预弯组合梁发展与施工工艺

摘要：介绍了预弯组合梁的基本概念，对预弯组合梁的发展进行了阐述，并从施工工艺等方面对预弯组合梁进行了论述，事实说明，预弯组合梁具有广泛的发展前景。

关键词：预弯组合梁；发展；施工工艺；

1.引言

预弯组合梁是将一根屈服强度高的工字形钢梁安照要求的拱曲线做成预弯钢梁，然后把钢梁的两端搁置在支座上给预弯钢梁施加预弯弯矩，此时在钢梁下翼缘浇筑高标号的混凝土，混凝土达到设计强度时卸去预弯力，在预弯梁的上翼缘和腹板两侧浇筑二期混凝土，构成预弯组合梁。预弯组合梁是钢混凝土结构形式之一，作为桥梁结构的一种新型结构，具有梁高小、施工方便等特点，特别适用跨线桥、地下建筑，工程整体经济效益较好，本文对预弯组合梁的发展和施工进行了初步的探讨。

2. 预弯组合梁的发展

预弯组合梁的设计思想是比利时工程师利普斯荃在1949年提出来的，并于1964年提出了预弯组合梁设计制作工艺。后来该项技术广泛应用于房建和桥梁、地下工程，具有梁高小、施工方便等特点，在二战后得到了欧洲各国的重视， 德国在20世纪80年代开始将预弯组合梁技术应用于桥梁工程，并于80年代中期开始建成预弯组合梁的桥梁。日本于1968年在大阪建成了第一座预弯组合公路桥-玉津桥，日本国内的建造经验进一步证明了预弯组合梁结构的独特优点，截止1998年底，日本己建成公路预弯组合梁式桥47座。进入二十一世纪后，日本、欧美等西方国家都有专门从事预弯组合梁设计和施工的专业公司，但由于预弯组合梁制造工艺的专利权，其它国家和相关企业很难获得预弯组合梁应用的资料。我国在1986年由交通部水运工程科学研究所对预弯组合梁进行了试验研究，1990年哈尔滨建筑大学对预弯组合梁的施工技术及工装设备等方面开展研究，并先后完成了8座预弯组合梁式桥的设计施工指导工作，近年来国家大力倡导科技创新，预弯组合梁的设计施工得到了很大发展，截止至2006年，我国己建成的预弯组合梁桥己有15座，由于预弯组合梁有以下特点，承载力高，预弯组合梁中，受拉区以高强度钢梁承担拉力，因此承载力很高，同时钢梁的存在也大大增加了梁的刚度，降低梁的高度，减轻构件自重，整个结构的耐久性很好，并且施工时在混凝土内配置一定的构造钢筋，增强预弯组合梁的整体性，能保证预弯组合梁使用时是安全可靠的，但是我国关于预弯组合梁设计和施工还有许多研究工作要做，随着预弯组合梁的优势逐渐得到人们的重视，这种新型结构在我国将有更广阔的发展前景。

3.施工工艺

预弯组合梁有两种施工工艺，一种是单片梁加载预压式，另一种是双梁对弯同时加载预压式，单片梁加载预压施工方法简单，结构受力过程容易分析，但预制场地的占用面积大，施工场地的要求条件高，不利于城区内施工。双梁对弯同时加载预压施工步骤多，需要增加翻转设备，但双梁对弯加载预压能减少场地占用面积，施工速度快，效率高。下面重点阐述双梁对弯加载预压的施工工艺。

首先是钢梁制作，根据施工工艺进行放样，考虑预放反变形措施，总长度两端加放工艺余量。顶板、底板按施工设计在平整的场地铺垫或胎架上进行拼接，将边缘拉直。进行吊装腹板要对准拱曲度，用同质小铁板与胎架定位，并在腹板上使用激光再次修正校核。吊装底板和吊装顶板都要采取工艺措施与腹板拱曲度压紧，定位焊住。底、顶、腹板对接缝要全部采用埋弧自动焊，焊缝检查采用超声波探伤检查，确保焊缝质量。预弯钢梁制作完成后测定预拱度值，钢梁制成后要平卧放置在搁墩上，腹板呈水平状态防止扭曲变形。

其次是预弯钢梁的加载预压，预弯前对运到现场的钢梁进行复测，作为预弯时的计算基数。钢筋安装组合梁下翼缘及腹板箍筋要与钢梁腹板焊接，防止热应力导致钢梁侧向变形，钢梁预弯是成对进行的，梁端的加力支点采用与下翼缘相同标号的混凝土预制块，用环氧树脂贴在钢梁底板上。在正式预弯前对钢梁进行试压，预弯力逐级施加，同时校核实际预弯力。当钢梁挠度符合要求时，记录实际预弯力，然后逐级卸载，要注意为保证两片梁挠度同时满足设计要求，事先在两加力点处设置限位块。

再次是浇筑一期混凝土，预弯完成后先绑扎上一片梁下翼缘的钢筋，上片梁利用钢梁底板作模板，下翼缘使用定型钢模板，浇筑一期混凝土。一期混凝土为高强混凝土，要严格控制水灰比和水泥用量，外加剂选用性能较好的高效减水剂，浇筑完毕并初凝后要尽快加以覆盖并浇水养护，一期混凝土强度及弹性模量达到设计值的95%时，重新安装千斤顶，卸去预弯力，并测量钢梁回弹后拱度值。卸掉支架的上支柱，再将梁吊起安装转动装置，梁体翻转完成后将转盘限位固定然后卸下上半转盘，然后用机械设备吊出梁体，移出存梁。

最后是腹板混凝土施工和吊装及二期顶板混凝土施工。将己完成的两片梁吊出支架，横移至存梁区，支护稳定后安装腹板钢筋、模板，浇筑腹板混凝土、覆盖养生。混凝土强度达到设计强度的80%时即可移装吊装。

预弯组合梁是一种受力合理、施工便捷、经济且性能优良的新型组合结构，迄今为止，国内外学者对预弯组合梁的研究相对较少，理论体系还不完善，国内现行设计和施工规范也没有相应的条款，影响了预弯组合梁结构设计和施工的广泛应用，为进一步推广和完善预弯组合梁的施工方法，需要对预弯组合梁的设计和施工工艺继续进行深入研究。

4.结语

随着可持续发展的需要，预弯组合梁充分发挥了钢和混凝土材料各自的优点，是一种合理的结构，并使桥梁结构外型轻巧美观，应用前景广阔，本文对预弯组合梁的发展和施工进行了初步的探讨。。

参考文献：

[1]竺存宏,李广元.预弯复合梁的设计与施工[M].北京:人民交通出版社,1993.

[2]刘虎祥.浅谈预弯组合梁[J].山西建筑,2007,33(2):88-90.

作者简介:

胡明亮（1985.11.10),男（汉族），安徽省合肥市人，助理工程师，大专，主要从事道路与桥梁施工与管理研究