預制梁反拱值的產生及控制

屈喜慶

【摘 要】 后張法預應力預制梁體，受自重及預應力的綜合影響，梁體會產生不同程度的變形量。本文以三門峽至淅川高速公路中預制箱梁、T梁施工為背景，總結了預制梁反拱值對施工的不利影響，以及反拱值的質量控制。

【關鍵詞】 預制梁 ?反拱值 ?控制

1 前言

山區高速公路中因受地形因素的影響，橋梁結構的一般采用先簡支后連續的布置形式。此種橋梁結構形式具有結構簡單、施工速度較快、整體性好等特點，在三淅高速公路中得到廣泛應用。但是后張法預應力預制梁采用全預應力結構，預制梁體將產生上撓的反拱值，給施工帶來不利影響：（1）預制梁后張法預應力施工完成后，梁體受兩端的擠壓力，造成兩端底部向快中位移，跨中上撓與預制臺座脫離。梁端混凝土易破碎，且梁體穩定性降低。（2）封錨完成后，預制梁反拱值與預制梁存放時間成正比，梁端形成一定的傾斜，將影響梁體伸縮縫的處理。（3）反拱值過大，將直接造成梁體跨中位置橋面鋪裝層的偏薄，無法保證鋼筋保護層厚度，使鋪裝層容易產生開裂。（4）預制梁邊梁與中梁反拱值不同，使相鄰梁板高差超出設計規范要求。

2 預制梁反拱值的產生分析

預制預應力混凝土梁體在臺座張拉完成后，上拱度主要有兩部分產生，其中一部分被稱為彈性上拱度，是有偏心預應力產生的上拱值抵消掉梁體自重引起的下撓值，，另一部分是張拉預應力后，混凝土徐變產生的上拱度，這一部分在初期發展較快，在加載一個月以后，就可以發展到40%的徐變量，隨后徐變變形速度將減緩。綜合分析，影響預制梁反拱值的產生因素較多，歸納起來主要有以下幾個方面。

2.1 結構設計

預制梁邊梁與中梁邊梁與中梁截面形式不同，自重不同，設計張拉作用力有所不用，導致反拱值也不同。預應力張拉時根據錨具形式不同，設置超張拉時比不超張拉偏大。

2.2 施工工藝

（1）設計規范要求當混凝土強度達到80%時才能進行預應力施工[1]。現場施工過程無法控制不同梁體混凝土實際強度在同一強度張拉。混凝土實際強度、彈性模量的不同影響反拱值的大小。（2）張拉設備的精度影響著張拉力的控制精度，從而影響反拱值的大小。故張拉機具需要按照規定及時標定，保證張拉數據的穩定。（3）預應力管道材料不同、中心坐標偏差，引起管道摩擦系數不同，使有效張拉力發生變化。（4）錨具的回縮量對反拱值有一定影響。正常的回縮值對反拱值影響較小，可忽略不計。（5）預制梁的養護環境濕度影響混凝土徐變量增長量，間接影響反拱值的變化速率。

2.3 其他因素

預制梁施工組織設計制定的生產計劃，直接影響預制梁的存放時間。反拱值隨著梁體存放時間的增長而變大。張拉完成初期反拱值增長較快，受鋼絞線、混泥土徐變的影響，反拱緩慢降低，并逐漸趨于穩定。

3 反拱值的施工控制

預制梁施工過程中無法避免因結構設計方面引起的反拱值。施工過程中只能控制因施工工藝所引起的反拱值的變化。為有效控制反拱值，針對以上施工環節嚴格按照施工設計標準化施工減少對反拱值的影響。

同一單位工程的預制梁采用同一種材料及規格的波紋管，施工過程保證預應力管道的中心偏位≤1cm;張拉機具按照施工規范要求張拉次數300次或使用時間超過6個月需標定一次;預制梁預應力張拉前用回彈儀測定強度，在保證強度符合要求的同時，盡量使張拉時的實際強度偏差較小;預應力張拉完成后應在48h內完成壓漿施工;施工過程合理組織生產，使預制梁存放時間一般不超過3個月，且盡量減少同一孔梁體齡期的差值;預制梁架設之后應及時完成橋面系施工;除此之外施工過程最直接也最有效的方法是在臺座上設置負反拱，利用預留負反拱抵消因張拉過程產生的上撓值的一部分。

預留負反拱設置方法：根據施工計劃所制定預制梁存放時間，確定預制梁架設前的反拱值h。臺座預留負反拱值一般為0.5h～ ? 0.7h，并成二次拋物線線性設置。曲線方程為：y=4f*（X-L/2）（X+L/2）/L2，其中：f為臺座跨中設置負反拱值，L為預制梁長度，X為任一截面到跨中的距離。由此計算出臺座上任意截面的預留負反拱值（如圖1所示）。

