折线先张技术在公路桥梁预制T梁中的应用

王 榕 王 宝

（中国水利水电第十二工程局有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

随着公路桥梁项目数量以及规模不断扩大，人们对结构建造的标准以及需求也在逐渐升高。预制T 梁的制造和安装是公路桥梁施工过程中最重要且关键的一种应用方式[1]。传统的T 梁一般采用单层级的设定方式，虽然可以达到预期的承重目标，但是较容易受到外部环境以及特定因素的影响，最终无法达到预期的施工效果[2]。因此，将对折线先张技术应用于公路桥梁预制T 梁中。折线先张技术是一种简单且多层级使用的施工技术，其针对性较强，通常较多地应用于公路、铁路、桥梁等基础设施建设中，取得了较好的效果。

这次以较为真实的公路桥梁工程作为目标，结合实际的施工情况，构建更为灵活、多变的施工结构，在复杂的环境下也可以对预制T 梁进行制造和安装，最大程度地保证日常的施工进度，提高效率，提升工程建设各个区域的质量[3]。不仅如此，折线先张技术的应用还可以合理地扩大实际的施工范围，提高公路桥梁的稳定性与安全性，消除存在的建设问题，从多方面提升桥梁自身的承压能力以及荷载力，为后续施工及关联工作的执行奠定基础[4]。

1 折线先张技术在桥梁预制T 梁中的应用

1.1 整修底模板及导向装置

公路桥梁的预制T 梁的覆盖安装范围会相对较大，自身的荷载力、承压也会较强，可以进一步保证提高后期应用的稳定性，保障安全。所以，该工程对底部的稳定程度要求较高，需要先整修底模板，安装导向装置[5]。公路桥梁的底部模板模式一般是固定的，如图1 所示。

图1 公路桥梁底部模板模式图样

根据图1，对公路桥梁底部模板模式进行分析。根据公路桥梁的实际建设需求，选定相对应的模板，这次选择纵向模板投入施工。首先，获取该模板的初始数值以及信息，以待后续使用，然后，将这些数值与初始设定的标准进行对比，对不合理数值进行调整，以避免后期出现不可控的建设问题。最后安装导向装置将桥梁的模板划分为2个部分，分别为上方梁体和下方梁体，将支撑侧板、导向辊以及连接螺栓等装置安装在模板上，利用连接板进行焊接，提高内部结构的稳定性与安全性。然后在桥梁模板的底座、定位螺栓等位置设定加固螺栓。测算此时桥梁的预应力数值，如公式（1）所示。

式中：G为桥梁预应力数值；ε为总承压值；ℑ为张拉力；i为张拉次数；m为预设范围；n为重复范围；α为初始张拉标准值。根据上述测定，完成对桥梁预应力数值的测算，将其设定为桥梁建设的初始预应力导向标准。初调模板的直线筋，再张拉折线筋，使用千斤顶进行多方向张拉处理，形成桥梁的平衡性导向结构，为后续的应用营造稳定的环境。

1.2 钢绞线放张

钢绞线放张主要是对公路桥梁模板进行加固，提升施工期间的稳定性。在放张过程中，需要先对基础的数值指标进行设定。支撑梁体的混凝土强度必须达到88.5%以上，支撑结构可以设定为复合式钢架结构，混凝土弹性模量转换比最佳为1.3～1.6，梁体的预应力也需要控制在合理的标准范围内。在桥梁的模板中利用钢绞线进行捆扎放张处理，经过测定初始的预应力为1450 MPa～1650 MPa。接下来，针对梁体的设定位置调整对应数值，见表1。

表1 梁体数值调整表

根据表1，对梁体数值进行设定与调整。然后综合实际的设定需求及标准，构建稳定的张拉加固结构。此时，将转折器定位螺栓，在合理的范围内，将模板的梁体逐渐向后推动，在折线筋上设定转折侧板，放松折线筋并切断承压侧板，放松直线筋。此时，公路桥梁的底部模板张拉力处于平衡状态，将在底部的桥梁段的复合桩体上绑扎钢绞线，进行二次加固处理，进一步提高整个结构的稳定性。

需要注意的是，虽然采用传统的梁体设定方式在加固时进行单向捆绑处理可以达到预设的加固标准，但是桥梁不包括桥梁日常受到的冲击，随时容易出现断裂、塌陷等事故，存在有不可控制的安全隐患。所以，针对各个桥梁路段的具体情况，采用双向捆绑绑扎的方式，将钢绞线反复围绕复合桩、承压桩捆绑，更好地提高桥梁的承压能力。

1.3 台座及钢反力架定向设定

完成钢绞线张拉后，综合实际的施工建设需求，安装台座及钢反力架。台座是保证公路桥梁稳定建设的关键环节之一。首先，利用专业的设备与装置，标定台座的具体位置，使用放张楔块调整底部模板的放张环节，梁体交替放松。通过千斤顶移动楔块的位置，使桥梁的模板时刻处于平衡的状态，然后标定台座的具体位置，如图2所示。

图2 台座设定位置图

根据图2 对台座位置进行设置与标定。在该基础上，为了进一步提高公路桥梁的稳定性与可靠性，还需要设定反力架。根据千斤顶调整梁外部侧板之间的距离，对楔块进行反复放张处理工作。此时，将准备好的反力架设定在台座的周围两侧，调整具体的张拉角度后，使支座底板的预留位置保持在2.5 cm～3 cm。

