1、浅谈后张法预应力混凝土 T 梁预拱度控制摘要：本文结合工作实例，对后张法预应力混凝土 T 梁预拱度控制的形成原因、影响因素进行分析，并提出一些控制措施。 关键词：后张法 T 梁 预拱度 控制 预制 T 梁设计时，为使梁体具有足够的强度、刚度来承受恒载和活载所产生的弯矩，往往布置预应力筋，通过预应力筋张拉对梁体产生的负弯矩来抵消恒载和活载产生的正弯矩。为了控制梁体张拉时产生的过大的向上反拱，则需通过对预制梁台座（底模）设置一个向下的合适的拱度来抵消反拱，所设的拱度即为“预拱度” 。 一、T 型梁上拱度形成的原因 后张法全预应力混凝土 T 型梁的上拱度一般由预施压应力产生的上挠度和梁体自重产生的下
2、挠两部分组成，下挠度值小而上挠度值大，两者相互作用的结果会使梁体产生一定的上拱度。由于 T 型梁的压应力一般集中于梁体截面上形成了偏心压力，偏心受压的结果会使预压区混凝土（包括所配的非预应力筋）处于高压应力状态，根据材料力学的压缩变形的结果必然会使梁体形成一定的上拱度。通常，预压应力越大，梁体混凝土不均匀压缩变形就越大，上拱度也就越大。因此，预施压应力对梁体的力学作用所产生的不均匀压缩变形是 T 型梁上拱度形成的直接原因。 上拱度一般由设计单位依据梁体受力弹性变形理论和混凝土收缩徐变的经验参数计算得出，标注于图纸之上，又称为理论拱度值。 二、T 型梁上拱度的影响因素 根据 T 型梁体的受力特性
3、、弹塑变形特性、局部应力效应和混凝土收缩徐变特性，T 型梁预拱度除与梁体截面特性（梁体长度、自重、惯性矩）有关外，还受以下因素影响； 1、预施压应力 预施压应力大小和应力施加时间影响着上拱度的大小。预施压应力（如设计张拉力或张拉、超张拉控制应力）越大，梁体上拱度就越大（如边梁的上拱度值一般大于中梁的上拱度值） ，反之亦然。预施压应力的应力施加时间越长或越早，梁体上拱度就越大；如果对一座桥梁上的相邻梁体施加时间不一致的预应力则会导致安装后相邻梁体间的上拱度值偏差较大，施工中要多加注意。另外，孔道摩阻、锚具变形、钢筋回缩和应力松驰等预应力损失会使用效预施压应力减少，梁体上拱度值降低。 2、混凝土的
4、强度和弹性模量 施加压应力时梁体混凝土的强度和弹性模量影响着上拱度的大小。一般地，混凝土的强度和弹性模量越高，梁体上拱度就越小，反之亦然。现行公路桥规中只对张拉时混凝土的强度进行了明确规定（不低于设计强度 75%） ，而事实上，梁体混凝土的弹性模量增长比其强度增长要慢，且持续时间较长，如在混凝土浇筑后短期内（7 天龄期以内）就对梁体施加预应力，既使梁体混凝土具有较高的强度，也会造成上拱度大幅增加，因此，施工中要注意掌握混凝土的弹性模量，宜在混凝土达到 28 天龄期或弹性模量达到相应值后再对梁体施加预应力（一般要采用二次张拉工艺） 。 3、波纹管安装质量 波纹管安装不准确，将致使预应力束曲线线形
5、与设计不符，以致管道摩阻力增加，预应力施加位置与设计不符，将严重影响预制梁的拱度，从而影响到桥梁的质量。故而，波纹管的位置必须按设计要求精准布置。另外，在混凝土浇筑时，要控制好振动棒振捣位置及深度，以免振动棒使波纹管破坏或造成位置变动。 4、张拉压浆 张拉时要严格按设计要求控制张拉力，张拉力过大，易使梁体产生微裂缝，影响梁体的质量，严重时导致钢绞线崩断，造成安全事故。张拉力偏小，梁体拱度不足，影响梁体的承载能力，进而影响桥梁质量。 压浆要及时，以减少预应力的损失，保证梁体有足够的拱度，以满足桥梁设计要求。 5、梁体的存放时间和混凝土的浇筑质量 梁体预施应力后存放时间过长（三个月以上）而不使其承
