学文网摘要：箱梁预拱度设置是预制箱梁施工过程中重点控制项目，现在结合现场实际施工对预拱度设置及其控制做简单的陈述与分析。
关键词：后张法；预应力；预拱度控制；箱梁预拱
中***分类号：TU378.1文献标识码： A 文章编号：
由中铁大桥局股份有限公司承建的广深沿江高速公路机场特大桥上部结构采用先简支后连续的预应力混凝土组合箱梁，每半幅桥由两片边梁和三片中梁组成。施工要求箱梁成桥阶段桥面基本水平，无论起拱度值偏小或偏大均会导致桥面纵桥向形成波浪线形，影响行车的舒适；同时要求同一孔的5片箱梁的预拱度基本一致，否则会导致箱梁架设后存在桥面错台，影响横桥向桥面的平整度。现代桥梁除满足功能需求外，人们对其外观与舒适度的要求也越来越高，若桥梁的线形不合理会严重影响驾驶人的舒适感和桥梁的美感。因此，在预应力现浇箱梁施工过程中，通过设置合适的预拱度，控制桥梁的成桥线形显得尤为重要箱梁预拱度设置是预制箱梁施工过程中重点控制项目，现在结合现场实际施工对预拱度设置及其控制做简单的陈述与分析。
一、反拱度值计算
1.1 预制箱梁反拱计算
预制箱梁反拱度值主要根据以下方面计算：梁体结构自重；预应力钢筋总张拉力；混凝土设计强度、弹模及其使用环境温度（影响混凝土收缩徐变）；桥面二期恒载值；反拱度计算龄期（混凝土收缩徐变时间）。设计***纸中计算的30m 预制组合箱梁跨中最大反拱度值为：边梁20mm，中梁15mm。
1.2 反拱度值设置原则
反拱度值设置原则为：其值大小以水泥混凝土铺装前梁的上拱度（向上）不大于2cm，同时满足成桥后的预拱度（即边梁20mm，中梁15mm）要求控制。根据桥梁施工计算手册以及以往施工经验，反拱度设置按二次抛物线（二次抛物线方程可以根据粱两端和跨中梁底坐标求得）设置能满足施工精度要求。
1.3 反拱度设置
施工过程反拱度设置一般通过制梁台座调整底模标高来控制，制梁台座设计时考虑留有154cm 高的操作空间（即底模距地面高度）。反拱度值采用二次抛物线设置，每60cm设置一控制截面。现仅取30m 预制组合箱梁中梁对预拱度设置流程作简单介绍：第一，根据设计***纸提供的预拱度值求出预拱度方程y=200×2/3，则每控制截面的底模控制标高计算，如***1 所示；第二，根据上面计算标高埋设底模预埋件；第三，浇筑台座混凝土，混凝土顶面标高不宜高于预埋件顶面标高；第四，安装底模，并利用水准仪进行调整至上表计算值，然后加固。
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1.4 影响实际施工起拱值的因素
本项目预制简支箱梁预应力束设置在底腹板上，混凝土上拱值主要是由于底腹板混凝土在预应力钢筋和混凝土自身收缩徐变的作用下收缩而产生，而且上拱值的大小与底腹板混凝土压缩量成正比。
通过施工过程预制梁进行变形观测后发现，设计计算预拱度值比实际施工上拱值小。经过反复分析研究后总结出影响施工起拱值偏大有以下两个主要因素：
第一，混凝土粗骨料母岩强度偏小，直接致使箱梁混凝土弹模比设计偏小，底腹板上的压缩量偏大。
第二，管道摩阻系数偏小，在锚下控制应力一致的情况下管道摩阻力越小，预应力平均应力相应偏大，预应力对混凝土的压缩量偏大。
同时总结出在以下因素的影响下，箱梁上拱值均会发生改变：
第一，箱梁混凝土初、终张拉时混凝土的龄期、弹模；第二，箱梁混凝土振捣质量，混凝土振捣质量直接影响混凝土的密实度；第三，混凝土的搅拌质量，混凝土的搅拌质量直接影响混凝土强度、弹性模量、混凝土终凝时间，然而混凝土终凝时间直接影响混凝土收缩徐变的时间；第四，制梁台座不均匀沉降导致底模反拱值变化；第五，箱梁终张拉至架设时间。
