预制梁反拱值的产生及控制

屈喜庆

【摘 要】 后张法预应力预制梁体，受自重及预应力的综合影响，梁体会产生不同程度的变形量。本文以三门峡至淅川高速公路中预制箱梁、T梁施工为背景，总结了预制梁反拱值对施工的不利影响，以及反拱值的质量控制。

【关键词】 预制梁  反拱值  控制

1 前言

山区高速公路中因受地形因素的影响，桥梁结构的一般采用先简支后连续的布置形式。此种桥梁结构形式具有结构简单、施工速度较快、整体性好等特点，在三淅高速公路中得到广泛应用。但是后张法预应力预制梁采用全预应力结构，预制梁体将产生上挠的反拱值，给施工带来不利影响：（1）预制梁后张法预应力施工完成后，梁体受两端的挤压力，造成两端底部向快中位移，跨中上挠与预制台座脱离。梁端混凝土易破碎，且梁体稳定性降低。（2）封锚完成后，预制梁反拱值与预制梁存放时间成正比，梁端形成一定的倾斜，将影响梁体伸缩缝的处理。（3）反拱值过大，将直接造成梁体跨中位置桥面铺装层的偏薄，无法保证钢筋保护层厚度，使铺装层容易产生开裂。（4）预制梁边梁与中梁反拱值不同，使相邻梁板高差超出设计规范要求。

2 预制梁反拱值的产生分析

预制预应力混凝土梁体在台座张拉完成后，上拱度主要有两部分产生，其中一部分被称为弹性上拱度，是有偏心预应力产生的上拱值抵消掉梁体自重引起的下挠值，，另一部分是张拉预应力后，混凝土徐变产生的上拱度，这一部分在初期发展较快，在加载一个月以后，就可以发展到40%的徐变量，随后徐变变形速度将减缓。综合分析，影响预制梁反拱值的产生因素较多，归纳起来主要有以下几个方面。

2.1 结构设计

预制梁边梁与中梁边梁与中梁截面形式不同，自重不同，设计张拉作用力有所不用，导致反拱值也不同。预应力张拉时根据锚具形式不同，设置超张拉时比不超张拉偏大。

2.2 施工工艺

（1）设计规范要求当混凝土强度达到80%时才能进行预应力施工[1]。现场施工过程无法控制不同梁体混凝土实际强度在同一强度张拉。混凝土实际强度、弹性模量的不同影响反拱值的大小。（2）张拉设备的精度影响着张拉力的控制精度，从而影响反拱值的大小。故张拉机具需要按照规定及时标定，保证张拉数据的稳定。（3）预应力管道材料不同、中心坐标偏差，引起管道摩擦系数不同，使有效张拉力发生变化。（4）锚具的回缩量对反拱值有一定影响。正常的回缩值对反拱值影响较小，可忽略不计。（5）预制梁的养护环境湿度影响混凝土徐变量增长量，间接影响反拱值的变化速率。

2.3 其他因素

预制梁施工组织设计制定的生产计划，直接影响预制梁的存放时间。反拱值随着梁体存放时间的增长而变大。张拉完成初期反拱值增长较快，受钢绞线、混泥土徐变的影响，反拱缓慢降低，并逐渐趋于稳定。

3 反拱值的施工控制

预制梁施工过程中无法避免因结构设计方面引起的反拱值。施工过程中只能控制因施工工艺所引起的反拱值的变化。为有效控制反拱值，针对以上施工环节严格按照施工设计标准化施工减少对反拱值的影响。

同一单位工程的预制梁采用同一种材料及规格的波纹管，施工过程保证预应力管道的中心偏位≤1cm;张拉机具按照施工规范要求张拉次数300次或使用时间超过6个月需标定一次;预制梁预应力张拉前用回弹仪测定强度，在保证强度符合要求的同时，尽量使张拉时的实际强度偏差较小;预应力张拉完成后应在48h内完成压浆施工;施工过程合理组织生产，使预制梁存放时间一般不超过3个月，且尽量减少同一孔梁体龄期的差值;预制梁架设之后应及时完成桥面系施工;除此之外施工过程最直接也最有效的方法是在台座上设置负反拱，利用预留负反拱抵消因张拉过程产生的上挠值的一部分。

