后張法預(yù)應(yīng)力箱梁預(yù)拱度控制

閻 杰

中鐵大橋局集團(tuán)第六工程有限公司，廣東 中山 528437

由中鐵大橋局股份有限公司承建的廣深沿江高速公路機(jī)場(chǎng)特大橋上部結(jié)構(gòu)采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)的預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁，每半幅橋由兩片邊梁和三片中梁組成。施工要求箱梁成橋階段橋面基本水平，無(wú)論起拱度值偏小或偏大均會(huì)導(dǎo)致橋面縱橋向形成波浪線形，影響行車的舒適；同時(shí)要求同一孔的5片箱梁的預(yù)拱度基本一致，否則會(huì)導(dǎo)致箱梁架設(shè)后存在橋面錯(cuò)臺(tái)，影響橫橋向橋面的平整度。箱梁預(yù)拱度設(shè)置是預(yù)制箱梁施工過(guò)程中重點(diǎn)控制項(xiàng)目，現(xiàn)在結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工對(duì)預(yù)拱度設(shè)置及其控制做簡(jiǎn)單的陳述與分析。

1 反拱度值計(jì)算

預(yù)制箱梁反拱度值主要根據(jù)以下方面計(jì)算：1）梁體結(jié)構(gòu)自重；2）預(yù)應(yīng)力鋼筋總張拉力；3）混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度、彈模及其使用環(huán)境溫度（影響混凝土收縮徐變）；4）橋面二期恒載值；5）反拱度計(jì)算齡期（混凝土收縮徐變時(shí)間）。設(shè)計(jì)圖紙中計(jì)算的30m預(yù)制組合箱梁跨中最大反拱度值為：邊梁20mm，中梁15mm。

2 反拱度值設(shè)置原則

反拱度值設(shè)置原則為：其值大小以水泥混凝土鋪裝前梁的上拱度（向上）不大于2cm，同時(shí)滿足成橋后的預(yù)拱度（即邊梁20mm，中梁15mm）要求控制。

根據(jù)橋梁施工計(jì)算手冊(cè)以及以往施工經(jīng)驗(yàn)，反拱度設(shè)置按二次拋物線（二次拋物線方程可以根據(jù)兩粱端和跨中梁底坐標(biāo)求得）設(shè)置能滿足施工精度要求。

3 反拱度設(shè)置

施工過(guò)程反拱度設(shè)置一般通過(guò)制梁臺(tái)座調(diào)整底模標(biāo)高來(lái)控制，制梁臺(tái)座設(shè)計(jì)時(shí)考慮留有154cm高的操作空間（即底模距地面高度）。反拱度值采用二次拋物線設(shè)置，每60cm設(shè)置一控制截面?，F(xiàn)僅取30m預(yù)制組合箱梁中梁對(duì)預(yù)拱度設(shè)置流程作簡(jiǎn)單介紹：

1）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑念A(yù)拱度值求出預(yù)拱度方程y=200×2/3；則每控制截面的底模控制標(biāo)高計(jì)算如表1所示：

表1

2）根據(jù)上面計(jì)算標(biāo)高埋設(shè)底模預(yù)埋件；

3）澆筑臺(tái)座混凝土，混凝土頂面標(biāo)高不宜高于預(yù)埋件頂面標(biāo)高；

4）安裝底模，并利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行調(diào)整至上表計(jì)算值，然后加固。

4 影響實(shí)際施工起拱值的因素

本項(xiàng)目預(yù)制簡(jiǎn)支箱梁預(yù)應(yīng)力束設(shè)置在底腹板上，混凝土上拱值主要是由于底腹板混凝土在預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土自身收縮徐變的作用下收縮而產(chǎn)生，而且上拱值的大小與底腹板混凝土壓縮量成正比。

通過(guò)施工過(guò)程預(yù)制梁進(jìn)行變形觀測(cè)后發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)計(jì)算預(yù)拱度值比實(shí)際施工上拱值小。經(jīng)過(guò)反復(fù)分析研究后總結(jié)出影響施工起拱值偏大有以下兩個(gè)主要因素：

1）混凝土粗骨料母巖強(qiáng)度偏小，直接致使箱梁混凝土彈模比設(shè)計(jì)偏小，底腹板上的壓縮量偏大；

2）管道摩阻系數(shù)偏小，在錨下控制應(yīng)力一致的情況下管道摩阻力越小，預(yù)應(yīng)力平均應(yīng)力相應(yīng)偏大，預(yù)應(yīng)力對(duì)混凝土的壓縮量偏大。

同時(shí)總結(jié)出在以下因素的影響下，箱梁上拱值均會(huì)發(fā)生改變：

1）箱梁混凝土初、終張拉時(shí)混凝土的齡期、彈模；

2）箱梁混凝土振搗質(zhì)量，混凝土振搗質(zhì)量直接影響混凝土的密實(shí)度；

3）混凝土的攪拌質(zhì)量，混凝土的攪拌質(zhì)量直接影響混凝土強(qiáng)度、彈性模量、混凝土終凝時(shí)間，然而混凝土終凝時(shí)間直接影響混凝土收縮徐變的時(shí)間；

4）制梁臺(tái)座不均勻沉降導(dǎo)致底模反拱值變化；

5）箱梁終張拉至架設(shè)時(shí)間。

5 預(yù)拱度調(diào)整與控制

在完全按照設(shè)計(jì)給定的規(guī)定施工預(yù)制箱梁的情況下，影響預(yù)拱度的兩個(gè)主要原因混凝土彈模和管道摩阻均無(wú)法人為調(diào)整，所以只能根據(jù)實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整底模標(biāo)高來(lái)調(diào)整反拱度值。

根據(jù)前面分析得知：

1）在實(shí)際施工過(guò)程中，控制箱梁最大起拱值主要通過(guò)控制混凝土施工質(zhì)量和終張拉時(shí)混凝土的實(shí)際彈模（宜達(dá)到設(shè)計(jì)彈模值方可進(jìn)行終張拉施工），同時(shí)在箱梁預(yù)制施工過(guò)程中加強(qiáng)制梁臺(tái)座的監(jiān)測(cè)，防止因?yàn)橹屏号_(tái)座不均勻沉降產(chǎn)生的反拱值偏差。

2）為了控制同一孔梁的五片梁起拱值一致（即梁頂面平整度偏差值滿足施工規(guī)范要求），主要是控制同一孔橋的五片梁在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，一般為5d時(shí)間。