淺談裝配式梁橋上部結(jié)構(gòu)預(yù)制工藝及各工藝特點(diǎn)

摘 要：裝配式梁橋在中小跨徑橋梁中應(yīng)用廣泛，其上部結(jié)構(gòu)以空心板、T梁及箱梁橋最為常見?？招陌?、T梁及箱梁截面設(shè)計(jì)及預(yù)制時，根據(jù)其截面配筋形式又分為普通鋼筋混凝土截面及預(yù)應(yīng)力混凝土截面。文章分析了鋼筋混凝土梁橋上部結(jié)構(gòu)預(yù)制工藝及特點(diǎn)、預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋上部結(jié)構(gòu)預(yù)制工藝及特點(diǎn)，并對預(yù)應(yīng)力鋼束的各種布置形式進(jìn)行分析比較，為裝配式梁橋上部結(jié)構(gòu)形式及配筋的選擇提供參考。

關(guān)鍵詞：裝配式；上部結(jié)構(gòu)；預(yù)制；預(yù)應(yīng)力

在我國，中小跨徑的橋梁占橋梁總數(shù)的80%以上，該類橋梁中，又以裝配式的簡支板及簡支梁橋最為常見，其上部結(jié)構(gòu)多為空心板、T梁和箱梁。當(dāng)跨徑較小時，該類橋梁上部結(jié)構(gòu)一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)跨徑增大后，多設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。

1 鋼筋混凝土板及梁的預(yù)制

首先是預(yù)制臺座的準(zhǔn)備，在臺座上用紅油漆標(biāo)出箍筋和橫隔板鋼筋位置，清理干凈臺座后涂油。其次安裝鋼筋骨架，安裝鋼筋之前，應(yīng)詳細(xì)檢查模板各部分尺寸。鋼筋安裝時，需對其進(jìn)行準(zhǔn)確定位。為使構(gòu)件澆筑完成后，箍筋的保護(hù)層厚度滿足規(guī)范要求，需在箍筋上設(shè)置保護(hù)層墊塊，墊塊與箍筋鏈接牢固，以免澆筑混凝土過程中，墊塊發(fā)生移動，保護(hù)層厚度與設(shè)計(jì)值不符。再次，澆筑混凝土，混凝土澆筑完成后，對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，防止發(fā)生過大的收縮裂縫。最后，混凝土強(qiáng)度形成之后，把預(yù)制好的梁存放到指定的位置，等待安裝。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土板及梁的預(yù)制

2.1 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁的預(yù)制

該方法首先是準(zhǔn)備張拉臺做，然后在臺做上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，預(yù)應(yīng)力筋均為直線型，鋼筋張拉到設(shè)計(jì)值后，立側(cè)模，然后澆筑混凝土，澆筑完畢進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，待其強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，逐漸放松預(yù)應(yīng)力鋼筋，利用預(yù)應(yīng)力與混凝土的粘結(jié)作用以及預(yù)應(yīng)力放松后的彈性回縮，使梁截面產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。

當(dāng)采用先張法預(yù)制梁時，其生產(chǎn)工藝可采用機(jī)組流水法，亦可采用臺座法。當(dāng)采用機(jī)組流水法時，在移動鋼模中澆筑構(gòu)件，其生產(chǎn)工藝為先張拉直線型預(yù)應(yīng)力鋼筋，然后澆筑混凝土，混凝土澆筑完成后，對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。該預(yù)制方法提供梁的預(yù)制效率，加快生產(chǎn)進(jìn)度，但是，需要較多的鋼模，機(jī)械化程度較高，并且梁澆筑完成后需要蒸汽養(yǎng)護(hù)，因此一般在工廠內(nèi)預(yù)制定型構(gòu)件時采用該方法。當(dāng)采用臺座法時，梁預(yù)制制作的各個程序均在臺做上進(jìn)行，預(yù)制設(shè)備較簡單，施工方便，故應(yīng)用較廣泛。

2.2 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁的預(yù)制

后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁的施工工藝為，首先清理底模，綁扎梁肋普通鋼筋，按照施工圖位置預(yù)埋波紋管，然后安裝側(cè)面模板，面板的鋪裝鋼筋安裝，接著澆筑梁體混凝土，待混凝土養(yǎng)生并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除模板，繼續(xù)對混凝土進(jìn)行噴淋養(yǎng)生，最后，預(yù)應(yīng)力鋼束穿過波紋管，進(jìn)行張拉，鋼束張拉完成后，為防止鋼束生銹，波紋管內(nèi)壓灌水泥漿封錨。所以工序均完成后，把梁吊運(yùn)到指定位置存放，等待吊裝使用。

