预应力箱梁张拉起拱度异常分析及预防措施

措施

摘 要 随着我国桥梁事业的不断发展进步，桥梁施工中也不断改进并应用各种实用的方法，其中就包括后张法预应力施工。在后张法预应力张拉中若起拱度异常将会引起较为严重的危害。因此结合工程实例，对其进行了较为详细的分析，并提出了相应的预防措施，以供大家参考。

关键词 预应力箱梁 后张法 起拱度异常 预防措施 1 概述

在公路桥梁施工中，由于后张法预应力箱梁具有结构受力合理、整体性好、施工周期短、占用场地小、可同时预制多片梁等优点，因此被广泛应用。但是目前施工中张拉一般通过控制张拉应力及预应力筋伸长量来检验张拉效果，往往忽视了箱梁的起拱度。在现场施工中受多种因素影响，易出现伸长量满足设计要求起拱度却有偏差的情况，当起拱度未能满足设计要求时桥梁完成施工后也容易出现较大危害。

2 预应力箱梁张拉起拱原理及起拱度异常的危害

预应力箱梁起拱由两部分组成，一是张拉时施加预应力产生的弹性上拱，二是混凝土徐变上拱。预应力产生的弹性上拱是梁在张拉瞬间产生的上拱度与梁体在脱离台座后因自重作用产生的自重扰度叠加行成的，故弹性上拱主要受预应力大小、梁体混凝土弹性模量及梁自重扰度影响。混凝土徐变上拱是在对梁施加预应力后，梁体一直处于偏心受压状态，底板压应力大，顶板压应力小，底顶板在不同的压应力作用下产生不同的压缩变形，故而出现上拱。

部分箱梁起拱度过小时，在桥面铺装完成后，箱梁起拱值小于二期恒载所产生的下挠值，将影响桥梁整体受力及桥面的平整度；起拱度过大时，在箱梁架设

后起拱处顶标高将大于设计标高，导致桥面铺装层厚度不够，会影响桥面的耐久性。

3 预应力箱梁起拱度异常的原因 3.1 起拱度过小的原因

（1）制梁台座表面太过粗糙。在施工中上一批预制梁移梁后未打磨梁台座就直接开始了下一批梁的浇筑，导致箱梁与制梁台座摩檫力增大，阻碍箱梁起拱。

（2）波纹管偏位过大或不顺直。竖向偏位过大导致起弯角度与设计偏差过大，造成零弯矩轴偏位，最大正弯矩发生变化，导致起拱度减小；管道不顺直导致在张拉时需消耗部分张拉力来抵消预应力筋与管道产生的额外摩檫力。

（3）波纹管变形或损坏。在施工过程中，振捣时破坏了波纹管造成波纹管变形或开裂漏浆，导致摩檫力增大。

（4）箱梁截面尺寸的变化。若采用空心橡胶芯模，在混凝土浇筑过程中出现芯模上浮现象，导致箱梁底板变厚，截面惯性矩变大，起拱度变小。

（5）在箱梁浇筑后，等待张拉时间过长，导致混凝土强度超过了设计要求，梁体抗变形能力变强，张拉时箱梁起拱度变小。

（6）箱梁张拉预应力不足。①预应力筋未自检，在计算张拉伸长量时预应力筋弹性模量值均使用设计值。根据预应力张拉钢绞线理论伸长量计算公式：

式中， 为理论伸长量（mm）; 为预应力筋平均张拉力（N）；L为预应

为预应力筋的截面面积（

）;

为预应力筋的弹性模

力筋长度（mm）；量（

）。可知当计算伸长量时弹性模量设计值大于弹性模量实际值时，则

会造成理论伸长量偏小，导致张拉时实际预应力施加不到位。

②油表及千斤顶未标定。在千斤顶标定时间超过6个月或者使用次数超过200次后应重新标定。未标定可能使油表读数大于实际应力值，实际张拉应力不

足起拱度就变小了。③张拉时持荷时间不足。在张拉的过程中未按照设计要求持荷，将导致起拱度偏小。

1.

箱梁承重过大。箱梁中因养护注入过多的水，或在梁上存放过多杂物，在张拉时均将约束梁体的正常变形，导致起拱度变小。

2.