4 工程實例

以三門峽至淅川高速盧氏至西坪段LXTJ-7標段楊樹大橋30預制T梁、黃耀溝大橋40mT梁為例，預制梁存放時間為50天。30T梁邊梁與中梁在預應力與二期恒載作用下的反拱值分別為35mm、42mm，臺座上設置負反拱值分別為21mm、25mm;40T梁邊梁與中梁在預應力與二期恒載作用下的反拱值分別為45mm、55mm，臺座上設置負反拱值分別為27mm、33mm（邊梁與中梁臺座分開設置）。預留負反拱均按照拋物線y=4f*（X-L/2）（X+L/2）/L2布置。從復測已安裝的梁板高程數據分析得，高程偏差超過（+8mm、-5mm）設計規范標準[2]的點數只占20%，較好的保證了橋面鋪裝層的厚度。

5 結語

影響預制梁板反拱值的因素較多，施工時應根據不同施工環節，采取有效的控制措施。同時在預制梁臺座設置二次拋物線形負反拱，才能較好解決反拱值過大問題。

參考文獻：

[1]中交第一公路工程局有限公司.JTG/TF50—2011公路橋涵施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2]交通部公路科技研究所.JTJG F80/1-2004 公路工程質量檢測評定標準（第一冊：土建工程）[S].北京：人民交通出版社，2004.endprint

【摘 要】 后張法預應力預制梁體，受自重及預應力的綜合影響，梁體會產生不同程度的變形量。本文以三門峽至淅川高速公路中預制箱梁、T梁施工為背景，總結了預制梁反拱值對施工的不利影響，以及反拱值的質量控制。

【關鍵詞】 預制梁 ?反拱值 ?控制

1 前言

山區高速公路中因受地形因素的影響，橋梁結構的一般采用先簡支后連續的布置形式。此種橋梁結構形式具有結構簡單、施工速度較快、整體性好等特點，在三淅高速公路中得到廣泛應用。但是后張法預應力預制梁采用全預應力結構，預制梁體將產生上撓的反拱值，給施工帶來不利影響：（1）預制梁后張法預應力施工完成后，梁體受兩端的擠壓力，造成兩端底部向快中位移，跨中上撓與預制臺座脫離。梁端混凝土易破碎，且梁體穩定性降低。（2）封錨完成后，預制梁反拱值與預制梁存放時間成正比，梁端形成一定的傾斜，將影響梁體伸縮縫的處理。（3）反拱值過大，將直接造成梁體跨中位置橋面鋪裝層的偏薄，無法保證鋼筋保護層厚度，使鋪裝層容易產生開裂。（4）預制梁邊梁與中梁反拱值不同，使相鄰梁板高差超出設計規范要求。

2 預制梁反拱值的產生分析

預制預應力混凝土梁體在臺座張拉完成后，上拱度主要有兩部分產生，其中一部分被稱為彈性上拱度，是有偏心預應力產生的上拱值抵消掉梁體自重引起的下撓值，，另一部分是張拉預應力后，混凝土徐變產生的上拱度，這一部分在初期發展較快，在加載一個月以后，就可以發展到40%的徐變量，隨后徐變變形速度將減緩。綜合分析，影響預制梁反拱值的產生因素較多，歸納起來主要有以下幾個方面。

2.1 結構設計

預制梁邊梁與中梁邊梁與中梁截面形式不同，自重不同，設計張拉作用力有所不用，導致反拱值也不同。預應力張拉時根據錨具形式不同，設置超張拉時比不超張拉偏大。

2.2 施工工藝

（1）設計規范要求當混凝土強度達到80%時才能進行預應力施工[1]。現場施工過程無法控制不同梁體混凝土實際強度在同一強度張拉。混凝土實際強度、彈性模量的不同影響反拱值的大小。（2）張拉設備的精度影響著張拉力的控制精度，從而影響反拱值的大小。故張拉機具需要按照規定及時標定，保證張拉數據的穩定。（3）預應力管道材料不同、中心坐標偏差，引起管道摩擦系數不同，使有效張拉力發生變化。（4）錨具的回縮量對反拱值有一定影響。正常的回縮值對反拱值影響較小，可忽略不計。（5）預制梁的養護環境濕度影響混凝土徐變量增長量，間接影響反拱值的變化速率。

