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摘要：本文主要分析了先张法梁板预制中预拱度控制的重要性，以及拱度随着龄期增长的变化规律；同时论述了在生产预制中影响预拱度的因素，提出了相应的预防措施，仅供参考和借鉴。
关键词：先张法预应力；梁板预拱度；重要性；变化规律；预防措施
1、桥梁预拱度控制的重要性
近年来，先张法预应力梁（空心）板在桥梁建设中，得到了广泛的应用。这种梁板的主要优点是跨越能力较大，成本较低，施工期短，可采用大批量工厂化集中预制，因此具有广泛的推广价值。但是，先张法预应力混凝土梁在预应力筋及混凝土收缩徐变等因素的影响下，不可避免地要产生向上的扰度即反拱。过大的反拱值将影响梁的使用刚度，导致行车困难，加大车辆的冲击作用，引起桥梁的剧烈振动。同时由于反拱的存在，可能使桥面铺装层厚度不均，若生产预制时忽略反拱的因素，则可能导致桥面铺装层厚度不够。在实际的吊装过程中也发现由于每片板的起拱度不相同，地板面形成错台，也给后期的施工带来不便。因此，对梁板预拱度的控制显得十分重要。
2、预拱度的产生原因及发展变化情况
2.1 产生预拱度的主要原因
首先通过张拉预应力筋，使预应力筋达到设计值的80%-100%后，放松预应力筋，由于混凝土与预应力筋之间的握裹力，阻止预应力筋回缩，从而使混凝土承受一个压应力，这个压应力使空心板梁的任一截面的底面受拉，这样就产生了向上的预拱度。
2.2 影响放张后梁板在90天内攻读变化最大的主要因素
①混凝土的收缩：混凝土在空气中凝结硬化过程中，体积减小的现象，称作收缩，由于混凝土的收缩虽然有预应力损失，但更多的作用是使梁产生向上的预拱度。混凝土的收缩一般在两周内完成全部收缩的1/4，一个月完成1/2，三个月大3/4左右，两年后趋于稳定。
②在混凝土硬化后，在一段相当长的时间内，它的物理特性如强度、弹性模量、徐变等，还与浇筑后经历的时间长短有关。预应力混凝土梁受混凝土徐变影响很大，而混凝土的徐变本身就是一个十分复杂的物理力学过程。影响混凝土徐变的因素很多，其主要因素有：A混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小。B混凝土的组成成分和配合比。C加荷时混凝土龄期越短，则徐变越大。D混凝土强度增长期的养生环境。
综上所述，同一块混凝土梁板在忽略预应力损失的情况下，混凝土总配比不变，其收缩和徐变都是在较短的龄期内发生的，也就是在90天内，所以期间拱度变化最大。
2.3 预拱度在放张后90天-120天发展平缓
梁板放张完的前90天预拱度值完成整个值得80%-90%，在此阶段，预应力筋通过与混凝土的粘结力传递给梁板的一个压应力（相当于一个向上的均部荷载），从放张开始的90天内，混凝土与预应力筋共同变形，在此阶段可以将混凝土看成弹性材料，预拱度的变化基本成线性关系，从90天-120天预应力筋的作用不能再使变形继续增加，但由于混凝土长期承受压应力，混凝土产生收缩（即徐变），由于徐变的发展是很平缓的，所以预拱度值发展平缓。
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3、桥梁预拱度施工注意事项
从测得的近千数据中，对于同一龄期的梁板，预拱度值是有很大差别的，大约在±5mm内波动，一般认为，预拱度值岁混凝土强度的增长而增长，混凝土强度增长快，则预拱度值增加快，有的梁板由于外界养护条件、混凝土的配比的波动，强度增长的快慢并不一样，所以预拱度值会产生波动，另外一个原因是浪板中所建立的预应力值有波动（由于张拉设备的精确程度、人工操作、预应力损失、失效管长度等影响预应力值波动）。现依据先张法预制梁板的整个施工过程对能够影响梁板预拱度的因素进行列举，并提出相应的控制措施。
