江蘇省南通市市政工程設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 單穎聰

先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁的反拱度控制

江蘇省南通市市政工程設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 單穎聰

在公路橋梁施工中，板式橋梁因其具有量大、面廣、構(gòu)造簡(jiǎn)單及受力明確等優(yōu)點(diǎn)，因而成為平原地區(qū)建造橋梁的首要選擇。南通地區(qū)屬于平原區(qū)，其橋梁也多為板式橋梁。當(dāng)橋梁的跨徑小于20m時(shí)，可以使用先張法施工工藝。南通的橋梁?jiǎn)慰卓鐝綖?m、8m、10m、13m、16m，明顯小于20m，因此在建造市政橋梁的時(shí)候，多選擇先張法進(jìn)行施工。并且，采用該方法施工還具有造價(jià)低、質(zhì)量穩(wěn)定、周轉(zhuǎn)速度快、易于管理、適宜批量生產(chǎn)及工廠化制作等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于施工環(huán)境因素、施工誤差、預(yù)應(yīng)力筋松弛及先張板梁的混凝土收縮、徐變等因素的影響，先張板梁容易產(chǎn)生反拱度偏差，這樣不僅會(huì)影響橋梁的美觀，嚴(yán)重的話，還會(huì)影響橋梁的安全性和耐久性。本文，筆者結(jié)合工程實(shí)踐，對(duì)先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁的反拱度控制問(wèn)題進(jìn)行探討，

一、先張法施工工藝及其潛在的問(wèn)題

先張法施工工藝的主要構(gòu)件是張拉臺(tái)座，其長(zhǎng)線生產(chǎn)主要使用臺(tái)座，然后在固定的臺(tái)座上生產(chǎn)橋梁，且橋梁預(yù)應(yīng)力筋的張拉和錨固、混凝土的澆筑養(yǎng)護(hù)以及預(yù)應(yīng)力筋的放張等都是放在臺(tái)座上進(jìn)行的。由此可見，臺(tái)座承受的張拉力來(lái)自于全部的預(yù)應(yīng)力筋。

先張法建筑的橋梁往往采用縱向柱和橫梁的框架結(jié)構(gòu)，而在縱向柱之間就是預(yù)制板梁的底座所在。在底座與縱向柱和橫梁之間都留有一定的間隙，目的是適應(yīng)橋梁張拉時(shí)縱向柱的壓縮變形。在進(jìn)行先張法建造橋梁的時(shí)候，要做好一定的準(zhǔn)備工作，即檢驗(yàn)預(yù)制板梁的制作原料，并進(jìn)行水泥、砂、碎石等混凝土的配比；通過(guò)計(jì)量部門對(duì)千斤頂、高壓油泵、油表等張拉機(jī)具進(jìn)行一定的標(biāo)定，以此來(lái)精確地控制張拉力。此外，還應(yīng)對(duì)生產(chǎn)前的普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)行檢驗(yàn)。

先張法施工的工藝流程為：底座脫模劑→安裝板梁鋼筋→穿鋼絞線→施加預(yù)應(yīng)力→安裝內(nèi)模板或氣囊→安裝外模板和端頭板→澆筑混凝土→待板梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后松張（放松預(yù)應(yīng)力，使其作用到混凝土板梁上）→切斷梁端鋼絞線→吊裝上橋存梁。其中的張拉具體過(guò)程為：首先在固定端用單根張拉千斤頂調(diào)整鋼絞線的張拉力至理論張拉力的10%并進(jìn)行錨固，然后在張拉端開始張拉，隨后在固定箱移動(dòng)到理論張拉力后在張拉端橫梁處用螺帽固定螺桿，從而完成整個(gè)張拉過(guò)程。但是，在板梁放張過(guò)程中，板梁會(huì)逐漸向固定端滑移、起拱，產(chǎn)生的原因主要有:氣囊上浮，引起空心板頂板太薄；底座在張拉端被支座鋼板拉傷；在預(yù)應(yīng)力放張過(guò)程中板梁在張拉端梁底混凝土出現(xiàn)裂縫，斜交板銳角處板底開裂等。