2.3 其他因素

預制梁施工組織設計制定的生產計劃，直接影響預制梁的存放時間。反拱值隨著梁體存放時間的增長而變大。張拉完成初期反拱值增長較快，受鋼絞線、混泥土徐變的影響，反拱緩慢降低，并逐漸趨于穩定。

3 反拱值的施工控制

預制梁施工過程中無法避免因結構設計方面引起的反拱值。施工過程中只能控制因施工工藝所引起的反拱值的變化。為有效控制反拱值，針對以上施工環節嚴格按照施工設計標準化施工減少對反拱值的影響。

同一單位工程的預制梁采用同一種材料及規格的波紋管，施工過程保證預應力管道的中心偏位≤1cm;張拉機具按照施工規范要求張拉次數300次或使用時間超過6個月需標定一次;預制梁預應力張拉前用回彈儀測定強度，在保證強度符合要求的同時，盡量使張拉時的實際強度偏差較小;預應力張拉完成后應在48h內完成壓漿施工;施工過程合理組織生產，使預制梁存放時間一般不超過3個月，且盡量減少同一孔梁體齡期的差值;預制梁架設之后應及時完成橋面系施工;除此之外施工過程最直接也最有效的方法是在臺座上設置負反拱，利用預留負反拱抵消因張拉過程產生的上撓值的一部分。

預留負反拱設置方法：根據施工計劃所制定預制梁存放時間，確定預制梁架設前的反拱值h。臺座預留負反拱值一般為0.5h～ ? 0.7h，并成二次拋物線線性設置。曲線方程為：y=4f*（X-L/2）（X+L/2）/L2，其中：f為臺座跨中設置負反拱值，L為預制梁長度，X為任一截面到跨中的距離。由此計算出臺座上任意截面的預留負反拱值（如圖1所示）。

4 工程實例

以三門峽至淅川高速盧氏至西坪段LXTJ-7標段楊樹大橋30預制T梁、黃耀溝大橋40mT梁為例，預制梁存放時間為50天。30T梁邊梁與中梁在預應力與二期恒載作用下的反拱值分別為35mm、42mm，臺座上設置負反拱值分別為21mm、25mm;40T梁邊梁與中梁在預應力與二期恒載作用下的反拱值分別為45mm、55mm，臺座上設置負反拱值分別為27mm、33mm（邊梁與中梁臺座分開設置）。預留負反拱均按照拋物線y=4f*（X-L/2）（X+L/2）/L2布置。從復測已安裝的梁板高程數據分析得，高程偏差超過（+8mm、-5mm）設計規范標準[2]的點數只占20%，較好的保證了橋面鋪裝層的厚度。

5 結語

影響預制梁板反拱值的因素較多，施工時應根據不同施工環節，采取有效的控制措施。同時在預制梁臺座設置二次拋物線形負反拱，才能較好解決反拱值過大問題。

參考文獻：

[1]中交第一公路工程局有限公司.JTG/TF50—2011公路橋涵施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2]交通部公路科技研究所.JTJG F80/1-2004 公路工程質量檢測評定標準（第一冊：土建工程）[S].北京：人民交通出版社，2004.endprint

【摘 要】 后張法預應力預制梁體，受自重及預應力的綜合影響，梁體會產生不同程度的變形量。本文以三門峽至淅川高速公路中預制箱梁、T梁施工為背景，總結了預制梁反拱值對施工的不利影響，以及反拱值的質量控制。

【關鍵詞】 預制梁 ?反拱值 ?控制

1 前言

山區高速公路中因受地形因素的影響，橋梁結構的一般采用先簡支后連續的布置形式。此種橋梁結構形式具有結構簡單、施工速度較快、整體性好等特點，在三淅高速公路中得到廣泛應用。但是后張法預應力預制梁采用全預應力結構，預制梁體將產生上撓的反拱值，給施工帶來不利影響：（1）預制梁后張法預應力施工完成后，梁體受兩端的擠壓力，造成兩端底部向快中位移，跨中上撓與預制臺座脫離。梁端混凝土易破碎，且梁體穩定性降低。（2）封錨完成后，預制梁反拱值與預制梁存放時間成正比，梁端形成一定的傾斜，將影響梁體伸縮縫的處理。（3）反拱值過大，將直接造成梁體跨中位置橋面鋪裝層的偏薄，無法保證鋼筋保護層厚度，使鋪裝層容易產生開裂。（4）預制梁邊梁與中梁反拱值不同，使相鄰梁板高差超出設計規范要求。