预留负反拱设置方法：根据施工计划所制定预制梁存放时间，确定预制梁架设前的反拱值h。台座预留负反拱值一般为0.5h～   0.7h，并成二次抛物线线性设置。曲线方程为：y=4f*（X-L/2）（X+L/2）/L2，其中：f为台座跨中设置负反拱值，L为预制梁长度，X为任一截面到跨中的距离。由此计算出台座上任意截面的预留负反拱值（如图1所示）。

4 工程实例

以三门峡至淅川高速卢氏至西坪段LXTJ-7标段杨树大桥30预制T梁、黄耀沟大桥40mT梁为例，预制梁存放时间为50天。30T梁边梁与中梁在预应力与二期恒载作用下的反拱值分别为35mm、42mm，台座上设置负反拱值分别为21mm、25mm;40T梁边梁与中梁在预应力与二期恒载作用下的反拱值分别为45mm、55mm，台座上设置负反拱值分别为27mm、33mm（边梁与中梁台座分开设置）。预留负反拱均按照抛物线y=4f*（X-L/2）（X+L/2）/L2布置。从复测已安装的梁板高程数据分析得，高程偏差超过（+8mm、-5mm）设计规范标准[2]的点数只占20%，较好的保证了桥面铺装层的厚度。

5 结语

影响预制梁板反拱值的因素较多，施工时应根据不同施工环节，采取有效的控制措施。同时在预制梁台座设置二次抛物线形负反拱，才能较好解决反拱值过大问题。

参考文献：

[1]中交第一公路工程局有限公司.JTG/TF50—2011公路桥涵施工技术规范[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 公路工程质量检测评定标准（第一册：土建工程）[S].北京：人民交通出版社，2004.endprint

【摘 要】 后张法预应力预制梁体，受自重及预应力的综合影响，梁体会产生不同程度的变形量。本文以三门峡至淅川高速公路中预制箱梁、T梁施工为背景，总结了预制梁反拱值对施工的不利影响，以及反拱值的质量控制。

【关键词】 预制梁  反拱值  控制

1 前言

山区高速公路中因受地形因素的影响，桥梁结构的一般采用先简支后连续的布置形式。此种桥梁结构形式具有结构简单、施工速度较快、整体性好等特点，在三淅高速公路中得到广泛应用。但是后张法预应力预制梁采用全预应力结构，预制梁体将产生上挠的反拱值，给施工带来不利影响：（1）预制梁后张法预应力施工完成后，梁体受两端的挤压力，造成两端底部向快中位移，跨中上挠与预制台座脱离。梁端混凝土易破碎，且梁体稳定性降低。（2）封锚完成后，预制梁反拱值与预制梁存放时间成正比，梁端形成一定的倾斜，将影响梁体伸缩缝的处理。（3）反拱值过大，将直接造成梁体跨中位置桥面铺装层的偏薄，无法保证钢筋保护层厚度，使铺装层容易产生开裂。（4）预制梁边梁与中梁反拱值不同，使相邻梁板高差超出设计规范要求。

2 预制梁反拱值的产生分析

预制预应力混凝土梁体在台座张拉完成后，上拱度主要有两部分产生，其中一部分被称为弹性上拱度，是有偏心预应力产生的上拱值抵消掉梁体自重引起的下挠值，，另一部分是张拉预应力后，混凝土徐变产生的上拱度，这一部分在初期发展较快，在加载一个月以后，就可以发展到40%的徐变量，随后徐变变形速度将减缓。综合分析，影响预制梁反拱值的产生因素较多，归纳起来主要有以下几个方面。

2.1 结构设计

预制梁边梁与中梁边梁与中梁截面形式不同，自重不同，设计张拉作用力有所不用，导致反拱值也不同。预应力张拉时根据锚具形式不同，设置超张拉时比不超张拉偏大。

2.2 施工工艺

（1）设计规范要求当混凝土强度达到80%时才能进行预应力施工[1]。现场施工过程无法控制不同梁体混凝土实际强度在同一强度张拉。混凝土实际强度、弹性模量的不同影响反拱值的大小。（2）张拉设备的精度影响着张拉力的控制精度，从而影响反拱值的大小。故张拉机具需要按照规定及时标定，保证张拉数据的稳定。（3）预应力管道材料不同、中心坐标偏差，引起管道摩擦系数不同，使有效张拉力发生变化。（4）锚具的回缩量对反拱值有一定影响。正常的回缩值对反拱值影响较小，可忽略不计。（5）预制梁的养护环境湿度影响混凝土徐变量增长量，间接影响反拱值的变化速率。

