梁上拱度在预制箱梁张拉检验中的应用

■何剑辉 ■河南省新开元路桥工程咨询有限公司，河南 郑州 450016

在铁路与公路桥梁建设中，预制箱梁的运用十分广泛，特别是后张法施工时运用简支梁起拱的方式及其普遍。它不仅节约材料，降低成本，而且还能增强桥梁跨度，控制梁高，使桥梁的使用年数增长。

1 预制箱梁起拱产生的过程及拱度偏小和偏小的原因

预制箱梁起拱的主要动力是预应力产生的弹性上拱和混凝土徐变产生的上拱，在施工过程中，张拉后，梁体产生的上拱度与梁体脱离台座后因梁自重作用产生的梁自重扰度结合，导致预制箱梁的梁上拱度与原本设计的不符，出现梁上拱度过大和过小两种异常情况。

1．1 预制箱梁梁上拱度偏小的原因

(1)张拉预应力筋时混凝土强度过高。按照工程建筑要求，采用后张法施工进行张拉时，混凝土的强度必须保证在设计强度所要求的百分之九十以上，但有些施工现场，施工人员仅仅凭借混凝土试件的强度去估算所有混凝土的实际强度，使得混凝土的强度核算不准确。(2)预制箱梁在施工过程中，由于截面尺寸有所变化，导致模板尺寸偏大或偏小，底座虽然都采用反起拱设置，但如果采用的是刚性模板，忽略了刚性模板在制作水平后，不会考虑拱度这一特点，这就是导致在进行箱梁预应力张拉后，预制箱梁跨中底板偏厚，截面惯性矩变大，梁上拱度变小的原因。(3)张拉应力值不足，主要表现在后张法施工的施工上面，如千斤拉的使用次数和时间超标，应及时更换，然而，有些施工人员为了节省成本，对此现象置之不理，认为可以继续使用就行，但在实际的施工过程中，压力表的读数可能会大于实际应力值，使得梁上拱度偏小。(4)波纹管不顺，使得箱梁在张拉时与波纹管的摩擦加大，从而使得梁上拱度减小。(5)张拉时气温太低。为了追赶工程进度，很多施工单位在早上或者晚上气温较低的时间段来赶工，如果在温度较底的情况下对箱梁进行张拉施工，混凝土就会受热胀冷缩的影响，对梁上拱度的大小产生影响。(6)张拉后，预制箱梁的底板与底模之间有一个摩阻力，因此，在底座上测量时，起拱值会比实际值偏小2-3mm。

1．2 预制箱梁梁上拱度偏大的原因

(1)在对混凝土进行张拉时，强度太低，达不到规范要求。在进行箱梁张拉时，使用的混凝土强度如果低于规范要求，就会使得弹性模量变小，结构弯曲，变形厉害，梁上拱度就会过大。(2)龄期太短。有些施工单位为了缩短工程建设周期，利用减少台座周转时间的方法，来加快工程进度，运用蒸汽养生类的方法，将混凝土箱梁增长速度加快，使得其强度在短时间内得到提升，与其设计的张拉强度达成一致。但此方法是不科学的，它只是暂时性的，在进行箱梁张拉时，如果混凝土的龄期不够，预应力张拉时间过长，梁上拱度会偏大。(3)超张拉的影响。施工现场，施工人员往往会进入这样一个误区，当预应力钢绞线出现松弛现象时，采用超张拉的方法可以改善这一现象，其实在运用后张拉的施工方法施工时，不允许使用超张拉的方式。(4)施工时气温高，梁上拱度的大小跟施工环境的温度息息相关，如果温度较高，梁上拱度会增大。(5)时间的推移。箱梁张拉工作完成后，如长时间将其放在某个角落后，随着时间的推移，钢筋会逐渐松弛，混凝土也会产生徐变或收缩现象，箱梁的梁上拱度会随着时间增大。