3.1 底座（张拉道）施工注意事项
由于通常采用的是110米张拉道，每一道可生产5片20米的梁板。这就要求五片梁板的地板必须在同一水平面上，不然将直接影响梁片的地板预应力筋保护层厚度。间接影响放张后的预拱度。为了减小对后期预拱度的影响，最好是定期定时（例如当冬春交替由于底座冷热发生变化引起变形）在施工之前从新对张拉道进行标高校准，严重的必须从新做底座。
3.2 张拉工序注意事项
张拉工序也是影响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为和机具的误差更为明显，其很容易造成预应力张拉力的变化。由于每片梁板所用的预应力筋并非一根，大多是在11-17根之间。在张拉工艺中有单根张拉和多根张拉之分，单根张拉预应力筋由于人工测量或机械形成的误差，很容易造成每根预应力筋的张拉力各不相等。如果不能精确控制得到相等的张拉力不但会对预拱度影响，严重会造成梁片底板裂缝（底板同一截面受力不均匀）。构件厂现采用的是多根共同张拉，避免了受力不均匀问题。另外为了把张拉误差降到最低点，平时加强了对设备、锚具、预应力筋的检查；严格执行张拉操作规程；培养高素质经验丰富的专业人员进行操作。
3.3 绑钢筋工序注意事项
在绑筋工序中要严格控制绑扎钢筋的间距和失效管的长度，如果出现严重的间距不均匀的问题，同样对造成梁板对称的部位所承受的力不同，极易形成起拱部位发生偏移或左右拱度不统一。
3.4 混凝土浇筑注意事项
预制梁板混凝土施工目前有一次性浇筑和分层浇筑成型的两种施工工艺。一次性浇筑如内模固定不牢、控制内模上浮的压杆布置不当和混凝土振捣时因挤压力的作用使内模上浮，造成板梁底面超厚和顶板厚度不足。且在浇筑过程中不容易随时检查底板和顶板的厚度，不便控制。一旦预制不当会造成后期梁板受力不均匀影响起拱度，或拱度发生偏移。在这里建议采用分层浇筑方式，可以按照：浇筑底板混凝土-穿芯模-浇筑顶板混凝土，此法较易控制芯模的上浮，易保证底板和顶板厚度，但要注意两次浇筑混凝土的间隔时间（穿芯模的时间）不得超过混凝土的初凝时间。
针对梁板顶板厚度不够的问题，在进行梁板预制或现浇时，要严格控制混凝土的坍落度与振捣方式、时间，振捣工应严格按照施工工序要求，在底板浇筑时要注意不应过振漏振，避免接触钢绞线，在上层浇筑时应两侧同时振捣，防止芯模偏移，造成混凝土不密实，影响受力的均匀，影响起拱度。必要时要增加芯模定位钢筋，确保芯模不出现上浮现象。
3.5 养生过程注意事项
先张法预应力梁板的养生过程主要是放张之前，其养护条件的好坏直接影响混凝土的强度。对预拱度控制方面养护条件越充分，放张后的预拱度变化就越小，便于统一控制。
不同养护条件下的温度和湿度是影响混凝土强度变化的主要因素，在预加应力阶段，湿度越大，温度越高，水泥水化作用充分，强度提升就越快，建议采用蒸汽养护科使混凝土的强度增长加快20%-50%。同时可缩短放张时间，加大生产能力。但在蒸汽养生时应注意蒸汽的流通，以防止混凝土局部受热不均匀，造成放张时及放张后拱度变化较大。
3.6 梁板的存放条件注意事项
通过观察对比数据发现，梁板的后期存放情况也是拱度变化的一个不容忽视的影响因素。因采用的是多个桥梁集中预制方式，多数梁板由于各种原因并不能及时运送吊装，则需在预制现场存放。
4、结束语
综上所述，预拱度变化是一个非常复杂的过程，其受内部及外界的影响变化各有差异，很难对预拱度精确的控制。因此，在实际的施工过程中，要统筹安排生产计划、严格遵守各个工序技术要求，这样才能够保证预制出优质的梁板，进而保证工程质量。
论文作者:贺文慧
论文发表刊物:《基层建设》2015年4期供稿
论文发表时间:2015/9/17
标签：混凝土论文; 预应力论文; 强度论文; 顶板论文; 底板论文; 工序论文; 应力论文; 《基层建设》2015年4期供稿论文;