后张法35m预应力混凝土T形梁施工预拱度设计

・基盈童工与其他专业技术・　后张法３５ｍ预应力混凝土Ｔ形梁施工预拱度设计　李守喜　（广州市市政工程监理有限公司，广州　５１　００６０）　摘要：后张法预应力混凝土在我国得到广泛应用，但在台座制作时，构件预拱度的设计特别重要。　关键词：预拱度；计算　中图分类号：ＴＵ３７８．２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００２－３６０７（２００７）０３—００４４—０２　１工程概况　广州市广园东延长线ＩＩ标段全长２．１ｋｍ。上部结构采　用３５ｍ预应力Ｔ梁和空心板梁，主桥半幅桥面Ｔ梁６片，梁　高２．３ｍ，每片梁重８０．２～９５．３ｔ。Ｔ形梁采用Ｃ５０混凝土。　预应力钢绞线采用低松弛钢绞线，ｍ　ｙｂ＝１８６０ＭＰａ　，锚具采用＠Ｐ￣ＩＯＶＭ锚。钢绞线管道采用预埋波纹管。　１．７　２预拱度计算　２．１构件的预拱度　预应力受弯构件的挠度由两部分叠加而成：一部分　是由外荷载（永久荷载和施工荷载）产生的挠度ｆ　，另　一图１梁体截面（单位：ｍ）　２．２．２截面几何特征。经计算，跨中截面几何特性　如下：钢铰线重心至截面下边缘的距离Ｊ，　＝０．２１　ｍ；换　算截面重心至截面下边缘的距离　＝１．２５６ｍ；换算截面　惯性矩厶＝０．４９４２７ｍ　；竞截面重心至截面下边缘的距离　部分是预应力产生的反拱　，两者的差值就是本文定　义的受弯构件的挠度　即　ｆ　一　ｙｎ＝１．２９６ｍ；净截面惯性矩Ｉ　＝Ｏ．４６３３３ｍ　。　２．２．５由外荷载产生的挠度ｆ，。跨中截面挠度　可按　一为了保证在外荷载和预应力作用下，梁体既不上弯　也不下凹，就必须在梁体预制过程中设一个预拱度，其　般材料力学的公式计算，即：ｆｌ＝５／４８　Ｘ　ＭＬＪＢ　式中：　梁重作用下的跨中弯矩；　８＿抗弯刚度，Ｂ＝Ｏ．８５Ｅｃｉ　，０．８５￣Ｊ度折减系数。　将有关数值代入，求得ｆ，＝３．０７ｃｍ。　２．２．４由预应力产生的反拱　。梁体施加预应力后，预应　值与挠度钛小相等，但方向相反。　２．２预拱度计算　２．２．１计算模型。以３５ｍ中跨梁梁体在预制、吊　运、存放阶段的拱度变化作为研究对象，梁体所受外　力荷载为梁体自重。假定梁体为等截面（见图１），　梁的已知条件如下：梁体全截面共配钢铰线３０束，分　３个孔道，上中下３个孔道钢铰线的束数分加为９、９、　力在梁体中产生偏心预压力，梁体产生反拱　在本例中，　梁体内钢束的布置为两段直线夹一段半径为５０００ｍ的圆曲　线，钢束布置可近似为图２所示的三段直线。　换算截面重，　钢绞线合力中，　１　２束，钢铰线直径　产１　５．２４ｍｍ，公称截面积１　４０ｍｍ２，弹　性模量Ｅｐ＝１．９５Ｘ　１０　Ｐａ，标准强度Ｒ＝１　ｖｂ　８６０ＭＰａ　，控制应力６　ｃｏｎ＝Ｏ．７５Ｒ．　ｂ＝１　３９５ＭＰａ，混凝土标号为Ｃ５０，弹　性模量Ｅｃ＝３．４５　Ｘ　１　ＯｌＯｐａ，张拉时混凝土的立方体抗　ｅｐｌ　Ｌ　ＬＩ　Ｌ２　Ｌ３￣１　压强度ｆｃｕ＝４ＯＰａ，梁体自重ｑ＝２．０７　Ｘ　１　０４Ｎ／ｍ，计算跨度　Ｌ＝３３．９ｍ。　图２钢绞线布置　维普资讯 http://www.cqvip.com

