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大悬臂盖梁预应力二次张拉变形计算及施工

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曹超云

摘?要：城市桥梁建设中，特别是城市立交高架桥建设中，作业空间往往较为拮据，故盖梁常采用大悬臂设计以减少对地面空间的侵占。通过二次张拉变形计算，为预应力钢索张拉提供科学依据;二次张拉工艺施工时，进行变形检测，特别是竖向位移检测，有效地控制了盖梁标高，减少桥面铺装层的厚度偏差，有利于提高桥铺装层均匀性，增强桥梁的耐久性。

关键词：大悬臂盖梁?预应力二次张拉?变形计算?施工控制

：U441??：A：1672-3791（2020）05（c）-0039-03

1?工程概况

329国道舟山段改建工程起点位于鸭蛋山码头，起点桩号K0+000，终点与平东线相交，设徐家村互通，路线终点桩号K49+318，路线总长49.318km。329国道舟山段全线建成后，将成为舟山第一条城市快速路，实现本岛“半小时交通圈”对促进新区经济社会快速发展具有重大意义，并将提升城市形象，为打造全省最美入城路创造条件。全线共有互通主线桥2座，匝道桥2座，预应力盖梁86片，以双柱式矩形钢筋混凝土双悬臂构造为主，盖梁长度为25.5m。以白泉2号桥54#盖梁为例（见图1），大悬臂双柱式桥墩盖梁的悬臂长度与双柱墩计算宽度比=（880+85）/

（450+170）=1.556，跨高比小于2.0，為国内罕见，属大悬臂深受弯构件，其应力分布不符合平截面假定，受力较为复杂且变形大，施工过程中对大悬臂盖梁预应力二次张拉变形进行计算，作为桥面和盖梁标高控制的依据。

第一次张拉、压浆、封锚均在既有施工脚手架上完成。待梁板安装完成后进行二次张拉，张拉作业在定制的施工挂篮上进行，张拉完成后24h内进行压浆作业并及时封锚。张拉控制数据输入后，并经现场监理核实正确后开始启动电源进行张拉，张拉根据设计图纸要求按以进行操作控制。

2?盖梁预应力二次张拉变形计算

2.1计算模型

盖梁midas计算模型如图2所示。

2.2计算参数

汽车荷载：公路-Ⅰ级;

C40混凝土：重力密度=26.0kN/m3，弹性模量Ec=3.45×104MPa;

预应力钢绞线：=15.20，fpk=1860MPa，钢索锚下控制应力σcom=1339.0，弹性模量Ep=1.95×105MPa，松驶率

=0.035，松驶系数=0.3;

金属波纹管：管道摩擦系数=0.20，管道偏差系数k=0.0015;

塑料波纹管：管道擦系数p=0.17，管道偏差系数k=0.0015。

2.3计算结果

（1）主体应力（见图3）。

立柱梁单元应力最大为9.4MPa≤30MPa（混凝土设计强度）;

盖梁梁单元应力最大为18.2MPa≤40MPa（混凝土设计强度）;

故施工方法各个阶段符合结构设计要求。

（2）第一次张拉变形控制。

第一次张拉产生最大变形为13.71mm≤L/600=16mm，满足设计要求，计算结果如图4所示。

（3）预制梁板架设后位移。

第一次张拉后进行预制梁板架设，架梁后产生变形为下扰12.82mm≤L/600=16mm，满足设计要求，计算结果如图5所示。

（4）第二次张拉。

第二次张拉产生形变为13.88mm≤L/600=16mm，满足设计要求，计算结果如图6所示。

3?盖梁预应力二次张拉施工

3.1张拉准备

预应力张拉采用张拉双控，以张拉应力控制为主，伸长量控制作为校验，实际伸长与理论伸长相比较，误差不得大于±6%，如发现伸长量异常立即停止张拉，查明原因并提出解决方案，待监理工程师审查批准后，方可继续张拉。

张拉所用的千斤顶、压力表、油泵等设备送宁波市计量测试研究院检定，检定合格后由监理审批同意方可投入使用，张拉使用的千斤顶和压力表、油泵必须配套使用并根据校验证书提供回归方程。确定张拉力与油泵压力表读取之间的对应数据，校验出每个阶段所需要的张拉力和压力表读数，以便操作人员掌握使用。

（1）清除锚具支承垫板上的水泥浆，并检查其与波纹管孔中心垂直度，如有偏差，用楔形钢垫块调整。将锚环中心与管道中心对齐，并将锚环的轮廓准确地描画在垫板上。

（2）采用梳丝板梳丝后，安装锚环及夹片，锚板安放在锚垫板的槽内，套入夹片并用小钢管将夹片均匀打紧，所有的夹片外露量一致，钢绞线不得扭转，钢绞线之间不得交错重叠，以防断裂。

（3）安装限位板及千斤顶，采用倒链滑轮组提升安装千斤顶，调整活塞外伸量至最小位置（不可到0位），顶靠均匀无隙。将缺口转到便于测量钢绞线长度的方向。千斤顶就位后，将钢绞线按顺序嵌入夹盘内，用楔块卡住。然后调整千斤顶的位置，使管道、锚环、千斤顶处在一条轴线上。

（4）安装工具锚板，此时注意钢绞线在工具锚的孔位与锚环的孔位一致，严禁在千斤顶孔内钢绞线发生交叉，以免张拉时发生断丝事故，安装工具锚夹片并打紧，所用夹片在安装前在外表先打点腊，以便退出