如何控制后張法全預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁上拱度.doc

如何控制后張法全預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁上拱度摘要：隨著橋梁施工技術(shù)的不斷發(fā)展，裝配式后張法全預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁橋以其標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制施工方便和經(jīng)濟(jì)效益性好等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于鐵路、公路工程建設(shè)項(xiàng)目之中。本文結(jié)合施工工藝及施工過(guò)程控制，以供同類工程施工參考。關(guān)鍵詞：后張法 T梁 上拱度 控制1、 概述*高速公路*標(biāo)段主體工程為*互通，橋梁共計(jì)*座，預(yù)制力混凝土T梁*片, 該裝配式橋梁在減輕梁體自重、增加梁體承載能力、降低梁體工程費(fèi)用的同時(shí)，由于為提高梁體承載能力而施加的高預(yù)應(yīng)力值卻引起了梁體上拱度偏大的情況，并隨之帶來(lái)了梁體預(yù)制、安裝施工控制困難和橋面鋪裝費(fèi)用增加，進(jìn)而影響橋面設(shè)施（如：防撞欄桿）的平順性、美觀性及通車運(yùn)營(yíng)后橋梁的力學(xué)性能和行車舒適性等一系列問(wèn)題。根據(jù)以往橋梁工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，正確認(rèn)識(shí)后張法T型梁上拱度的形成原因和影響因素及上拱度過(guò)大對(duì)橋梁工程造成的不利影響，采取措施即在梁體預(yù)制階段合理地設(shè)置反拱（反拋物線形拱）來(lái)控制后張法T型梁的上拱度（正拋物線形拱）是十分必要的。2、T型梁上拱度形成原因后張法全預(yù)應(yīng)力砼T型梁的上拱度一般由預(yù)施壓應(yīng)力產(chǎn)生的上拱度和梁體自重產(chǎn)生的下繞兩部分組成，下繞度值小而上繞度值大，兩者相互作用的結(jié)果會(huì)使梁體產(chǎn)生一定的上拱度。由于T型梁的壓應(yīng)力一般集中于梁體截面上形成了偏心壓力，偏心受壓的結(jié)果會(huì)使預(yù)壓區(qū)砼（包括所配的非預(yù)應(yīng)力筋）處于高壓應(yīng)力狀態(tài)，根據(jù)材料力學(xué)的壓縮變形的結(jié)果必然會(huì)使梁體形成一定的上拱度。通常，預(yù)壓應(yīng)力越大，梁體砼不均勻壓縮變形就越大，上拱度也就越大。因此，預(yù)施壓應(yīng)力對(duì)梁體的力學(xué)作用所產(chǎn)生的不均勻壓縮變形是T型梁上拱度形成的直接原因。上拱度一般由設(shè)計(jì)單位依據(jù)梁體受力彈性變形理論和砼收縮徐變的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)計(jì)算得出，標(biāo)注于圖紙之上，又稱為理論拱度值。3、T型梁上拱度的影響因素根據(jù)T型梁體的受力特性、彈塑變形特性、局部應(yīng)力效應(yīng)和砼收縮徐變特性，T型梁上拱度除與梁體截面特性（梁體長(zhǎng)度、自重、慣性矩）有關(guān)外，還受以下因素影響：（1）預(yù)施壓應(yīng)力預(yù)施壓應(yīng)力大小和應(yīng)力施加時(shí)間影響著上拱度的大小。預(yù)施壓應(yīng)力（如設(shè)計(jì)張拉力或張拉、超張拉控制應(yīng)力）越大，梁體上拱度就越大（如邊梁的上拱度值一般大于中梁的上拱度值），反之亦然。預(yù)施壓應(yīng)力的應(yīng)力施加時(shí)間不一致的預(yù)應(yīng)力則會(huì)導(dǎo)致安裝后相鄰梁體間的上拱度值偏差較大，施工中要多加注意。另外，孔道摩阻、錨具變形、鋼筋回縮和應(yīng)力松弛等預(yù)應(yīng)力損失會(huì)使有效預(yù)施壓應(yīng)力減少，梁體上拱度值降低。（2）混凝土的強(qiáng)度和彈性模量施加壓應(yīng)力時(shí)梁體混凝土的強(qiáng)度和彈性模量影響著上拱度的大小。一般地，混凝土的強(qiáng)度和彈性模量越高，梁體上拱度就越小，反之亦然?，F(xiàn)行公路橋規(guī)中只對(duì)張拉時(shí)砼的強(qiáng)度進(jìn)行了明確規(guī)定（不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%），而事實(shí)上，梁體砼的彈性模量增長(zhǎng)比其強(qiáng)度增長(zhǎng)要慢，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，如在砼澆筑后短期內(nèi)（7天齡期以內(nèi)）就對(duì)梁體施加預(yù)應(yīng)力，即使梁體砼具有較高的強(qiáng)度，也會(huì)造成上拱度大幅度增加，因此，施工中要注意掌握砼的彈性模量，宜在砼達(dá)到28天齡期或彈性模量達(dá)到相應(yīng)值后再對(duì)梁體施加預(yù)應(yīng)力（一般要采用二次張拉工藝）。