2 預制梁反拱值的產生分析

預制預應力混凝土梁體在臺座張拉完成后，上拱度主要有兩部分產生，其中一部分被稱為彈性上拱度，是有偏心預應力產生的上拱值抵消掉梁體自重引起的下撓值，，另一部分是張拉預應力后，混凝土徐變產生的上拱度，這一部分在初期發展較快，在加載一個月以后，就可以發展到40%的徐變量，隨后徐變變形速度將減緩。綜合分析，影響預制梁反拱值的產生因素較多，歸納起來主要有以下幾個方面。

2.1 結構設計

預制梁邊梁與中梁邊梁與中梁截面形式不同，自重不同，設計張拉作用力有所不用，導致反拱值也不同。預應力張拉時根據錨具形式不同，設置超張拉時比不超張拉偏大。

2.2 施工工藝

（1）設計規范要求當混凝土強度達到80%時才能進行預應力施工[1]。現場施工過程無法控制不同梁體混凝土實際強度在同一強度張拉。混凝土實際強度、彈性模量的不同影響反拱值的大小。（2）張拉設備的精度影響著張拉力的控制精度，從而影響反拱值的大小。故張拉機具需要按照規定及時標定，保證張拉數據的穩定。（3）預應力管道材料不同、中心坐標偏差，引起管道摩擦系數不同，使有效張拉力發生變化。（4）錨具的回縮量對反拱值有一定影響。正常的回縮值對反拱值影響較小，可忽略不計。（5）預制梁的養護環境濕度影響混凝土徐變量增長量，間接影響反拱值的變化速率。

2.3 其他因素

預制梁施工組織設計制定的生產計劃，直接影響預制梁的存放時間。反拱值隨著梁體存放時間的增長而變大。張拉完成初期反拱值增長較快，受鋼絞線、混泥土徐變的影響，反拱緩慢降低，并逐漸趨于穩定。

3 反拱值的施工控制

預制梁施工過程中無法避免因結構設計方面引起的反拱值。施工過程中只能控制因施工工藝所引起的反拱值的變化。為有效控制反拱值，針對以上施工環節嚴格按照施工設計標準化施工減少對反拱值的影響。

同一單位工程的預制梁采用同一種材料及規格的波紋管，施工過程保證預應力管道的中心偏位≤1cm;張拉機具按照施工規范要求張拉次數300次或使用時間超過6個月需標定一次;預制梁預應力張拉前用回彈儀測定強度，在保證強度符合要求的同時，盡量使張拉時的實際強度偏差較小;預應力張拉完成后應在48h內完成壓漿施工;施工過程合理組織生產，使預制梁存放時間一般不超過3個月，且盡量減少同一孔梁體齡期的差值;預制梁架設之后應及時完成橋面系施工;除此之外施工過程最直接也最有效的方法是在臺座上設置負反拱，利用預留負反拱抵消因張拉過程產生的上撓值的一部分。

預留負反拱設置方法：根據施工計劃所制定預制梁存放時間，確定預制梁架設前的反拱值h。臺座預留負反拱值一般為0.5h～ ? 0.7h，并成二次拋物線線性設置。曲線方程為：y=4f*（X-L/2）（X+L/2）/L2，其中：f為臺座跨中設置負反拱值，L為預制梁長度，X為任一截面到跨中的距離。由此計算出臺座上任意截面的預留負反拱值（如圖1所示）。

4 工程實例

以三門峽至淅川高速盧氏至西坪段LXTJ-7標段楊樹大橋30預制T梁、黃耀溝大橋40mT梁為例，預制梁存放時間為50天。30T梁邊梁與中梁在預應力與二期恒載作用下的反拱值分別為35mm、42mm，臺座上設置負反拱值分別為21mm、25mm;40T梁邊梁與中梁在預應力與二期恒載作用下的反拱值分別為45mm、55mm，臺座上設置負反拱值分別為27mm、33mm（邊梁與中梁臺座分開設置）。預留負反拱均按照拋物線y=4f*（X-L/2）（X+L/2）/L2布置。從復測已安裝的梁板高程數據分析得，高程偏差超過（+8mm、-5mm）設計規范標準[2]的點數只占20%，較好的保證了橋面鋪裝層的厚度。

5 結語

影響預制梁板反拱值的因素較多，施工時應根據不同施工環節，采取有效的控制措施。同時在預制梁臺座設置二次拋物線形負反拱，才能較好解決反拱值過大問題。

參考文獻：

[1]中交第一公路工程局有限公司.JTG/TF50—2011公路橋涵施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2]交通部公路科技研究所.JTJG F80/1-2004 公路工程質量檢測評定標準（第一冊：土建工程）[S].北京：人民交通出版社，2004.endprint