2.3 其他因素

预制梁施工组织设计制定的生产计划，直接影响预制梁的存放时间。反拱值随着梁体存放时间的增长而变大。张拉完成初期反拱值增长较快，受钢绞线、混泥土徐变的影响，反拱缓慢降低，并逐渐趋于稳定。

3 反拱值的施工控制

预制梁施工过程中无法避免因结构设计方面引起的反拱值。施工过程中只能控制因施工工艺所引起的反拱值的变化。为有效控制反拱值，针对以上施工环节严格按照施工设计标准化施工减少对反拱值的影响。

同一单位工程的预制梁采用同一种材料及规格的波纹管，施工过程保证预应力管道的中心偏位≤1cm;张拉机具按照施工规范要求张拉次数300次或使用时间超过6个月需标定一次;预制梁预应力张拉前用回弹仪测定强度，在保证强度符合要求的同时，尽量使张拉时的实际强度偏差较小;预应力张拉完成后应在48h内完成压浆施工;施工过程合理组织生产，使预制梁存放时间一般不超过3个月，且尽量减少同一孔梁体龄期的差值;预制梁架设之后应及时完成桥面系施工;除此之外施工过程最直接也最有效的方法是在台座上设置负反拱，利用预留负反拱抵消因张拉过程产生的上挠值的一部分。

预留负反拱设置方法：根据施工计划所制定预制梁存放时间，确定预制梁架设前的反拱值h。台座预留负反拱值一般为0.5h～   0.7h，并成二次抛物线线性设置。曲线方程为：y=4f*（X-L/2）（X+L/2）/L2，其中：f为台座跨中设置负反拱值，L为预制梁长度，X为任一截面到跨中的距离。由此计算出台座上任意截面的预留负反拱值（如图1所示）。

4 工程实例

以三门峡至淅川高速卢氏至西坪段LXTJ-7标段杨树大桥30预制T梁、黄耀沟大桥40mT梁为例，预制梁存放时间为50天。30T梁边梁与中梁在预应力与二期恒载作用下的反拱值分别为35mm、42mm，台座上设置负反拱值分别为21mm、25mm;40T梁边梁与中梁在预应力与二期恒载作用下的反拱值分别为45mm、55mm，台座上设置负反拱值分别为27mm、33mm（边梁与中梁台座分开设置）。预留负反拱均按照抛物线y=4f*（X-L/2）（X+L/2）/L2布置。从复测已安装的梁板高程数据分析得，高程偏差超过（+8mm、-5mm）设计规范标准[2]的点数只占20%，较好的保证了桥面铺装层的厚度。

5 结语

影响预制梁板反拱值的因素较多，施工时应根据不同施工环节，采取有效的控制措施。同时在预制梁台座设置二次抛物线形负反拱，才能较好解决反拱值过大问题。

参考文献：

[1]中交第一公路工程局有限公司.JTG/TF50—2011公路桥涵施工技术规范[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 公路工程质量检测评定标准（第一册：土建工程）[S].北京：人民交通出版社，2004.endprint

【摘 要】 后张法预应力预制梁体，受自重及预应力的综合影响，梁体会产生不同程度的变形量。本文以三门峡至淅川高速公路中预制箱梁、T梁施工为背景，总结了预制梁反拱值对施工的不利影响，以及反拱值的质量控制。

【关键词】 预制梁  反拱值  控制

1 前言

山区高速公路中因受地形因素的影响，桥梁结构的一般采用先简支后连续的布置形式。此种桥梁结构形式具有结构简单、施工速度较快、整体性好等特点，在三淅高速公路中得到广泛应用。但是后张法预应力预制梁采用全预应力结构，预制梁体将产生上挠的反拱值，给施工带来不利影响：（1）预制梁后张法预应力施工完成后，梁体受两端的挤压力，造成两端底部向快中位移，跨中上挠与预制台座脱离。梁端混凝土易破碎，且梁体稳定性降低。（2）封锚完成后，预制梁反拱值与预制梁存放时间成正比，梁端形成一定的倾斜，将影响梁体伸缩缝的处理。（3）反拱值过大，将直接造成梁体跨中位置桥面铺装层的偏薄，无法保证钢筋保护层厚度，使铺装层容易产生开裂。（4）预制梁边梁与中梁反拱值不同，使相邻梁板高差超出设计规范要求。

