梁上拱度在預制箱梁張拉檢驗中的應用

■何劍輝 ■河南省新開元路橋工程咨詢有限公司，河南 鄭州 450016

在鐵路與公路橋梁建設中，預制箱梁的運用十分廣泛，特別是后張法施工時運用簡支梁起拱的方式及其普遍。它不僅節約材料，降低成本，而且還能增強橋梁跨度，控制梁高，使橋梁的使用年數增長。

1 預制箱梁起拱產生的過程及拱度偏小和偏小的原因

預制箱梁起拱的主要動力是預應力產生的彈性上拱和混凝土徐變產生的上拱，在施工過程中，張拉后，梁體產生的上拱度與梁體脫離臺座后因梁自重作用產生的梁自重擾度結合，導致預制箱梁的梁上拱度與原本設計的不符，出現梁上拱度過大和過小兩種異常情況。

1．1 預制箱梁梁上拱度偏小的原因

(1)張拉預應力筋時混凝土強度過高。按照工程建筑要求，采用后張法施工進行張拉時，混凝土的強度必須保證在設計強度所要求的百分之九十以上，但有些施工現場，施工人員僅僅憑借混凝土試件的強度去估算所有混凝土的實際強度，使得混凝土的強度核算不準確。(2)預制箱梁在施工過程中，由于截面尺寸有所變化，導致模板尺寸偏大或偏小，底座雖然都采用反起拱設置，但如果采用的是剛性模板，忽略了剛性模板在制作水平后，不會考慮拱度這一特點，這就是導致在進行箱梁預應力張拉后，預制箱梁跨中底板偏厚，截面慣性矩變大，梁上拱度變小的原因。(3)張拉應力值不足，主要表現在后張法施工的施工上面，如千斤拉的使用次數和時間超標，應及時更換，然而，有些施工人員為了節省成本，對此現象置之不理，認為可以繼續使用就行，但在實際的施工過程中，壓力表的讀數可能會大于實際應力值，使得梁上拱度偏小。(4)波紋管不順，使得箱梁在張拉時與波紋管的摩擦加大，從而使得梁上拱度減小。(5)張拉時氣溫太低。為了追趕工程進度，很多施工單位在早上或者晚上氣溫較低的時間段來趕工，如果在溫度較底的情況下對箱梁進行張拉施工，混凝土就會受熱脹冷縮的影響，對梁上拱度的大小產生影響。(6)張拉后，預制箱梁的底板與底模之間有一個摩阻力，因此，在底座上測量時，起拱值會比實際值偏小2-3mm。

1．2 預制箱梁梁上拱度偏大的原因

(1)在對混凝土進行張拉時，強度太低，達不到規范要求。在進行箱梁張拉時，使用的混凝土強度如果低于規范要求，就會使得彈性模量變小，結構彎曲，變形厲害，梁上拱度就會過大。(2)齡期太短。有些施工單位為了縮短工程建設周期，利用減少臺座周轉時間的方法，來加快工程進度，運用蒸汽養生類的方法，將混凝土箱梁增長速度加快，使得其強度在短時間內得到提升，與其設計的張拉強度達成一致。但此方法是不科學的，它只是暫時性的，在進行箱梁張拉時，如果混凝土的齡期不夠，預應力張拉時間過長，梁上拱度會偏大。(3)超張拉的影響。施工現場，施工人員往往會進入這樣一個誤區，當預應力鋼絞線出現松弛現象時，采用超張拉的方法可以改善這一現象，其實在運用后張拉的施工方法施工時，不允許使用超張拉的方式。(4)施工時氣溫高，梁上拱度的大小跟施工環境的溫度息息相關，如果溫度較高，梁上拱度會增大。(5)時間的推移。箱梁張拉工作完成后，如長時間將其放在某個角落后，隨著時間的推移，鋼筋會逐漸松弛，混凝土也會產生徐變或收縮現象，箱梁的梁上拱度會隨著時間增大。

2 預制箱梁梁上拱度中關于彈性上拱與徐變上拱的測量方式

混凝土徐變系數計算公式為:根據線性徐變理論，徐變上拱大小取決于所施加預應力時梁體的彈性上拱量，彈性模量偏低，會使得徐變上拱。所以，在施加預應力時，處理對混凝土強度進行監測之外，還需要監測彈性模量，只有兩者均滿足設計要求，才能施加預應力。并且預加應力齡期必須在10天之后，橋面軌道鋪設工作在預應力張拉兩個月后進行。混凝土的彈性模量高低決定著混凝土產生徐變的大小，彈性模量越高，混凝土徐變越小，反之則越大。因此，施工過程中，加強混凝土澆筑工作，預應力張拉工作，才能保證箱梁收縮徐變上拱量不超標。

