橋梁預拱度控制重要性及施工注意事項

摘要：本文主要分析了先張法梁板預制中預拱度控制的重要性，以及拱度隨著齡期增長的變化規律;同時論述了在生產預制中影響預拱度的因素，提出了相應的預防措施，僅供參考和借鑒。

關鍵詞：先張法預應力;梁板預拱度;重要性;變化規律;預防措施

1、橋梁預拱度控制的重要性

近年來，先張法預應力梁（空心）板在橋梁建設中，得到了廣泛的應用。這種梁板的主要優點是跨越能力較大，成本較低，施工期短，可采用大批量工廠化集中預制，因此具有廣泛的推廣價值。但是，先張法預應力混凝土梁在預應力筋及混凝土收縮徐變等因素的影響下，不可避免地要產生向上的擾度即反拱。過大的反拱值將影響梁的使用剛度，導致行車困難，加大車輛的沖擊作用，引起橋梁的劇烈振動。同時由于反拱的存在，可能使橋面鋪裝層厚度不均，若生產預制時忽略反拱的因素，則可能導致橋面鋪裝層厚度不夠。在實際的吊裝過程中也發現由于每片板的起拱度不相同，地板面形成錯臺，也給后期的施工帶來不便。因此，對梁板預拱度的控制顯得十分重要。

2、預拱度的產生原因及發展變化情況

2.1"產生預拱度的主要原因

首先通過張拉預應力筋，使預應力筋達到設計值的80%-100%后，放松預應力筋，由于混凝土與預應力筋之間的握裹力，阻止預應力筋回縮，從而使混凝土承受一個壓應力，這個壓應力使空心板梁的任一截面的底面受拉，這樣就產生了向上的預拱度。

2.2"影響放張后梁板在90天內攻讀變化最大的主要因素

①混凝土的收縮：混凝土在空氣中凝結硬化過程中，體積減小的現象，稱作收縮，由于混凝土的收縮雖然有預應力損失，但更多的作用是使梁產生向上的預拱度。混凝土的收縮一般在兩周內完成全部收縮的1/4，一個月完成1/2，三個月大3/4左右，兩年后趨于穩定。

②在混凝土硬化后，在一段相當長的時間內，它的物理特性如強度、彈性模量、徐變等，還與澆筑后經歷的時間長短有關。預應力混凝土梁受混凝土徐變影響很大，而混凝土的徐變本身就是一個十分復雜的物理力學過程。影響混凝土徐變的因素很多，其主要因素有：A混凝土在長期荷載作用下產生的應力大小。B混凝土的組成成分和配合比。C加荷時混凝土齡期越短，則徐變越大。D混凝土強度增長期的養生環境。

綜上所述，同一塊混凝土梁板在忽略預應力損失的情況下，混凝土總配比不變，其收縮和徐變都是在較短的齡期內發生的，也就是在90天內，所以期間拱度變化最大。

2.3"預拱度在放張后90天-120天發展平緩

梁板放張完的前90天預拱度值完成整個值得80%-90%，在此階段，預應力筋通過與混凝土的粘結力傳遞給梁板的一個壓應力（相當于一個向上的均部荷載），從放張開始的90天內，混凝土與預應力筋共同變形，在此階段可以將混凝土看成彈性材料，預拱度的變化基本成線性關系，從90天-120天預應力筋的作用不能再使變形繼續增加，但由于混凝土長期承受壓應力，混凝土產生收縮（即徐變），由于徐變的發展是很平緩的，所以預拱度值發展平緩。

3、橋梁預拱度施工注意事項

從測得的近千數據中，對于同一齡期的梁板，預拱度值是有很大差別的，大約在±5mm內波動，一般認為，預拱度值歲混凝土強度的增長而增長，混凝土強度增長快，則預拱度值增加快，有的梁板由于外界養護條件、混凝土的配比的波動，強度增長的快慢并不一樣，所以預拱度值會產生波動，另外一個原因是浪板中所建立的預應力值有波動（由于張拉設備的精確程度、人工操作、預應力損失、失效管長度等影響預應力值波動）。現依據先張法預制梁板的整個施工過程對能夠影響梁板預拱度的因素進行列舉，并提出相應的控制措施。