二、如何進(jìn)行先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁的反拱度施工控制

一般來(lái)說(shuō)，先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁反拱度的大小往往與預(yù)應(yīng)力筋放張時(shí)的有效預(yù)應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力筋的偏心距、板梁的截面剛度、板梁自重、預(yù)加應(yīng)力之后預(yù)應(yīng)力的松弛和混凝土的收縮、徐變等參數(shù)有直接聯(lián)系，一旦這些參數(shù)發(fā)生某種變化，混凝土板梁的反拱度就會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。為此，在橋梁施工中需要注意以下幾個(gè)方面。

1. 在使用先張法建造橋梁時(shí)，要對(duì)空氣膠囊芯模進(jìn)行用前氣密實(shí)驗(yàn)。將膠囊固定，并保持膠囊內(nèi)空氣壓力的穩(wěn)定，以防澆筑混凝土?xí)r膠囊上浮，進(jìn)而影響到梁的自重。此外，還要對(duì)普通鋼筋進(jìn)行固定，以保證準(zhǔn)確控制預(yù)應(yīng)力筋位置。

混凝土澆筑過(guò)程中，還要注意觀察氣壓表，并且一定要分步澆筑，即先澆筑底板混凝土，再放置芯模澆筑底板以上的混凝土，以使頂板變薄?；炷寥肽Ｒ獙?duì)稱、均勻并分散，不可集中，以免因壓力過(guò)大，擠壓膠囊變形或使膠囊下沉，而造成孔道不標(biāo)準(zhǔn)。若處理不好，這些因素就會(huì)導(dǎo)致梁體斷面尺寸發(fā)生變化進(jìn)而影響到梁的自重。另外，綁扎高度要準(zhǔn)確，并固定。

2. 在進(jìn)行先張板梁的制造時(shí)，要對(duì)預(yù)應(yīng)力筋張拉進(jìn)行規(guī)范化施工，以保證超張拉及持荷的時(shí)間。張拉要做到雙控，以提高張拉力的準(zhǔn)確度。此外，還要采取措施保證鋼筋與混凝土同時(shí)脹縮，以免造成預(yù)應(yīng)力損失。

3. 板梁制造要盡量采用高標(biāo)號(hào)的水泥制品，盡可能地保證混凝土的生產(chǎn)施工條件。這樣，才有可能通過(guò)優(yōu)化的水泥配比，來(lái)盡量減少水泥用量，并降低水灰比，提高混凝土的密實(shí)性。并且，要特別重視混凝土的初期養(yǎng)生，以減少混凝土的徐變。

4. 由于各種施工條件的差異導(dǎo)致了混凝土離散性較大，從而引起一定的反拱度誤差。因此，在進(jìn)行先張板梁的建造時(shí)，應(yīng)該努力控制預(yù)制廠的養(yǎng)生條件以及隨梁試件，從而使不同生產(chǎn)線的混凝土強(qiáng)度在預(yù)應(yīng)力筋放張時(shí)具有相似的強(qiáng)度。此外，由于混凝土齡期會(huì)對(duì)徐變產(chǎn)生長(zhǎng)期影響，因此要給混凝土一個(gè)合適的齡期。

5. 雖然先張法建造橋梁基本上屬于大規(guī)模工廠化的批量生產(chǎn)模式，但是其受到季節(jié)變化、施工濕度和溫度的影響不同，而且還會(huì)由于放張時(shí)混凝土的齡期以及后期混凝土的收縮、徐變等產(chǎn)生不同的變化。因此在使用先張法建造板梁時(shí)，要盡可能地創(chuàng)造相似的施工環(huán)境，以使混凝土的養(yǎng)生條件能夠保持一致的穩(wěn)定性。此外，生產(chǎn)預(yù)制先張板梁時(shí)，還要盡量做到同時(shí)期生產(chǎn)孔梁，以使徐變能夠盡量保持同步，從而減少反拱偏差，消除徐變差異帶來(lái)的不利影響。

三、結(jié)論

在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)和施工的過(guò)程中，要事先考慮到先張法施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，做到預(yù)防為主，從而盡可能地避免先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁的反拱度偏差。這樣，即使在現(xiàn)場(chǎng)施工中出現(xiàn)了一定的偏差，也可以通過(guò)一定的措施進(jìn)行彌補(bǔ)，即通過(guò)設(shè)計(jì)預(yù)防和事后彌補(bǔ)相結(jié)合的方法來(lái)建造出既美觀又堅(jiān)實(shí)耐用的市政橋梁來(lái)，為交通發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。