2 预制箱梁梁上拱度中关于弹性上拱与徐变上拱的测量方式

混凝土徐变系数计算公式为:根据线性徐变理论，徐变上拱大小取决于所施加预应力时梁体的弹性上拱量，弹性模量偏低，会使得徐变上拱。所以，在施加预应力时，处理对混凝土强度进行监测之外，还需要监测弹性模量，只有两者均满足设计要求，才能施加预应力。并且预加应力龄期必须在10天之后，桥面轨道铺设工作在预应力张拉两个月后进行。混凝土的弹性模量高低决定着混凝土产生徐变的大小，弹性模量越高，混凝土徐变越小，反之则越大。因此，施工过程中，加强混凝土浇筑工作，预应力张拉工作，才能保证箱梁收缩徐变上拱量不超标。

3 预制箱梁梁上拱度大小的控制工程措施

(1)在进行预应力钢绞线张拉工作时，严格控制梁体混凝土的强度。一般在箱梁张拉前，混凝土的强度有一个设计标准，要使得其强度与设计标准一致，就必须提前对混凝土强度进行抗拉抗压强度测试，选择符合规范要求的混凝土，使得张拉箱梁混凝土受力均匀。(2)箱梁张拉时采用的龄期要适中，最好控制在7d以上，如果条件有限，尽量延长预应力时混凝土的龄期，在进行箱梁施工时，提前做好施工方案，将工程进度把握好，使得箱梁能在短时间内运用到工程建设中，避免因龄期问题影响梁上拱度大小。(3)控制张拉应力和伸长量。在进行箱梁张拉工之前，检测好张拉所需的工具，即千斤顶和油压表，看是否存在漏油或指针不为零现象，如果发现这些问题，及时纠正;根据钢绞线试样或者试验证书规定的弹性范围和松弛度，来计算伸长量，根据计算结果进行张拉施工。(4)注意观察混凝土变形时对箱梁张拉的影响。混凝土徐变过程会对其强度产生极大的影响，配合比在一定区域里，徐变越大，混凝土强度越小。所以，在施工过程中，注意混凝土徐变变化是很有必要的，材料把好关，选择最优的配合比，使用优质建筑材料等等，减少徐变影响，提高混凝土强度。(5)完善后期养护制度。完成预应力箱梁张拉工作后，后期养护工作也不容忽视，在养护期内，保证箱梁在适宜的温度下工作。例如，冬季的时候，我们就要对其进行保温养护工作，防止其在低温环境里冷冻收缩，夏季则反之。

4 后张法施工预制箱梁的张拉控制应注意的安全问题

后张法施工预制箱梁使用广泛，但在进行桥梁后张拉控制时，施工方与设计方将重心都放在技术上，比较注重技术问题和技术环节，往往忽视了工程建设中的安全问题。针对安全问题，以下提出几点建议要求:(1)建筑过程中要运用到钢筋，钢筋坚实且有韧性，因此在钢筋进场阶段，以及后期钢筋捆扎阶段，工作人员需要提高警惕，施工过程中不仅要专注手头工作，还要注意瞭望周围的情况，看见危险物质及时清理，提醒其他工作人员，避免被钢筋碎片或者脚下的钢筋扎伤。(2)浇筑混凝土是一个大工程，浇筑时要小心谨慎，避免其在浇灌时下落对人群造成伤害，同时应在浇筑之前归置好其他设备，避免不正当操作使得周围设备损坏。(3)千斤顶及顶压器在操作的时候，必须严格按照其操作要求进行操作，对操作人员的专业度要求较高，操作人员必须要拥有相应的资质，经过严格的培训学习后才能上岗工作，操作技术在不断改进，操作人员要经常参加培训，练习操作流程，熟悉操作步骤，才能做好这项工作。

5 结语

预应力箱梁在工程建设中的使用越来越广泛，怎样提高预应力箱梁质量问题是目前的重难点所在，而提高预应力箱梁质量的关键所在就是控制好箱梁梁上拱度，只有注意钢绞线张拉时混凝土强度、混凝土龄期、把握好钢绞线伸长量，改进施工工艺，做好后期养护工作，才能保证梁上拱度与设计规范一致，才能顺利完成箱梁张拉工作。

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