3 預制箱梁梁上拱度大小的控制工程措施

(1)在進行預應力鋼絞線張拉工作時，嚴格控制梁體混凝土的強度。一般在箱梁張拉前，混凝土的強度有一個設計標準，要使得其強度與設計標準一致，就必須提前對混凝土強度進行抗拉抗壓強度測試，選擇符合規范要求的混凝土，使得張拉箱梁混凝土受力均勻。(2)箱梁張拉時采用的齡期要適中，最好控制在7d以上，如果條件有限，盡量延長預應力時混凝土的齡期，在進行箱梁施工時，提前做好施工方案，將工程進度把握好，使得箱梁能在短時間內運用到工程建設中，避免因齡期問題影響梁上拱度大小。(3)控制張拉應力和伸長量。在進行箱梁張拉工之前，檢測好張拉所需的工具，即千斤頂和油壓表，看是否存在漏油或指針不為零現象，如果發現這些問題，及時糾正;根據鋼絞線試樣或者試驗證書規定的彈性范圍和松弛度，來計算伸長量，根據計算結果進行張拉施工。(4)注意觀察混凝土變形時對箱梁張拉的影響。混凝土徐變過程會對其強度產生極大的影響，配合比在一定區域里，徐變越大，混凝土強度越小。所以，在施工過程中，注意混凝土徐變變化是很有必要的，材料把好關，選擇最優的配合比，使用優質建筑材料等等，減少徐變影響，提高混凝土強度。(5)完善后期養護制度。完成預應力箱梁張拉工作后，后期養護工作也不容忽視，在養護期內，保證箱梁在適宜的溫度下工作。例如，冬季的時候，我們就要對其進行保溫養護工作，防止其在低溫環境里冷凍收縮，夏季則反之。

4 后張法施工預制箱梁的張拉控制應注意的安全問題

后張法施工預制箱梁使用廣泛，但在進行橋梁后張拉控制時，施工方與設計方將重心都放在技術上，比較注重技術問題和技術環節，往往忽視了工程建設中的安全問題。針對安全問題，以下提出幾點建議要求:(1)建筑過程中要運用到鋼筋，鋼筋堅實且有韌性，因此在鋼筋進場階段，以及后期鋼筋捆扎階段，工作人員需要提高警惕，施工過程中不僅要專注手頭工作，還要注意瞭望周圍的情況，看見危險物質及時清理，提醒其他工作人員，避免被鋼筋碎片或者腳下的鋼筋扎傷。(2)澆筑混凝土是一個大工程，澆筑時要小心謹慎，避免其在澆灌時下落對人群造成傷害，同時應在澆筑之前歸置好其他設備，避免不正當操作使得周圍設備損壞。(3)千斤頂及頂壓器在操作的時候，必須嚴格按照其操作要求進行操作，對操作人員的專業度要求較高，操作人員必須要擁有相應的資質，經過嚴格的培訓學習后才能上崗工作，操作技術在不斷改進，操作人員要經常參加培訓，練習操作流程，熟悉操作步驟，才能做好這項工作。

5 結語

預應力箱梁在工程建設中的使用越來越廣泛，怎樣提高預應力箱梁質量問題是目前的重難點所在，而提高預應力箱梁質量的關鍵所在就是控制好箱梁梁上拱度，只有注意鋼絞線張拉時混凝土強度、混凝土齡期、把握好鋼絞線伸長量，改進施工工藝，做好后期養護工作，才能保證梁上拱度與設計規范一致，才能順利完成箱梁張拉工作。

［1］王方瑞．基于橋梁預應力工程的施工技術分析［J］．現代企業教育，2015(02)．

［2］馬煥林．全斷面長坑道并聯臺座在生產先張板中的應用［J］．遼寧省交通高等專科學校學報，2009(03)．

［3］楊俊，王霜．大跨度混凝土連續梁橋分段施工技術探討［J］．洛陽理工學院學報(自然科學版)，2009(02)．

［4］李根．后張法預應力在橋梁施工中的應用［J］．安徽水利水電職業技術學院學報，2009(03)．

［5］朱永偉．真空壓漿工藝在后張箱梁中的應用［J］．太原城市職業技術學院學報，2010(02)．