此时，拧紧定位的螺栓，进行定位加固。此外，在反力架的底部，还需要设定固定的底座，采用支撑侧板避免结构变形，与设定的台座形成垂直搭接之后，将桥梁的预应力及支撑力调整到极限状态，小跨径距离设定在10cm～13.5cm，在复合桩与台座之间增加预留位置，扩大反力架的支撑区域，完成最终的设定。

1.4 折线先张荷载计算

根据上述设定的张拉结构，综合折线先张技术，计算公路桥梁荷载值。折线先张法预制T 梁的标准件主要包括轴受力构件、侧弯构件等，屈服强度为1.25，此时计算桥梁的受拉强度，如公式（2）所示。

式中：J为受拉强度；Q为构件毛截面面积；N为构件轴拉力设计值；d为钢材抗拉强度设计值。综合得出的受拉强度，估算轴心受拉构件在桥梁中的设定位置，然后扩大实际的张拉面积，当屈服强度变化时，桥梁会出现塑性变形，此时，需要加固侧板，缩小可弯曲空间，计算板件的承压值，如公式（3）所示。

式中：M为板件承压值，S为孔洞削弱直径，t为板件厚度，R为板件总面积，a为抗压强度。根据测算，完成对板件承压值的测定分析。在该承压范围内，划定桥梁路段的具体承压占比，然后在加固轴的可调整范围内，还需要调整构件的长细比，便于后期的搭接处理，如公式（4）所示。

式中：Y为构件的长细比；Y为主轴回转半径；E0为主轴长度；β为允许长细比。根据上述测算，完成对此时桥梁结构刚度的测算，接下来，综合辅助构件的安装需求和折线先张技术，并计算荷载值，如公式（5）所示。

式中：R为张拉荷载值；η为极限刚度；U为张拉频率；W为垂直搭接范围。经过测算得出的荷载值设定为预制T 梁极限荷载标准，综合具体的承压能力，形成稳定的应用结构。

1.5 先张网格划分实现应用

先张网格划分是将所覆盖的施工区域进行网格状划定，综合折线先张技术，应用预制T 梁。考虑到弯矩的因素，测算塑性发展系数，如公式（6）所示。

式中：g为塑性发展系数；x为可控范围；b为纵向覆盖范围；ℜ为定向荷载值；q为轴受力标准；E为极限受力状态。根据上述测算，测算塑性发展系数，根据发展系数的变化，标定先张网格的划分范围，根据构件的结构，完成最终的公路桥梁预制T 梁的施工工作。

2 试验

这次主要是对折线先张技术在公路桥梁预制T 梁中的实际应用效果进行分析，考虑到最终测试结果的真实性与合理性，采用比照的方式进行分析，选定A 公路桥梁工程作为这次测定验证的具体对象，将该工程的桥梁划分为5 个路段，设定对应的比照标准，形成完整的比照分析结构，根据实际的应用测定要求，然后搭建测试环境。

2.1 试验准备

选择A 公路桥梁作为测定对象，测试综合折线先张技术在桥梁预制T 梁施工中的应用效果。建造5 片35mT 的支撑梁。在这5 片支撑梁中，包括4 片选定的T 梁，2 片变T 梁以及2 片中梁，这些支撑梁将被用作试验和测定的对象。先采用折线先张法标定预制T 梁台座的具体位置，设定其台座身长为32.5 m，宽度为12.5 m，上半身的高度为6.5 m，断面的外侧尺寸为680 mm×700 mm。综合实际的测定需求及标准的变化，进行动态化应用指标数值的设定，见表2。

表2 动态化应用指标数值设定表

根据表2，对动态化应用指标数值进行设定。在该基础上，采用C40 混凝土对内置预制T 梁结构进行加固，并通过钢筋进行绑扎，以形成稳定的预制T 梁作为测定环境，然后对A 公路桥梁进行具体的测验分析。

2.2 试验过程及结果分析

在上述搭建的测试环境中，融合折线先张技术，对A 公路桥梁预制T 梁的建设进行测算。首先，对选定的5 个路段进行标记，分别测验桥梁的承载力。其次，安装台座，并预埋钢立柱进行张拉定位，然后对预制T 梁的台座进行钢筋绑扎和定向支模，并划定绑扎方向。

再次，对预制T 梁台座进行绑扎处理，然后将梁体安装在台座上，同时对复合桩以及支撑钢柱进行加固，保证桥体的稳定性与安全性，再对柱体进行浇筑，完成预制T 梁的安装工作。此时，测算预制T 梁的荷载值，如公式（7）所示。

式中：I为预制T 梁荷载值，μ为绑扎间距，ϑ为绑扎次数，ρ为可控范围，M为承压范围。根据上述测定，完成对测试结果的分析，如图3 所示。

图3 测试结果比照分析图

根据图3，完成对测试结果的分析：经过3 个测定阶段的对比，在第三阶段获得的桥梁预制T 梁的荷载值可以达到3 kN/m2以上，这说明在折线先张技术的辅助下，梁体的承重能力得到进一步提升，具有实际的应用价值。

3 结语

以上是对折线先张技术在公路桥梁预制T 梁中的应用情况的具体分析。与初始的处理技术相比，这次所采用的折线先张技术一定程度上更加灵活、多变，在对桥梁预制T 梁的建设中，具有更强的针对性。与此同时，折线先张技术还可以帮助简化施工环节，进一步扩大施工范围，打破传统施工建设的限制，加强控制桥梁预应力及荷载力，结合桥梁工程的实际情况，不断完善施工技术，全面提高所建设桥廊的质量，更好地满足未来工程的施工需求。