6、受外荷载，上拱度将会有一定程度地增加，当混凝土徐变特性较大时尤其明显；梁体混凝土的浇筑质量差（如配合比选定不好，水泥用量过大、超过500kg/m3，砂石料软弱、振捣不密实等）将会增大混凝土的收缩徐变特性，使梁体后期上拱度增大，施工中要引起重视。 6、其它方面 梁体存放悬臂长度大小，预施应力的精确程度（指在规定误差内） 、孔道及锚口摩阻的大小等，均会对梁体的上拱度产生影响，只是在正常情况下，这此因素对梁体上拱度的影响不太明显而已（约 10%之内） 。 三、T 型梁上拱度的控制措施 1、T 型梁上拱度过大产生的影响 尽管梁体上拱度是由梁体正常预施应力造成的，上拱度过大一般也不会太多改变梁体自身的受
7、力特性，但是上拱度过大将会产生下列诸多问题：（1）提高了桥面设施的标高或者需要降低墩台顶面的标高，改变原设计参数；（2）改变了桥面铺装层混凝土厚度均匀性，使其变厚（梁端处）或变薄（跨中处） ，甚至在梁端处变得很厚，既增大恒载又造成浪费；（3）影响梁体预制和安装施工控制；（4）过大的上拱度在一定程度上影响着桥梁的美观性，等等。 2、设置反拱的可行性 要使截面特性和受力特性一定的 T 型梁不致于产生过大的上拱度，就要结合其影响因素在施工中多方面加以控制，使其满足设计和施工技术规范要求。为有效地控制 T 型梁的上拱度，除了根据其影响因素加以控制之外，最简单可行的方法是梁体预制阶段合理地设置反拱来抵消
8、梁体产生的部分上拱度。 反拱是沿梁体长度方向上设置的与上拱度方向相反的反向拱度，一般是预制台座上进行设置，为保持梁体设计断面尺寸不变，通常在底模和侧模板上设置相同线形的拱度。由于 T 型梁的预应力筋位置（孔道）是预埋的，那么孔道相对于底模的位置（即高度）和梁体断面尺寸（及有关钢筋）可保证与设计一致，所以设置反拱后梁体受力特性不会改变，因此是一种可行的施工工艺。 3、设置反拱实例 （1）工程概况。某高速公路桥梁全长 648 米，与路线中心线交角为90。全桥单幅（左幅）共 16 跨，分为四联，跨径布?为：4（440m） ；板铺大桥起点桩号 ZK61+016，终点桩号 ZK61+281.091，桥梁
9、全长 888.04 米，与路线中心线交角为 90。全桥单幅（左幅）共22 跨，跨径布?为：4（440m）+2（340m）共分六联，上部结构均为预应力混凝土 T 梁，先简支后连续。两座桥共有 228 片 40m 后张法预制 T 梁，其中边跨边梁 40 片，边跨中梁 80 片，中跨边梁 36 片，中跨中梁 72 片。 该桥 T 梁梁底设计长度为 3950.7cm，梁高 240cm，梁底宽度为 55cm，顶板宽度为 170cm，顶板厚 18cm，梁肋厚度为 20cm，交角 90度。设?5 束正弯矩和 5 束负弯矩预应力钢绞线。实际施工中采取了在预制台座上设置反拱的方法来控制 T 型梁的上拱度。 （2
10、）确定反拱度值。根据设计单位提供的理论拱度值，结合以往施工过的相同跨径 T 型梁的上拱度情况，按预应力吨位、梁跨度、跨中截面特性等因素对比分析计算确定反拱度值取 25mm。 （3）设置反拱。根据反拱抛线方程计算出沿梁体方向每隔1m（X=0、1m）的反拱度值，然后浇筑梁体反拱线型底模，加工抛物线型侧模板，侧模板等高且上下边缘和中梁共用了一套模板。具体设置见下表。 （4）实施效果。梁体预制完成，放置一个月（30 天）后，梁体上拱度实测值为：中梁 2.2-2.7cm，边梁 2.4cm-2.9cm。现场随机抽取部分40mT 型梁进行静载变曲抗裂试验，评定为优良级，证明梁体具有良好的承载能力，同时也说明设置反拱对梁体承载能力的可靠性没有影响。 该桥 T 梁回设完成以后，梁体顶面各处的标高均能满足设施的施工要求，桥面整体平顺良好。 四、结束语 总之，控制后张法全预应力混凝土 T 型梁上拱度的有效措施是合理设置反拱。在梁体预制阶段，正确预估梁体拱度的变化情况，在预制台座模板上合理准确地设置反拱能有效地控制梁体产生过大的上拱度，从而消除其对桥梁工程事业来的不利影响。 参考文献： 1、吴桐，预制预应力混凝土梁反拱度研究， 东北林业大学 2011年
