黄麟 汪洋

摘要：在美国和英国，预制标准先张梁桥通过利于工业化生产的标准化设计使桥梁能够安全承担交通荷载，耐久性较好，建设和维护成本低。基于美国和英国桥梁建设经验，本文在组合截面和预制梁体部分讨论了梁体标准化的问题;还讨论了适合于先张梁特点的T梁梁体设计;施工部分讨论了预制先张T梁的预制、运输和安装问题。

Abstract： In the USA and the UK， precast pre-tensioned bridges have performed satisfactorily in carrying the traffic， exhibited high durability characteristics and their whole live costing is competitive because of the standardization which lead the beams to be fabricated easily in factories. Based on the bridge building experience in the USA and the UK， this article studies how to standardize the precast T beam and how to design precast pre-tensioned T beam. Some problems about T beam fabrication， transportation and erection also are discussed.

关键词：先张法;预制标准T梁;设计

Key words： pretensioning method;prefabricated standard T beam;design

中图分类号：U442.5                                       文献标识码：A                                  文章編号：1006-4311（2019）36-0190-04

1  概述

和后张法一样，先张法是一种对混凝土构件施加预应力的方法。预应力钢绞线张拉后锚固在张拉台座上，然后安装和绑扎钢筋，关模并浇筑混凝土，待混凝土达到规定的龄期和强度后放张钢绞线，通过混凝土和预应力钢绞线之间的握裹力将预应力传递到预制梁体中。

由于先张梁具有较好的耐久性，且更利于工厂制作，英、美等国家的预应力混凝土预制标准梁体多采用先张梁。而我国预制标准混凝土梁基本都采用后张法施工，鲜有先张梁的使用。随着对桥梁品质的重视和桥梁构件标准化、工厂化制作需求的增加，有必要研究预制标准先张梁在我国桥梁上的运用。

先张梁需要标准化后逐步形成定型的预制梁产品。该产品应该预制方便，量产后较为经济;还应该方便运输、架设和连接;成桥后耐久性好，长期保持良好外观，维护成本低。预制先张梁的运用和推广是一个系统工程，很难一蹴而就。

本文结合英、美桥梁建设的经验，从预制梁体系的构思、构造设计和施工实现等方面分析，以便为预制先张梁在我国桥梁建设中运用和发展提供参考。

我国的30m和40m预制标准梁多为T梁，这与美国的预制标准T梁的适用范围相重合，而与英国预制标准梁体不同。在这个跨径范围内，英国预制标准梁体多采用U梁，T型截面的梁体用于较小跨径范围内。本文主要分析美国T型截面梁体，同时也参考英国的桥梁建设经验。

2  组合截面

国内常用的预制标准T梁桥，预制梁体带一部分翼缘板和横隔梁预制。梁体架设后，通过翼缘板和横隔梁处的现浇湿接缝把预制梁体连成整体。除横向连接的湿接缝为钢筋混凝土构件外，整个纵向梁体均为预应力混凝土构件。而英国和美国预制标准桥梁常采用组合结构，即预制梁体顶面位于桥面板底面附近，现浇桥面板和横隔梁把预制梁体连接成整体。预制梁体为预应力混凝土构件，而整个桥面板为钢筋混凝土构件。

国内常用的预制标准T梁具有其自身的优点，问题也比较突出，主要表现是：现浇湿接缝较为分散，现浇混凝土施工质量不易保证;新老混凝土结合面过多，结合面附近混凝土外观差;部分新老混凝土结合面位于梁体顶面，容易受到桥面水的侵蚀;结构顶面混凝土平整度差，不得不铺设一定厚度的混凝土调平层以满足铺设沥青混凝土铺装层的要求;现浇湿接缝宽度较小，预制梁体间连接的容差小，对弯桥、斜桥和变宽桥梁的适应性较差等。

这些问题在组合式桥梁中容易解决。桥面板整体浇筑，整体性好，施工较为方便;桥面板顶面高程容易控制，可以不设置调平层就直接铺设沥青混凝土铺装层;预制梁体和桥面板新老混凝土结合面位于桥面板以下，受桥面水侵蚀的可能性较低;现浇横隔梁的长度长，容差性能较好，对弯桥、斜桥和变宽桥梁的适应性更好;另外，连续的构造在组合结构中实现更为容易。

根据以上对比分析，组合结构可以克服传统T梁的一些缺点，预制先张梁可以考虑采用组合结构。

3  预制梁体

3.1 产品系列

在先张梁设计中，首先需要对产品系列进行规划。

所谓预制标准梁的系列就是在一定的梁间距下，适应一定跨径范围的一类不同规格的预制标准梁体。它们截面外形相似，随某一尺寸（如梁高）变化，外形进行调整。

组合式结构桥面板现浇，实现多跨桥梁连续的构造更为容易。桥跨间连续构造见文献[2][3]。

7  施工

7.1 张拉台座

先张法施加预应力时，张拉台座可以作为千斤顶的反力架。在放张前，预应力钢绞线都锚固在张拉台座上。张拉台座要能承担巨大的水平力。台座的刚度还要足够大，在施加预应力时，台座变形不能太大。一般情况下，台座的成本是比较高的。只有大量重复使用张拉台座，先张梁的经济性才能体现。

张拉台座一般有撑杆式台座和重力式台座。在台座设计也是先张梁设计的重点，需要結合梁体系列钢束位置进行设计。

7.2 运输

梁体可以通过公路、铁路和水运等方式运输。在英国，27.5m梁体能通过公路运输，没有特别的限制 。更大的梁体运输需要进行可行性研究，做运输预案，提前预定特种拖车，还交通管理部门和当地交警批准和协调。运输条件和运输成本会直接影响工厂生产预制梁体的运用和推广。

7.3 安装

在架设不带桥面板的预制梁时，通常用吊车从桥下起吊预制梁体。这对桥下梁体运输和吊装条件要求较高。

对于不具备桥下起吊预制梁体条件的桥梁，可以考虑采用Deck Bulb Tee beam。这种梁体带一部分桥面板预制。梁体架设完成之后，预制梁体翼缘板之间通过简单的铰接连接，安装钢横梁后，就能在预制梁体顶面运输纵向运输梁体。完成梁体纵向运输后，再现浇桥面板。Deck Bulb Tee beam成桥截面如图5所示。

8  结语

预制标准先张梁桥通过利于工厂生产的标准化设计使桥梁具有安全承担交通荷载的能力，耐久性较好，建设和维护成本低。本文在组合截面和预制梁体部分讨论了梁体标准化的问题;还讨论了适合于先张梁特点的梁体设计;施工部分介绍了预制先张梁的预制、运输和安装问题。

在先张梁运用和推广过程中，可以考虑从地形较为平坦，运输条件和架设条件好的项目开始。还需要加强配套产品（如预应力转向器、永久性模板等）的研发，以便降低先张梁的成本。对于先张梁的生产厂，还需要加强张拉台座、转向器锚固、张拉体系等的研发。

完成一座先张梁桥梁设计不难，但实现标准先张梁工厂生产并推广，道路还很长。

参考文献：

[1]Precast Prestressed Concrete Bridge Design Manual[M]. U.S.A.， Precast Prestressed Concrete Institute， 1997.

[2]A. Kumar， Composite Concrete Bridge Superstructures[M]. U.K.， British Cement Association， 1988.

[3]JTG D62-2018，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

[4]JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].

[5]黄麟，庄卫林，陈渤.预制T梁桥和组合式U梁桥构造设计的对比分析[J].世界桥梁，2013（2）.