张拉时气温过底。现场施工中为了赶工期，部分施工单位选择在早上或者晚上温度较低的施工张拉，但由于混凝土具有热胀冷缩的性质，温度过低也将导致起拱度较小。

3.1 起拱度过大的原因

（1）箱梁浇筑过程中振捣不到位。施工中浇筑速度过快或振捣工不熟练均易导致箱梁腹板底及波纹管底部出现空洞，从而导致箱梁整体刚度变小，在张拉时出现起拱度过大的情况。

（2）混凝土强度偏小。张拉时混凝土强度偏小，其弹性模量就小，易变形，导致起拱度变大。

（3）龄期过短。部分施工单位在赶工期的时候，会采用蒸汽养生等办法来加快箱梁混凝土强度的增长速度。这些办法虽然能让箱梁混凝土强度快速增加，但是此法下箱梁弹性模量增长与强度增长却不是绝对的线性关系。在混凝土强度满足设计要求时弹性模量却不够，也会导致张拉后起拱度较大。

（4）超张拉。在实际施工一般是不允许超张拉，但是由于预应力张拉是采用预应力大小及伸长量值做为控制指标。有时会出现预应力筋伸长值过小的情况，从而采取超拉的方法来使伸长值达到设计要求。但是增大张拉力，将导致起拱度变大。

（5）预应力筋未自检，在计算张拉伸长量时预应力筋弹性模量值均使用设计值。当设计值小于实际弹性模量时，则计算伸长量偏大，造成实际施加预应力过大，导致起拱度变大。

（6）张拉时气温过高。在夏季施工中出现温度过高的情况，也将引起起拱度变大。

（7）张拉后至架梁间隔时间太长。随着时间的推移，箱梁混凝土产生的徐变现象，也将使起拱度慢慢增加。

4 预应力箱梁起拱度异常的预防措施

（1）在开始箱梁预制施工前，应将制梁台座清扫打磨并刷脱模剂。 （2）波纹管在使用前应进行试验检测，确保其完整性及渗水性。安装时管道应采用定位钢筋固定，使其能按照设计位置固定在箱梁内，并在混凝土浇筑时不产生位移。若波纹管在焊接定位钢筋时被焊渣损伤，必须用胶带包裹。

（3）箱梁施工中不允许提前将预应力筋穿入波纹管。在浇筑过程中必须在波纹管内穿略小于波纹管直径的塑料管，并不停的抽动，浇筑完成后穿入预应力筋。在振捣过程中需控制好振捣时间，并注意不漏振腹板底部及波纹管下的混凝土，防止箱梁出现空洞，当混凝土停止下沉，表面平坦，不出现明显气泡，表明已经振捣到位。同时也应注意避免振捣棒直接接触波纹管，防止波纹管受损。

（4）张拉时箱梁混凝土强度应严格控制在设计强度的±5%以内。混凝土强度以和箱梁同条件下养护的试件为准，并用回弹仪测试部分箱梁混凝土强度与试件强度进行比较。

（5）①预应力筋进场时进行自检。计算张拉预应力筋理论伸长值时采用同批预应力筋弹性模量的实测值。②张拉前应对张拉所用的油表及千斤顶进行标定，并根据标定报告提供的回归方程以及设计给的张拉应力计算张拉各阶段的油表读数。张拉时应按照标定的配套使用，若张拉过程中出现油表指针不回零或千斤顶严重漏油等情况，需更换油表及千斤顶并重新标定。③按照设计要求的时间持

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荷载。④张拉时严格控制张拉应力，在伸长量未达到设计要求时，不允许通过超张拉来使伸长量满足要求。

（6）在张拉前需放出箱梁内的养护水及清除箱梁顶存放的杂物。

（7）箱梁浇筑完成后重视梁体的养护，养护期内尽可能让梁体内外均保持湿润，冬季施工时需注意保温养护，避免在混凝土未达到抗冻强度时受冻。箱梁张拉时注意温度，尽量在年平均温度的时间段张拉。

（8）在张拉时采用的龄期要适中，最好控制在7天以上。张拉完成后一般应在3个月内完成架梁。

5 结束语

在后张法预应力箱梁的施工中，箱梁的起拱度也检验箱梁质量的一个重要指标。当箱梁张拉后起拱度出现异常时，可以通过分析其波纹管的位置及完整性、张拉时混凝土强度、张拉力的大小、养护情况等来寻找原因。但是值得注意的是，起拱度出现异常往往不是单一原因造成的，所以应该就具体情况分析寻找解决办法。

参考文献

[1] 中华人民共和国交通部. JTG/TF50-2011 《公路桥涵施工技术规范》.北京：人民交通出版社，2011

[2] 黄美兰.预应力混凝土箱梁起拱偏大的成因分析及防治. 公路交通科技应用技术版，2008（4）：99.

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