混凝土箱梁预应力张拉方法的对比研究

宋　璨　张昌谊

(1.珠海市工程监理有限公司，广东 珠海　519075；　2.珠海华发高新建设控股有限公司，广东 珠海　519075)



混凝土箱梁预应力张拉方法的对比研究

宋璨1张昌谊2

(1.珠海市工程监理有限公司，广东 珠海519075；2.珠海华发高新建设控股有限公司，广东 珠海519075)

介绍了预应力混凝土箱梁桥的特点，对比分析了混凝土箱梁腹板钢束与顶、底板钢束的预应力张拉方法，总结了各种预应力张拉方法的适用范围和优缺点，为同类桥梁的设计与施工提供参考。

混凝土箱梁，预应力，张拉方法，适用范围

0　引言

随着现代化交通建设的发展和需要，预应力混凝土箱梁凭借其整体性好、跨越能力强、桥型美观等特点在我国的桥梁工程中被广泛地采用。本文描述了各种预应力张拉方法，并通过分析比较，对其适用范围和优缺点进行了研究。

1　预应力张拉方法的描述

预应力张拉方法可以根据钢束在箱梁中的位置进行如下分类。

1.1腹板钢束的张拉方法

1)普通两端张拉方法。此种方法是在梁端都有条件的情况下对腹板束进行张拉。由于有足够的张拉空间，梁端只需要留15 cm或20 cm的封锚，如图1所示。

2)设置后浇带的两端张拉方法。此种方法是在相邻箱梁空间不够的情况下，在梁端留出一定尺寸的后浇带对腹板束进行张拉，完毕后再浇筑后浇带，如图2所示。

图1　普通两端　　　　　　　　　　　图2　设置后浇带　张拉立面图(单位：cm)　　　　　　　张拉立面图(单位:cm)

3)单端张拉方法。此种方法是将腹板束一端固定在箱梁中，选择有空间的另一侧张拉，张拉端设置15 cm或20 cm的封锚，如图3所示。

4)顶板开槽的两端张拉方法。此种方法在梁端不设置封锚或后浇带，在箱梁顶板开槽口张拉腹板束，完毕后再浇筑槽口，如图4所示。

图3　单端张拉立面图(单位：cm)

图4　顶板开槽张拉立面图(单位：cm)

5)AB梁张拉方法。此种方法为保证相邻箱梁有足够的张拉空间，设置A梁和B梁，并采用以下施工顺序：先浇筑A梁混凝土(A梁端横梁暂时不浇筑)，然后张拉A梁腹板束，完毕后才浇筑B梁混凝土，再利用A梁端横梁的空间张拉B梁腹板束，最后在A梁端横梁处浇筑无收缩混凝土，如图5所示。

1.2顶、底板钢束的张拉方法

1)顶板预留槽的两端张拉方法。此种方法在顶板预留槽口张拉顶板束，完毕后再浇筑槽口，如图6所示。

2)设置齿块的两端张拉方法。此种方法是为了满足张拉需要，在顶、底板束两端布置齿块，如图7所示。

3)设置齿块的单端张拉方法。此种方法是将顶、底板束一端固定在箱梁中，另一侧为了张拉需要布置齿块，如图8所示。

图5　AB梁张拉平面图(单位：cm)

图6　顶板预留槽张拉平、立面图(单位：cm)

图7　设齿块两端张拉立面图(单位：cm)

图8　设齿块单端张拉立面图(单位：cm)

2　预应力张拉方法的对比

普通两端张拉方法适用于单联混凝土简支、连续梁以及多联混凝土简支、连续梁，中间若干联为钢梁或者钢混组合梁的情况。该方法的优点是钢束通过梁端，对受力有利；缺点是桥台背墙必须张拉钢束后浇筑。

设置后浇带的两端张拉方法适用于多联混凝土简支、连续梁的情况。该方法的优点是各联互不影响，可同时施工，也可有选择的先后施工，缩短了工期；缺点是由于后浇带的影响，分联处支座间距拉开，下部结构纵向尺寸变大，影响桥墩或盖梁的美观。

