50m跨T梁存梁期间上拱挠度分析

王柏林 廖海亮

摘 要：大跨度预应力混凝土T梁预应力水平较高，预制时反拱值较大，存梁过程中的变形控制不容忽视，通过对存梁期影响梁体上拱的预应力松弛、混凝土收缩徐变等影响因素进行分析，提出针对性的应对措施，为同类工程提供借鉴。

关键词：50m跨；T梁；存梁；上拱度分析

近年随着我国高速公路网的逐渐形成，道路交叉逐渐增多。经常遇到公路跨公路，公路跨铁路的情形，路线由于立交、斜交、施工不干扰等因素，需要大跨、安全、经济、施工便捷的桥型也越来越多，50m跨度预应力混凝土先简支后连续T梁适用性强，应用也越来越广泛。

但是，预制梁因其在预应力作用下梁体将上拱，加上收缩徐变的作用，在存梁的过程中,梁体上拱将继续增大，不仅影响梁的外观及后续工序的质量, 同时导致桥面铺装厚度不足，降低桥面的耐久性,影响梁的使用寿命。加上大跨度预制T 梁在存梁过程中与小跨度T 梁相比变形更大, 为了防止大跨度预制梁上拱过大，存梁期不应太长，且存梁期应密切注意梁的累计上拱值，若上拱过大，应采取控制措施。工程中通常在预制主梁的时候设置向下的二次抛物线反拱。

本文以一5x50m跨铁路工程实桥为背景, 分析了预制T 梁在不同存梁期间上拱挠度, 研究结果可为类似工程建设提供借鉴。

1桥梁概况

某高速公路与铁路斜交，斜交角度55°，采用50m跨T梁跨越，桥跨布置为5x50,路基宽21.5m,桥梁上下行布置，半幅桥宽10.73米，分为0.5m(护栏墙)+9.88m(行车道)+ 0.35m(护栏墙)。桥梁安全等级为一级。主梁采用部分预应力砼A类构件设计，相对湿度80%。桥面铺装厚0.206m,横向共设置5片T梁。跨中横断面布置见下图左图(单位cm)。T梁梁高2.8m,腹板宽0.21m,桥面板跨中高0.2m，湿接缝宽0.47m,边梁、中梁跨中截面尺寸详见下图右图(单位cm)。

主梁采用钢绞线?准S15.2，fpk=1860Mpa，Ep=1.95×105Mpa，普通钢筋：采用HRB335，fS k=335Mpa，ES=2.0×105Mpa。预应力钢束待混凝土达到设计强度等级的90％后张拉，并压注水泥浆。

2存梁期间梁体上拱挠度分析

梁体存放过程中,梁体产生上拱，如果上拱度过大，影响梁体的外观及后续工序的质量，且跨中段桥面铺装厚度就达不到要求，从而降低桥面耐久性，影响桥梁使用寿命。

影响跨中上拱的主要因素是主梁预应力作用、预应力松弛、砼收缩徐变，以下就分别考虑上述情况，对大跨度预制T梁进行上拱度分析。

2.1 预应力松弛作用下T梁上拱分析

T梁砼养护至张拉强度后，张拉正弯矩钢束，跨中产生最大正弯矩使跨中上挠。由于预应力筋的松弛作用，初始张拉产生的上拱度随预加力的降低而逐渐减小。从图1 中可以看出, 随着梁体存放时间的增长, 预应力损失量逐渐增大, 导致预应力效应作用下梁体上拱挠度逐渐减小，但该效应随时间的增长趋于平缓。

2.2 砼收缩徐变作用影响

混凝土不是理论上的匀质弹性材料,在存梁的过程中，混凝土将产生收缩徐变。砼收缩导致梁体下挠,砼徐变导致梁体上拱。梁存放的时间越长，其变形值越大。砼存梁期收缩变形见图2。砼存梁期徐变变形见图3。

由图2和图3比较可知，相对于收缩，徐变产生梁体上拱值要大很多，徐变引起的上拱值比收缩引起的下挠值大100倍以上。说明徐变是引起存梁期间梁体拱度变化的主要因素, 控制梁体上拱拱度的最主要因素是要控制徐变变形的发展。

由图3知前期徐变变形的增长幅度较大,之后徐变变形曲线逐渐趋于平缓。所以减少与控制混凝土前期徐变变形对控制存梁期梁体上拱挠度具重要意义。

2.3 控制梁体上拱挠度的措施

因此，控制大跨度预制T梁在存梁期间的上拱挠度对结构的使用性能将非常重要。为此，根据前面所述影响上拱挠度的因素分析基础上，提出几点控制梁体拱度的措施：

（1）梁体预制时设置合理的反拱度

在梁体预制的过程中，根据主梁纵向理论计算预拱度值合理地设置梁体底模板跨中的下挠值，把预制梁体的底模板做成下挠的曲线形，使T梁在预应力筋张拉以后的上拱挠度相应折减。

（2）严格控制并减少徐变变形

由于混凝土徐变变形对存梁期梁体上拱挠度的控制具有关键作用。因此应从混凝土配制、浇筑、养生及存梁环境等各方面严格控制并减小徐变变形。混凝土配合比应通过设计和试配选定，提高混凝土的和易性不宜采用加大砂率和水泥的方法；同批梁的混凝土拌和一定要均匀，配合比控制准确，混凝土运输时间要相近，振捣要密实、全面，否则会由于不同批次的梁之间混凝土差异较大，使梁体张拉后上拱值亦差异很大；预应力张拉完毕后应及时压浆，管道压浆要求密实；梁体存放期内要保持80%以上的湿度，避免过分干燥。

3结语

（1）梁体存放时间越长，预应力损失量越大，导致预应力效应作用下梁体上拱挠度减小， 但该效应随时间的增长趋于平缓。为抵消预应力张拉产生的上拱度影响，可采取设置反拱度的方法。

（2）混凝土徐变是影响梁体上拱的主要因素，减少与控制混凝土徐变变形对减小存梁期梁体上拱挠度具重要意义。

参考文献

[1]李国平.预应力混凝土结构设计原理［M］.北京:人民交通出版社，2000.

[2]李之达，邓科李，李耘宇，等. 混凝土徐变及其在桥梁预拱度设置中的运用［J］. 交通科技，2006 (6):15 － 17.