2 预制梁反拱值的产生分析

预制预应力混凝土梁体在台座张拉完成后，上拱度主要有两部分产生，其中一部分被称为弹性上拱度，是有偏心预应力产生的上拱值抵消掉梁体自重引起的下挠值，，另一部分是张拉预应力后，混凝土徐变产生的上拱度，这一部分在初期发展较快，在加载一个月以后，就可以发展到40%的徐变量，随后徐变变形速度将减缓。综合分析，影响预制梁反拱值的产生因素较多，归纳起来主要有以下几个方面。

2.1 结构设计

预制梁边梁与中梁边梁与中梁截面形式不同，自重不同，设计张拉作用力有所不用，导致反拱值也不同。预应力张拉时根据锚具形式不同，设置超张拉时比不超张拉偏大。

2.2 施工工艺

（1）设计规范要求当混凝土强度达到80%时才能进行预应力施工[1]。现场施工过程无法控制不同梁体混凝土实际强度在同一强度张拉。混凝土实际强度、弹性模量的不同影响反拱值的大小。（2）张拉设备的精度影响着张拉力的控制精度，从而影响反拱值的大小。故张拉机具需要按照规定及时标定，保证张拉数据的稳定。（3）预应力管道材料不同、中心坐标偏差，引起管道摩擦系数不同，使有效张拉力发生变化。（4）锚具的回缩量对反拱值有一定影响。正常的回缩值对反拱值影响较小，可忽略不计。（5）预制梁的养护环境湿度影响混凝土徐变量增长量，间接影响反拱值的变化速率。

2.3 其他因素

预制梁施工组织设计制定的生产计划，直接影响预制梁的存放时间。反拱值随着梁体存放时间的增长而变大。张拉完成初期反拱值增长较快，受钢绞线、混泥土徐变的影响，反拱缓慢降低，并逐渐趋于稳定。

3 反拱值的施工控制

预制梁施工过程中无法避免因结构设计方面引起的反拱值。施工过程中只能控制因施工工艺所引起的反拱值的变化。为有效控制反拱值，针对以上施工环节严格按照施工设计标准化施工减少对反拱值的影响。

同一单位工程的预制梁采用同一种材料及规格的波纹管，施工过程保证预应力管道的中心偏位≤1cm;张拉机具按照施工规范要求张拉次数300次或使用时间超过6个月需标定一次;预制梁预应力张拉前用回弹仪测定强度，在保证强度符合要求的同时，尽量使张拉时的实际强度偏差较小;预应力张拉完成后应在48h内完成压浆施工;施工过程合理组织生产，使预制梁存放时间一般不超过3个月，且尽量减少同一孔梁体龄期的差值;预制梁架设之后应及时完成桥面系施工;除此之外施工过程最直接也最有效的方法是在台座上设置负反拱，利用预留负反拱抵消因张拉过程产生的上挠值的一部分。

预留负反拱设置方法：根据施工计划所制定预制梁存放时间，确定预制梁架设前的反拱值h。台座预留负反拱值一般为0.5h～   0.7h，并成二次抛物线线性设置。曲线方程为：y=4f*（X-L/2）（X+L/2）/L2，其中：f为台座跨中设置负反拱值，L为预制梁长度，X为任一截面到跨中的距离。由此计算出台座上任意截面的预留负反拱值（如图1所示）。

4 工程实例

以三门峡至淅川高速卢氏至西坪段LXTJ-7标段杨树大桥30预制T梁、黄耀沟大桥40mT梁为例，预制梁存放时间为50天。30T梁边梁与中梁在预应力与二期恒载作用下的反拱值分别为35mm、42mm，台座上设置负反拱值分别为21mm、25mm;40T梁边梁与中梁在预应力与二期恒载作用下的反拱值分别为45mm、55mm，台座上设置负反拱值分别为27mm、33mm（边梁与中梁台座分开设置）。预留负反拱均按照抛物线y=4f*（X-L/2）（X+L/2）/L2布置。从复测已安装的梁板高程数据分析得，高程偏差超过（+8mm、-5mm）设计规范标准[2]的点数只占20%，较好的保证了桥面铺装层的厚度。

5 结语

影响预制梁板反拱值的因素较多，施工时应根据不同施工环节，采取有效的控制措施。同时在预制梁台座设置二次抛物线形负反拱，才能较好解决反拱值过大问题。

参考文献：

[1]中交第一公路工程局有限公司.JTG/TF50—2011公路桥涵施工技术规范[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 公路工程质量检测评定标准（第一册：土建工程）[S].北京：人民交通出版社，2004.endprint