二、预拱度设置、调整与控制
根据梁的挠度和支架的变形所计算出来的预拱度之和,为预拱度的最高值, 应设置在梁的跨径中点。其它各点的预拱度,应以中间点为最高值,以梁的两端为零,按直线或二次抛物线进行分配。
根据设计规定，在施工预制箱梁的情况中，能够影响预拱度的主要因素有两个。第一，混凝土弹模无法人为调整；第二，管道摩阻无法人为调整。因此只能根据工程实际观测数据进行分析调整。根据设计分析得知：
第一，在具体的施工过程中，要通过控制混凝土终张拉时的实际弹模与其施工质量对箱梁的最大起拱值进行控制，同时要加强对箱梁预制施工过程中制梁台座的监控力度，防止由于制梁台座出现不均匀沉降而导致的反拱值偏差。
第二，为了控制同一孔梁的五片梁起拱值一致（即梁顶面平整度偏差值满足施工规范要求），主要是控制同一孔桥的五片梁在规定的时间内完成，一般为5d时间。
三、梁面施工质量控制
预拱度设置完成后，经过钢筋绑扎及架立内模，就进入对桥面施工质量控制阶段。影响桥面施工质量的因素很多，如混凝土的浇筑顺序、混凝土的振捣质量、混凝土浇注过程中顶面标高及抹面平整度的控制、混凝土的配合比控制、梁片预应力张拉控制等。那么控制好混凝土的浇注顺序和混凝土的振捣质量是其关键。
箱梁混凝土的浇筑一般分四批，进行前后作业。第一批浇筑底板两边及腹板底部，当底板两边浇筑长度合拢后，紧跟着第二批通过顶板天窗浇筑底板中部，当底板浇筑合拢后，开始第三批浇筑腹板，当腹板浇筑合拢后，第四批浇筑顶板及翼板，注意轨道承载板处加高平台同步浇筑，顶板的浇筑根据提浆整平及抹面的安排，从梁一端往另一端全断面浇筑。
四、预拱度的修正
由于混凝土随着受力时间影响，箱梁跨中会逐渐产生上供现象。由观测结果可知，预应力钢束张拉完毕至28天龄期，混凝土收索引起梁体上拱2.1cm。因此通过将跨中预拱度降低1cm，对原计算预拱度值进行修正，使梁体线形更加接近设计线形。
结束语
预应力箱梁预拱技术在桥梁建筑领域运用越来越广泛，它是一种外形既简洁而又美观的结构，同时又是经济适用的施工方案。为了使梁体的线条更加优美，吻合设计线形，在施工中需要合理的设置预拱度。施工阶段有许多工序、施工作用力、气温、载荷等等都对预拱度有一定的影响，包括，所以我们在施工中必须通盘考虑，科学合理的设置预拱度。本文通过以广深沿江高速度公路机场特大桥梁预拱度设置的实测数据来分析验证和修正预拱度值，使梁体线形最大程度接近线形，为初次接触梁体预拱的技术工作人员提供浅显参考。
参考文献：
[1]秦培文，张立国，杨树民，杨本冉，林斌.时速350km客运专线32m无砟轨道后张法预应力混凝土箱梁施工工法[M].铁路建设工程部级工法汇编，2007
[2]吴思国，潘寿东，许世旺，章德贤，杨文超.铁路客运专线32m 简支箱梁上行式移动模架原位整孔制造施工工法[M].铁路建设工程部级工法汇编，2007
[3]侯丁丁.预应力钢绞线张拉数据偏差分析及对策[J].市***技术,2013(01)
[4]刘新宏.预应力锚索桩在明挖地铁站中的应用[J].交通标准化,2013(02)
[5]刘振廷,孙潇.预应力空心板加宽桥体外局部横向预应力加固探析[J].交通标准化,2013(02)
[6]孟繁,张俊杰.预应力混凝土管桩造价指标影响因素分析[J].工程建设与设计,2013(01)
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