3.1"底座（張拉道）施工注意事項

由于通常采用的是110米張拉道，每一道可生產5片20米的梁板。這就要求五片梁板的地板必須在同一水平面上，不然將直接影響梁片的地板預應力筋保護層厚度。間接影響放張后的預拱度。為了減小對后期預拱度的影響，最好是定期定時（例如當冬春交替由于底座冷熱發生變化引起變形）在施工之前從新對張拉道進行標高校準，嚴重的必須從新做底座。

3.2"張拉工序注意事項

張拉工序也是影響梁板起拱度的重要原因之一，尤其在工序操作中所存在的人為和機具的誤差更為明顯，其很容易造成預應力張拉力的變化。由于每片梁板所用的預應力筋并非一根，大多是在11-17根之間。在張拉工藝中有單根張拉和多根張拉之分，單根張拉預應力筋由于人工測量或機械形成的誤差，很容易造成每根預應力筋的張拉力各不相等。如果不能精確控制得到相等的張拉力不但會對預拱度影響，嚴重會造成梁片底板裂縫（底板同一截面受力不均勻）。構件廠現采用的是多根共同張拉，避免了受力不均勻問題。另外為了把張拉誤差降到最低點，平時加強了對設備、錨具、預應力筋的檢查;嚴格執行張拉操作規程;培養高素質經驗豐富的專業人員進行操作。

3.3"綁鋼筋工序注意事項

在綁筋工序中要嚴格控制綁扎鋼筋的間距和失效管的長度，如果出現嚴重的間距不均勻的問題，同樣對造成梁板對稱的部位所承受的力不同，極易形成起拱部位發生偏移或左右拱度不統一。

3.4"混凝土澆筑注意事項

預制梁板混凝土施工目前有一次性澆筑和分層澆筑成型的兩種施工工藝。一次性澆筑如內模固定不牢、控制內模上浮的壓桿布置不當和混凝土振搗時因擠壓力的作用使內模上浮，造成板梁底面超厚和頂板厚度不足。且在澆筑過程中不容易隨時檢查底板和頂板的厚度，不便控制。一旦預制不當會造成后期梁板受力不均勻影響起拱度，或拱度發生偏移。在這里建議采用分層澆筑方式，可以按照：澆筑底板混凝土-穿芯模-澆筑頂板混凝土，此法較易控制芯模的上浮，易保證底板和頂板厚度，但要注意兩次澆筑混凝土的間隔時間（穿芯模的時間）不得超過混凝土的初凝時間。

針對梁板頂板厚度不夠的問題，在進行梁板預制或現澆時，要嚴格控制混凝土的坍落度與振搗方式、時間，振搗工應嚴格按照施工工序要求，在底板澆筑時要注意不應過振漏振，避免接觸鋼絞線，在上層澆筑時應兩側同時振搗，防止芯模偏移，造成混凝土不密實，影響受力的均勻，影響起拱度。必要時要增加芯模定位鋼筋，確保芯模不出現上浮現象。

3.5"養生過程注意事項

先張法預應力梁板的養生過程主要是放張之前，其養護條件的好壞直接影響混凝土的強度。對預拱度控制方面養護條件越充分，放張后的預拱度變化就越小，便于統一控制。

不同養護條件下的溫度和濕度是影響混凝土強度變化的主要因素，在預加應力階段，濕度越大，溫度越高，水泥水化作用充分，強度提升就越快，建議采用蒸汽養護科使混凝土的強度增長加快20%-50%。同時可縮短放張時間，加大生產能力。但在蒸汽養生時應注意蒸汽的流通，以防止混凝土局部受熱不均勻，造成放張時及放張后拱度變化較大。

3.6"梁板的存放條件注意事項

通過觀察對比數據發現，梁板的后期存放情況也是拱度變化的一個不容忽視的影響因素。因采用的是多個橋梁集中預制方式，多數梁板由于各種原因并不能及時運送吊裝，則需在預制現場存放。

4、結束語

綜上所述，預拱度變化是一個非常復雜的過程，其受內部及外界的影響變化各有差異，很難對預拱度精確的控制。因此，在實際的施工過程中，要統籌安排生產計劃、嚴格遵守各個工序技術要求，這樣才能夠保證預制出優質的梁板，進而保證工程質量。