（3）梁體的存放時(shí)間和砼的澆筑質(zhì)量梁體預(yù)施應(yīng)力后存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（三個(gè)月以上）而不使其承受外荷載，上拱度將會(huì)有一定程度地增加，當(dāng)砼徐變特性較大時(shí)尤其明顯；梁體砼的澆筑質(zhì)量差（如配合比選定不好，水泥用量過(guò)大、超過(guò)500kg/m3，砂石料軟弱、振搗不密實(shí)等）將會(huì)最大砼的收縮徐變特性，使梁體后期上拱度增大，施工中要引起重視。（4）其它方面梁體存放懸臂長(zhǎng)度大小，預(yù)施應(yīng)力的精確程度（指在規(guī)定誤差內(nèi)）、孔道及錨口摩阻的大小等，均會(huì)對(duì)梁體的上拱度產(chǎn)生影響，只是在正常情況下，這些因素對(duì)梁體上拱度的影響不太明顯而已（約10%之內(nèi)）。4、T型梁上拱度過(guò)大產(chǎn)生的影響盡管梁體上拱度是由梁體正常預(yù)應(yīng)力造成的，上拱度過(guò)大一般也不會(huì)太多改變改變梁體自身的受力特性，但是上拱度過(guò)大將產(chǎn)生下列諸多問(wèn)題：（1）提高了橋面設(shè)施的標(biāo)高或者需要降低墩臺(tái)頂面的白標(biāo)高，改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)；（2）改變了橋面鋪裝層砼厚度均勻性，使其變厚（梁端處）或變?。缰刑帲踔猎诹憾颂幾兊煤芎?，既增大恒載又造成浪費(fèi)；（3）影響梁體預(yù)制和安裝施工控制；（4）過(guò)大的上拱度在一定程度上影響著橋梁的美觀性，等等。5、T型梁上拱度的控制措施要使截面特性和受力特性一定的T型梁不至于產(chǎn)生過(guò)大的上拱度，就要結(jié)合其影響因素在施工中多方面加以控制，使其滿足設(shè)計(jì)和施工技術(shù)規(guī)范要求。為有效的控制T型梁的上拱度，除了根據(jù)其影響因素加以控制外，最簡(jiǎn)單可行的方法是梁體預(yù)制階段合理地設(shè)置反拱來(lái)抵消梁體產(chǎn)生的部分上拱度。5.1設(shè)置反拱的可行性反拱是沿梁體長(zhǎng)度方向上設(shè)置的與上拱度方向相反的反向拱度，一般是預(yù)制臺(tái)座上進(jìn)行，為保持梁體設(shè)計(jì)斷面尺寸不變，通常在底模和側(cè)模板上設(shè)置相同線形的拱度。由于T型梁的預(yù)應(yīng)力筋位置（孔道）是預(yù)埋的，那么孔道相對(duì)于底模的位置（即高度）和梁體斷面尺寸（及有關(guān)鋼筋）可保證與設(shè)計(jì)一致，所以設(shè)置反拱后梁體受力特性不會(huì)改變，因此是一種可行的施工工藝。5.2設(shè)置反拱實(shí)例*高速公路*標(biāo)段主體工程T型梁橋上部結(jié)構(gòu)是30m的后張全預(yù)應(yīng)力砼T型簡(jiǎn)支梁。實(shí)際施工中采取了在預(yù)制臺(tái)座上設(shè)置反拱的方法來(lái)控制T型梁的上拱度。5.2.1確定反拱度值設(shè)計(jì)單位提供的30mT型梁理論拱度值為40mm。根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的理論拱度值，結(jié)合以往施工過(guò)的相同跨徑T型梁的上拱度情況，按預(yù)應(yīng)力噸位、梁跨度、跨中截面特性等因素對(duì)比分析計(jì)算確定反拱度值取43mm（略大于理論拱度值），反拱拋物線方程為Y=1.1310-6X2-3（0XL/2），單位為cm，X為梁端到跨中的水平距離，Y為反拱度值，L為T型梁跨度。反拱拋物線的預(yù)點(diǎn)在底模頂面跨中斷面處，坐標(biāo)系原點(diǎn)O在底模頂面梁端處。5.2.2設(shè)置反拱根據(jù)反拱拋物線方程計(jì)算出沿梁體方向每隔0.2m（X=0、0.2.m）的反拱度值，然后澆注梁體反拱線型底模，加工拋物線型側(cè)模板，側(cè)模板等高且上下邊緣和中梁共用了一套模板。5.2.3實(shí)施效果梁體預(yù)制完成，放置一個(gè)月（30天）后，梁體上拱度實(shí)測(cè)值為：中梁4.65.1cm，邊梁5.26.0cm?，F(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽取部分30mT梁進(jìn)行靜載變曲抗裂試驗(yàn)，評(píng)定為優(yōu)良級(jí)，證明梁體具有較好的承載能力，同時(shí)也說(shuō)明設(shè)置反拱對(duì)梁體承載能力的可靠性沒(méi)有影響。該橋梁建設(shè)完成后，梁體頂面各處的標(biāo)高均能滿足設(shè)計(jì)要求、橋面整體平順良好。5.2.4存在問(wèn)題從梁體上拱度的實(shí)測(cè)結(jié)果可以看出，計(jì)算確定的30mT梁的反拱度值仍偏小，若能選用50mm情況可能會(huì)更好些。由于邊梁的預(yù)應(yīng)力一般比中梁預(yù)應(yīng)力大8%，其取定的反拱度值應(yīng)高出中梁反拱度值的612mm，有條件的話邊梁與中梁宜分別設(shè)置反拱，不應(yīng)共用一套模板。另外，張拉時(shí)每片梁砼齡期較短且不一致，造成了梁體上拱度仍顯偏大梁體間存在偏差。6、結(jié)束語(yǔ) 控制張拉法全預(yù)應(yīng)力砼T型梁上拱度的有效措施是合理設(shè)置反拱。在梁體預(yù)制階段，正確預(yù)估梁體拱度的變化情況，在預(yù)制臺(tái)座模板上合理準(zhǔn)確地設(shè)置反拱能有效地控制梁體產(chǎn)生