浅谈后张法施工中的预起拱技术

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【摘　要】预应力结构由于其特别的性能从而在大跨度桥梁中广泛应用。但也由于预拱度的问题，造成桥梁外观、受力等方面的缺陷。本文从模板预拱度等几个方面简单进行计算和分析。为同类工程施工提供一定的参考依据 

【关键词】预应力；施工控制；预起拱；影响因素  后张法预应力在桥梁现浇梁是主要的预应力方式。它施工要求箱梁成桥阶段桥面基本水平，但是，由于现浇梁地基的不均匀沉降、模板变形等因素的影响。造成桥梁表面纵桥向形成波浪线形，影响桥梁线性外观、行车的舒适、箱梁架设后存在桥面错台。因此，需要在桥梁混凝土浇筑之前进行预拱度设置，预拱度设置是桥梁施工过程中重点控制项目。现在笔者就长期的施工经验对预拱度设置及其控制做简单的陈述与分析。  １　影响预拱度的因素以及预拱度计算  以满堂支架现浇梁预拱度计算为例，应考虑以下因素：1）满堂支架在承受混凝土自重、设备、人等荷载后引起的弹性变形。2）支架接头空隙。3）满堂支架基础在受载后的地基沉降。4）混凝土本身的收缩徐变。5）在进行预应力张拉时引起的反拱。  国家规范对预应力混凝土桥梁的预拱度通常按如下规定设置：当预加应力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时，可不设预拱度；当预加应力的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时应设预拱度，其值应按该项荷载的挠度与预应力长期反拱值之差采用。对于位于竖曲线上的桥梁，应视竖曲线的凸起（或凹下）情况，适当增（或减）预拱度值，使竣工后的线性与竖曲线接近一致。  通常，预拱度设置采用二次抛物线法进行计算，在支座处，可以把预拱度的大小设为零，其他部位的计算公式如下：  δx=■  式中：δx为距支座距离为 x的预拱度值；  x为距支座的距离；  l为跨长；  f为此处荷载大小。  ２　施工准备  为了避免以上因素的影响，在桥梁满堂支架施工中一般采用先预压的施工方案。预压一是可以观察支架的强度、稳定性以及地基承载力的强弱。二是可以消除支架接头空隙。三是通过测试得出在实体荷载作用下移动模架的弹性和非弹性变形参数，为后期箱梁施工中底模预拱度设置的提供依据，保证箱梁结构线形符合设计要求。  在预压之前，应先计算该梁的混凝土重量、钢筋钢绞线的重量、在施工中人以及设备的重量总和。并且在加载时，应考虑该梁的安全系数，一般来说加载最大荷载为该梁梁段自重的 1.2 倍。整个预压加载过程应模拟实际混凝土施工时的荷载分布，按照先二端底板，再腹板，最后堆载顶板和翼板的顺序进行，并分三级进行加载，各级加载重量及间隔时间。  在加载之前，加载过程中以及加载之后。由测量人员对支架进行测量监控。计算出支架的弹性、非弹性变形，为以后施工准备。  ３　预拱度的留设  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。  根据以上测量的数据进行预拱度留设，留设的基本原则是各点的施工预拱度设置分别按：施工预拱度＝支架变形值+设计预拱度。设计预拱度＝静活载挠度+理论计算跨中反拱值-扣除自重影响后预应力产生的上拱度-计算残余徐变拱度值。  ４　施工中的影响  在施工过程中影响桥面施工质量的因素很多，比如混凝土的水泥、骨料的性能、混凝土水灰比的大小、混凝土振捣密实程度、桥梁浇筑的先后顺序、桥梁预应力张拉控制等。本文从以下几点来重点介绍：  1）混凝土材料以及组分的影响。混凝土本身的收缩徐变会对桥梁预拱度产生河大的影响，故在进行混凝土设计时应采用弹性模量较高的骨料，若混凝土粗骨料偏低，会直接致使梁混凝土弹模比偏小，底板和腹板上的压缩量偏大。在混凝土设计时，应降低水灰比的大小，降低混凝土水的用量，但可以加入减水剂改善其流动性。  2）混凝土的浇注顺序和混凝土振捣的影响。混凝土浇筑应分批浇筑，比如先浇筑底板、腹板。最后浇筑顶板。从梁一端往另一端全断面浇筑。振捣应采用插入式振捣器振捣，振捣时应快插慢拔，插入深度一般为30cm。每一处振完后应徐徐提出振动棒，每一振动部位必须振到混凝土停止下沉，不再冒气泡，表面呈现平坦、泛浆。这时混凝土才振捣密实。振动棒应垂直点振，不得平拉，不得采用振动棒推赶混凝土。点振移动间距不应超过振动棒作用半径的1.5倍。  3）混凝土抹面。抹面由专人专队负责，混凝土浇筑完成后，再进行一次复核测量，调整标高误差。抹面要达到平整、无凹陷或凸起。有的需要做桥面工程，这就应该在抹面混凝土初凝之后，用工具对混凝土面进行拉毛，以便于后期工序的施工。  4）混凝土养护。混凝土在浇筑完成之后应及时对混凝土进行养护，对于桥梁这种大体积混凝土结构，需要计算混凝土水化热的大小，根据各个部位释放出来的热量来制定养护方案。一般来说，一天需要对桥梁隐形两次洒水养护，有条件还可以进行蒸汽养护。并且需要随时检测混凝土收缩量的大小以及混凝土裂缝发展情况。  5）预应力管道的影响。预应力管道的定位一定要按照设计的位置安装。否则会引起严重的预应力损失。造成桥梁的预拱度减少。  6）张拉的影响。在进行预应力张拉时，坚决避免超张拉现象。  ５　总结  预应力是现在桥梁结构尤其是大跨度桥梁的主要受力部分。预应力混凝土梁是一种外形简洁美观，造价经济合理的结构形式。预拱度是影响为使梁体线形的主要因素。预拱度留设不适当不但会造成桥梁外观的瑕疵，严重时会影响整个桥梁的受力体系，减低桥梁的安全性能。故预应力混凝土结构的预拱度需要引起我们的重视。本文从预拱度计算和施工中因素等方面对预拱度控制进行简单的介绍，以达到保障现浇梁安全性能以及现浇箱梁梁底及梁面线性和高程质量合格的目的，为后续的为以后的施工提供一定的参考依据。  【参考文献】  ［１］jtgd62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥[s].  ［２］jtj041-2000 公路桥涵施工技术规范[s].  ［３］徐光辉.公路桥涵设计手册[m].北京:人民交通出版社，2006.  ［４］周水兴.路桥施工计算手册[m].北京:人民交通出版社，2008.  ［５］秦培文，张立国，杨树民，杨本冉，林斌.时速350km客运专线32m无砟轨道后张法预应力混凝土箱梁施工工法[m]//铁路建设工程部级工法汇编2007.2008：上.  ［６］王法武,石雪飞.大跨径预应力混凝土梁桥长期挠度控制研究[j].公路，2006(8):72-76.  ［责任编辑：王迎迎］