軸拉力設(shè)計值；d為鋼材抗拉強度設(shè)計值。綜合得出的受拉強度，估算軸心受拉構(gòu)件在橋梁中的設(shè)定位置，然后擴大實際的張拉面積，當屈服強度變化時，橋梁會出現(xiàn)塑性變形，此時，需要加固側(cè)板，縮小可彎曲空間，計算板件的承壓值，如公式（3）所示。

式中：M為板件承壓值，S為孔洞削弱直徑，t為板件厚度，R為板件總面積，a為抗壓強度。根據(jù)測算，完成對板件承壓值的測定分析。在該承壓范圍內(nèi)，劃定橋梁路段的具體承壓占比，然后在加固軸的可調(diào)整范圍內(nèi)，還需要調(diào)整構(gòu)件的長細比，便于后期的搭接處理，如公式（4）所示。

式中：Y為構(gòu)件的長細比；Y為主軸回轉(zhuǎn)半徑；E0為主軸長度；β為允許長細比。根據(jù)上述測算，完成對此時橋梁結(jié)構(gòu)剛度的測算，接下來，綜合輔助構(gòu)件的安裝需求和折線先張技術(shù)，并計算荷載值，如公式（5）所示。

式中：R為張拉荷載值；η為極限剛度；U為張拉頻率；W為垂直搭接范圍。經(jīng)過測算得出的荷載值設(shè)定為預(yù)制T 梁極限荷載標準，綜合具體的承壓能力，形成穩(wěn)定的應(yīng)用結(jié)構(gòu)。

1.5 先張網(wǎng)格劃分實現(xiàn)應(yīng)用

先張網(wǎng)格劃分是將所覆蓋的施工區(qū)域進行網(wǎng)格狀劃定，綜合折線先張技術(shù)，應(yīng)用預(yù)制T 梁?？紤]到彎矩的因素，測算塑性發(fā)展系數(shù)，如公式（6）所示。

式中：g為塑性發(fā)展系數(shù)；x為可控范圍；b為縱向覆蓋范圍；?為定向荷載值；q為軸受力標準；E為極限受力狀態(tài)。根據(jù)上述測算，測算塑性發(fā)展系數(shù)，根據(jù)發(fā)展系數(shù)的變化，標定先張網(wǎng)格的劃分范圍，根據(jù)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，完成最終的公路橋梁預(yù)制T 梁的施工工作。

2 試驗

這次主要是對折線先張技術(shù)在公路橋梁預(yù)制T 梁中的實際應(yīng)用效果進行分析，考慮到最終測試結(jié)果的真實性與合理性，采用比照的方式進行分析，選定A 公路橋梁工程作為這次測定驗證的具體對象，將該工程的橋梁劃分為5 個路段，設(shè)定對應(yīng)的比照標準，形成完整的比照分析結(jié)構(gòu)，根據(jù)實際的應(yīng)用測定要求，然后搭建測試環(huán)境。

2.1 試驗準備

選擇A 公路橋梁作為測定對象，測試綜合折線先張技術(shù)在橋梁預(yù)制T 梁施工中的應(yīng)用效果。建造5 片35mT 的支撐梁。在這5 片支撐梁中，包括4 片選定的T 梁，2 片變T 梁以及2 片中梁，這些支撐梁將被用作試驗和測定的對象。先采用折線先張法標定預(yù)制T 梁臺座的具體位置，設(shè)定其臺座身長為32.5 m，寬度為12.5 m，上半身的高度為6.5 m，斷面的外側(cè)尺寸為680 mm×700 mm。綜合實際的測定需求及標準的變化，進行動態(tài)化應(yīng)用指標數(shù)值的設(shè)定，見表2。

表2 動態(tài)化應(yīng)用指標數(shù)值設(shè)定表

根據(jù)表2，對動態(tài)化應(yīng)用指標數(shù)值進行設(shè)定。在該基礎(chǔ)上，采用C40 混凝土對內(nèi)置預(yù)制T 梁結(jié)構(gòu)進行加固，并通過鋼筋進行綁扎，以形成穩(wěn)定的預(yù)制T 梁作為測定環(huán)境，然后對A 公路橋梁進行具體的測驗分析。

2.2 試驗過程及結(jié)果分析

在上述搭建的測試環(huán)境中，融合折線先張技術(shù)，對A 公路橋梁預(yù)制T 梁的建設(shè)進行測算。首先，對選定的5 個路段進行標記，分別測驗橋梁的承載力。其次，安裝臺座，并預(yù)埋鋼立柱進行張拉定位，然后對預(yù)制T 梁的臺座進行鋼筋綁扎和定向支模，并劃定綁扎方向。

再次，對預(yù)制T 梁臺座進行綁扎處理，然后將梁體安裝在臺座上，同時對復(fù)合樁以及支撐鋼柱進行加固，保證橋體的穩(wěn)定性與安全性，再對柱體進行澆筑，完成預(yù)制T 梁的安裝工作。此時，測算預(yù)制T 梁的荷載值，如公式（7）所示。

式中：I為預(yù)制T 梁荷載值，μ為綁扎間距，?為綁扎次數(shù)，ρ為可控范圍，M為承壓范圍。根據(jù)上述測定，完成對測試結(jié)果的分析，如圖3 所示。

圖3 測試結(jié)果比照分析圖

根據(jù)圖3，完成對測試結(jié)果的分析：經(jīng)過3 個測定階段的對比，在第三階段獲得的橋梁預(yù)制T 梁的荷載值可以達到3 kN/m2以上，這說明在折線先張技術(shù)的輔助下，梁體的承重能力得到進一步提升，具有實際的應(yīng)用價值。

3 結(jié)語

以上是對折線先張技術(shù)在公路橋梁預(yù)制T 梁中的應(yīng)用情況的具體分析。與初始的處理技術(shù)相比，這次所采用的折線先張技術(shù)一定程度上更加靈活、多變，在對橋梁預(yù)制T 梁的建設(shè)中，具有更強的針對性。與此同時，折線先張技術(shù)還可以幫助簡化施工環(huán)節(jié)，進一步擴大施工范圍，打破傳統(tǒng)施工建設(shè)的限制，加強控制橋梁預(yù)應(yīng)力及荷載力，結(jié)合橋梁工程的實際情況，不斷完善施工技術(shù)，全面提高所建設(shè)橋廊的質(zhì)量，更好地滿足未來工程的施工需求。