與先張法混凝土梁相比，后張法混凝土梁預(yù)制時，張拉設(shè)備較簡單，無需大型的張拉臺做，故可以在橋梁施工現(xiàn)場臨時開辟施工場地進(jìn)行預(yù)制，并且該預(yù)制方法更適合配置曲線形預(yù)應(yīng)力筋的重、大型構(gòu)件制作，因此公路橋梁上大量采用該種類型的構(gòu)件。

3 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋布置

先張法預(yù)應(yīng)力梁內(nèi)鋼筋為直線布置，與先張法預(yù)應(yīng)力梁不同，后張法預(yù)應(yīng)力梁內(nèi)的鋼筋多為曲線布置，其布置形式往往也不止一種選擇。

3.1 全部通長直線形布置

主筋均采用直線形布置，構(gòu)造簡單，但其僅適用于先張法施工的小跨度梁。其缺點(diǎn)是支點(diǎn)附近無法平衡的張拉負(fù)彎矩會在梁頂出現(xiàn)過高的拉應(yīng)力，甚至遭致嚴(yán)重的開裂。有時為減小此應(yīng)力，可根據(jù)彎矩的變化，將縱向預(yù)應(yīng)力筋按需要截?cái)唷Ｒ妶D1（a）。

3.2 在橫隔板處彎出

當(dāng)后張法梁長度較大時，并且預(yù)應(yīng)力筋采用直線型布置時，為節(jié)省材料、節(jié)約成本，并使受力更加合適，即減少梁端附近的負(fù)彎矩，將主筋在中間截面截?cái)?。此時應(yīng)將預(yù)應(yīng)力筋在橫隔梁處平緩的彎出梁體，以便進(jìn)行張拉和錨固。這種布置的特點(diǎn)是主筋最省、張拉摩阻力也較小，但預(yù)應(yīng)力筋沒有充分發(fā)揮抗剪作用，且梁體在錨固處的受力和構(gòu)造也較復(fù)雜。見圖1（b）。

3.3 曲線布置，梁端處錨固

如預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量較少，可以全部錨固在梁端時，通常均會將鋼筋全部錨固在梁端，采用該錨固方法時，預(yù)應(yīng)力的張拉工序簡便，并且由于鋼筋的彎起角度較小，預(yù)應(yīng)力筋與管道的摩擦較小，相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力損失較少，但梁端部受到的預(yù)壓應(yīng)力較大。見圖1（c）。

3.4 曲線布置，部分錨固在頂板

對于鋼束根數(shù)較多的情況，或者當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土梁的梁高受到限制，以致不能全部在梁端錨固時，就必須將一部分預(yù)應(yīng)力筋彎出梁頂。此方法能縮短預(yù)應(yīng)力筋的長度，節(jié)約鋼材對于提高梁的抗剪能力有利，但是張拉作業(yè)的操作稍顯復(fù)雜，預(yù)應(yīng)力筋的彎起角較大，摩擦損失較大。見圖1（d）。

以上的預(yù)應(yīng)力鋼束布置形式中，根據(jù)梁的受力情況，目前常采用曲線型布置，即圖1（d）中，部分預(yù)應(yīng)力筋錨固在梁端，部分錨固在頂板，以及圖1（c）中，預(yù)應(yīng)力筋全部錨固在梁端。

當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋曲線布置時，預(yù)應(yīng)力筋之間盡量相互靠近，排列緊密，使構(gòu)件的尺寸盡量減小，但同時需滿足構(gòu)造要求，保證梁底部箍筋及波紋管的最小保護(hù)層厚度要求。

4 結(jié)束語

由上述可知，裝配式梁橋的上部結(jié)構(gòu)預(yù)制時，根據(jù)跨徑及內(nèi)力特點(diǎn)，分為普通鋼筋混凝土板或梁的預(yù)制、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁或板的預(yù)制。普通鋼筋混凝土梁板預(yù)制時較方便，但是適用于較小跨徑的橋梁；預(yù)應(yīng)力混凝土梁板預(yù)制時，預(yù)應(yīng)力筋的布置有幾種形式，應(yīng)根據(jù)梁或板的構(gòu)造、跨徑及工廠預(yù)制設(shè)備及條件進(jìn)行合理的選擇。

參考文獻(xiàn)

[1]張省霞，張鵬.橋涵工程技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2014.

[2]王亮.淺談T型梁橋預(yù)制及施工工藝[J].城市建設(shè)理論研究，2015（22）.

[3]王敏.裝配式預(yù)制混凝土梁橋施工與控制關(guān)鍵技術(shù)[J].橋梁高性能混凝土技術(shù)研討會，2012.

[4]李航.預(yù)制混凝土連續(xù)梁橋施工工藝及常見問題探索[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015（33）.

作者簡介：段瑞芳（1980，7-），女，河北衡水人，碩士研究生，陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，主要從事橋梁與隧道方面的教學(xué)及科研工作。