根据结构力学公式，跨中截面反拱为：　Ｎｐ２ｅｐ２　１　＝——（２１１２＋６１ｌｌ２＋３１２　）一——×　Ｅ　８　式中￣ｎ，为扣除预应力损失后预应力钢筋在跨中截面　的总拉力；ｅ　，为跨中截面构件合力点至净截面重心轴的　偏心矩，在本例中ｅ　＝１．０８６ｍ；Ｎ　为扣除预应力损失后　预应力筋在端截面的总拉力；ｅ　为端截面构件合力点至　净截面重心轴的偏心矩，在本例中ｅ　＝Ｏ．０５４ｍ；ｌ、７，、　７分别为各段钢铰线的长度，在本例中分别为８．０９ｍ、　９．０２ｍ、３４．２２ｍ。　梁体施加预应力后，混凝土的徐变变形会使　梁的反拱值增大，故《混凝土结构设计规范》（　ＧＢ１　Ｏ一８９）中规定刚度Ｅ　求得的反拱值应乘以增　大系数２．Ｏ。　扣除　茹镀　拓扶后，端　总垃力￣ｎ１＝５．４７　ｘ　１０６Ｎ，　而跨中截面的总拉力　，一４．６８　ｘ　ｌ　Ｏ　Ｎ。　将以上各相关数值代入计算公式，求得ｆ￣＝７．５７ｃｍ。　２．２．５总挠度：　一　＝３．０７—７．５７＝一４．５０ｃｍ。这就　是需要设置的跨中处的反拱值。　３预拱度的设置及效果　３．１预制梁台座顶面处置　设置预拱度的方法，是将预制梁台座顶面作成下　凹曲面。如果曲线设置得当，则梁体在自重和预应。　力作用下经过一段时间的变形，梁体将既不上拱也不　下凹。　考虑到每个台座的循环次数较多，施加预应力后台　座两端受力下压，有部分变形不易恢复，故决定在施　工中将台座下凹５．４０ｃｍ，下挠曲线形式为二次抛物　线，抛物线方程为ｙ＝Ｏ．０１　７５ｘ　一５．４Ｏ（式中Ｘ单位为ｍ，　ｙ单位为ｃｍ），台座形式如图３。　台座顶面下挠曲线　图３台座立面简图（单位：ｍ）　３．２预拱度观测　由于设计的梁型较多，而实际施工中各种梁型都是按　种预拱度进行控制的，为了使观测结果更具有代表性，我　们选取了两片跨铁路梁、四片跨公路梁共六片进行观测。　观测时间分别为存梁的第１、第１Ｏ、第３Ｏ、第６Ｏ、第９Ｏ、第　１２０、第１８０天共七个时间点进行观测，观测数据如表１　表１粱体跨中预拱度值／ｃ－ｌＩ　观测时间／ｄ　ｌ　ｌ０　３０　６０　９０　ｌ２０　ｌ８０　备注　ｌ　３．２　２．５　２．０　１．７　１．４　１．２　０．８　中粱　跨铁　２　２．９　２．１　１．８　１．５　１．０　０．８　０．５　边粱　ｌ　４．１　３．０　２．５　２．４　２．０　１．８　１．５　中粱　２　４．０　３．０　２．５　２．２　１．８　１．５　１．２　中粱　跨公　３社　４．０　３．１　２．６　２．１　１．７　１．５　１．０　边粱　４　３．８　３．０　２．４　２．０　１．８　１．６　１．０　边粱　３．３数据分析　５．５．１观测数据的特点：以存梁时间为横坐标，预　拱度为纵坐标，绘制出梁体预拱度变化如图４，由表１及　图４可以看出，梁体预拱度变化有以下特点：　（１）经过８０ｄ的存梁期后，梁体的挠曲变形仍未停　止，部分预拱度将在使用阶段完成。　（２）梁体预拱度随时间增加而减小，但预拱度变化与　时间并不成线性关系。在施加预应力初期，预拱度变化较　快，随梁体混凝土龄期的延长，预拱度变化越来越慢。　（３）跨铁路梁的预拱度变化要比同条件下跨公路　梁要大。一般情况下，在梁体施加完预应力后，跨铁路　梁的预拱度要减少２．５ｃｍ左右，而跨公路梁的预拱度减少　１．５ｃｍ左右，在经过相同的存梁期后，跨铁路梁的剩余预　拱度值要小于跨公路梁。　（４）同为跨铁路梁或同为跨公路梁，施加完预应力　后梁体的预拱度值经过相同存梁时间后剩余的预拱度值　亦不相同。　１　１０　３０　６０　９０　ｌ２０　１８０　时间／ａ　图４梁体预拱度变化图　５．５．２原因分析：　（１）梁体预拱度变化除与梁体自重、施加预应力　艏　维普资讯 http://www.cqvip.com