单端张拉方法适用于施工方向确定的多联小跨径混凝土简支梁的情况。该方法的优点是钢束短，预应力损失小；缺点是必须逐联张拉，施工顺序不能改变，施工周期长。

顶板开槽的两端张拉方法适用于梁端没有张拉空间的多联混凝土简支、连续梁的情况。该方法的优点是分联处支座间距小，可以减少下部结构工程量；缺点是梁端没有钢束通过，受力不利，顶板开槽处混凝土应力集中，易产生裂缝。

AB梁张拉方法适用于城市轨道交通中多联混凝土简支、连续梁的情况。该方法的优点是钢束通过梁端，对受力有利，且分联处桥梁支座间距小，减小下部结构纵向尺寸；缺点是箱梁模板需按AB梁分别设计，B梁腹板要加厚，增加混凝土用量，施工顺序变复杂，施工难度加大。

顶板预留槽的两端张拉方法适用于简支转连续预制混凝土小箱梁的情况。该方法的优点是负弯矩束的锚头在箱内，结构耐久性好；缺点是钢束线形受限制，存在张拉不到位，张拉过程中顶板崩裂以及槽口混凝土质量难以保证的问题。

设置齿块的两端张拉方法适用于当腹板束不能满足混凝土连续梁受力要求时，利用短束提高强度，降低应力的情况；设置齿块的单端张拉方法适用于当腹板束不能满足混凝土连续梁受力要求时，利用通长束提高强度，降低应力的情况。两个方法的优点是布束灵活，可有效利用箱梁内的空间；缺点是齿块与顶、底板交界处易产生横向裂缝，降低箱梁的耐久性，给结构安全带来重大隐患。

对比普通两端张拉方法与顶板开槽的两端张拉方法：普通两端张拉方法受力较均匀；顶板开槽的两端张拉方法受力变化幅度较大，梁端由于预应力的缺失导致出现明显的拉应力，可利用局部钢筋加强。

对比设置后浇带的两端张拉方法与AB梁张拉方法：设置后浇带的两端张拉方法可以根据受力情况选择布置两排腹板束或一排腹板束，而AB梁张拉方法由于箱室尺寸的限制只能布置一排腹板束。

对比顶板预留槽的两端张拉方法与设置齿块的两端张拉方法：顶板预留槽的两端张拉方法限于小吨位钢束，设置齿块的两端张拉方法可采用较大吨位钢束。

3　结语

所有预应力张拉方法都是成熟稳定、技术可行，能经受计算与现场检验的。对于客观条件不同的桥梁，应结合项目具体情况选用一种合适的张拉方法或者几种张拉方法配合使用，以期实现设计与施工的最优化。

[1]郭建平，鲍德安.预应力混凝土连续梁桥先简支后连续施工法[J].中国市政工程，2003(4)：50-53.

[2]薛雄.多联现浇PC连续梁桥的梁端布束方案比选研究[A].中国公路学会桥梁和结构工程分会全国桥梁学术会议[C].2008.

[3]张忠效.现浇预应力混凝土连续梁桥多联同步施工[J].城市建设理论研究，2011(27)：61-63.

On comparison of concrete box grider prestressed tension methods

Song Can1Zhang Changyi2

(1.ZhuhaiEngineeringInspectionCo.,Ltd,Zhuhai519075,China;2.ZhuhaiHuafaHigh-TechConstructionCompany,Zhuhai519075,China)

The paper introduces the features for the prestressed concrete box girder bridge, compares the pretressed tension methods of the web plate steel cable, top and bottom plate steel cable, and sums up the applied scopes, advantages and disadvantages of the prestressed tension methods, so as to provide some reference for the design and construction of similar bridges.

concrete box girder, prestress, tension method, applied scope

1009-6825(2016)21-0169-02

2016-05-14

宋璨(1983- )，男，工程师

U448.213

A