・蝉接技术・　焊接拖罩的制作与应用　胡皖华’齐兼治　（１．安徽省工业设备安装公司，合肥２５００２２；２．合肥科瑞耐蚀合金应用技术有限公司，合肥２３００００）　摘要：焊接拖罩的制作及其对特种有色金属耐蚀材料在焊接中的应用。　关键词：焊接拖罩；制作；应用　中图分类号：ＴＧ４３１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００２－３６０７（２００７）０３—００４６—０１　和纵线，在交点处钻巾１ｍｍ孔均匀密布，此面为紧贴焊缝保护　面，以此面为基础做紫铜板外壳进气管和匀气管用巾６ｍｍ、　￣５８ｍｍ或￣１０ｍｍ的紫铜管制作，连接处采用氩弧焊焊接。拖　随着新技术、新材料、新工艺的发展与进步，在化］：设备　中越来越多地采用钽、锆、钛、镍基等贵重有色金属耐蚀材料　制作压力容器及压力管道，为解决这些金属材料在焊接过程　中￣Ｊ－４００￣Ｃ以上的焊缝和热影响区的保护问题，使焊接接头　呈银白色的满意状态，保护拖罩的应用也显得极为重要。　焊接保护拖罩常由容器厂自行制造，应能保护温度在　４００￣Ｃ以上的焊缝和热影响区，拖罩的形状和尺寸应随焊件　罩可贴在焊接区随焊一起移动。　焊缝背面用铜垫板加速焊接区的冷却和隔绝空气，铜垫　板中可吹送保护气，也可用拖罩贴在焊接区背面一起移动。　焊角焊缝时可随焊缝背面放一根一侧锯　Ｊ、槽或钻有　小孔的铜管吹送氩气保护，也可根据角焊缝的形状、弧度做　成半圆、圆柱等各种形状的焊接保护拖罩。　厚度、冷却方式、焊接电流及焊缝形状等因素而定。对于直　焊缝，拖罩的有效宽度约为６０ｍｍ至８０ｍｍ，长度约为１００ｍｍ至　１２Ｏｍｍ，（焊锆材应￣４００ｍｍ至５００ｍｍ），高度为２０ｍｍ至３０ｍｍ。　拖罩常用厚度为ｌｍｍ左右的紫铜板制作外壳，要求流出的氩　气分布均匀，呈层流而不是紊流。拖罩内部的过渡处应圆　滑，尽量减少死角。气流由进气管进入匀气管，匀气管的一　边开有一排小孔或槽，由匀气管初步分布后向上喷出。经拖　罩的外壳反射向下，再经过几层细孔铜丝网均匀分布后吹向　焊件。也可用—块０．８ｍｍ至ｌｍｍ厚的紫铜板以每隔５ｍｍ：￣，Ｊ横线　大小有关外，还与混凝土的收缩徐变有关，而后者又与　张拉时梁体的混凝土强度、养护和加载龄期以及采访过　程中外部环境条件等有关。施加预应力大小是跨铁路梁　与跨公路梁预拱度变化相差较大的主要原因，因为这两　种梁自重相差很小，但钢绞线的配置却相差较大，跨铁　路梁要比跨公路梁多配置３～５根钢绞线，控制张拉力相　差５８５．９～９７６．５ｋＮ。（２）不同的台座或同一台座预制不　同的梁时，其下挠曲线与设计的并不完全相同，这是造　成同一种梁型，施加相同的预应力后，经过相同的时间　剩余的预拱度各不相同的主要原因。　直焊缝保护拖罩　参考文献：ＪＢ／Ｔ　４７４５—２ｏＯ２《钛制焊接容器》。　２４片梁的预拱度剩余量为０～１．６ｃｍ不等，说明这种预拱　度的设置是符合施工和使用要求的。通过此前的施工实　践，对预拱度设置有如下体会：　施工中应经常测量底模的下挠曲线，最好在每片梁　出模后立即测量，重点检查台座两端部分，如果预拱度　误差超过±０．５ｃｍ，应立即进行调整：　存梁场的存梁台座应距梁端０．６ｍ左右，梁底其它部　分不得接触地面或有其它物品支撑，以使梁体的受力状　态接近于使用阶段和简支梁计算模型；　施加预应力时一定要求梁体混凝土强度达到设计强　度的８０％以上：　４几点体会　按上述方法，我们共设计８套３５ｍ台座，现已完成的　在今后的施工中，应针对不同的梁型设置不同的预　拱度，使预拱度的设置进一步趋于合理。　加