先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁反拱度偏差施工控制

先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁反拱度偏差施工控制

先張法混凝土空心板梁（以下簡稱先張板梁）是一種結(jié)構(gòu)簡單、制造簡單、經(jīng)濟(jì)合理、能夠大規(guī)模建成、產(chǎn)水的混凝土砌塊。但在生產(chǎn)過程中,由于施工環(huán)境條件、各種施工誤差、預(yù)應(yīng)力筋松弛以及混凝土收縮、徐變等因素的影響,往往引起板梁反拱度偏差。反拱度的偏差過大可以導(dǎo)致下列情況的出現(xiàn):首先,會(huì)使同一孔板梁之間在梁底平面產(chǎn)生高差,尤其是跨中高差過大,影響橋梁美觀;其次,會(huì)直接影響橋面鋪裝厚度,橋面鋪裝厚度不足會(huì)降低橋梁的安全性能和耐久性,嚴(yán)重的會(huì)因此而修改設(shè)計(jì)。調(diào)整橋面高程,既增加結(jié)構(gòu)自重,又造成浪費(fèi)。因此,探討先張板梁反拱度偏差的施工控制,對于同類公路橋梁工程建設(shè)有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。本文針對先張板梁從預(yù)制到架設(shè)這一施工階段反拱度偏差產(chǎn)生的原因,對先張板梁反拱度的施工控制做一粗淺探討。1預(yù)應(yīng)力的測量從反拱度的理論計(jì)算可以看出,反拱度的大小與預(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)有關(guān)。這些參數(shù)的變化將引起板梁反拱度的誤差。1.1梁的預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力筋張拉過程中,張拉設(shè)備計(jì)量以及操作誤差,會(huì)造成張拉力的誤差。另外,先張板梁預(yù)應(yīng)力筋一般都設(shè)有失效長度,失效長度的大小,影響到板梁計(jì)算跨徑范圍內(nèi)預(yù)應(yīng)力的分布,因而對梁的反拱度造成影響。錨具變形及鋼筋回縮、混凝土澆筑后初期采用加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生溫度變形使其應(yīng)力降低、以及預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力松弛,都將引起實(shí)際張拉力的誤差。1.2預(yù)測的鋼筋偏離誤差錨固端與張拉端錨墊板定位不準(zhǔn),以及梁板端頭模板預(yù)應(yīng)力筋預(yù)留孔位置不準(zhǔn),均會(huì)引起預(yù)應(yīng)力筋的偏心距誤差。1.3膠囊芯模上浮,孔道不標(biāo)準(zhǔn)先張板梁由于其預(yù)制施工的特點(diǎn),內(nèi)模通常都采用空氣膠囊芯模,膠囊芯模很容易移動(dòng)和變形。如膠囊芯模上浮,使頂板厚度變薄;膠囊漏氣,造成孔道不標(biāo)準(zhǔn)。上述因素在施工中較為常見,容易引起板梁斷面尺寸的偏差,進(jìn)而影響梁的抗彎剛度。另外,鋼筋易受施工荷載影響而下沉,其位置發(fā)生變化會(huì)引起板梁換算截面慣性矩的變化,進(jìn)而使板梁截面剛度出現(xiàn)偏差。1.4頂板變形、內(nèi)模變形引起板梁改形在板梁混凝土澆筑過程中,模板移位、內(nèi)模變形、尤其是內(nèi)模上浮引起底板變厚、頂板露筋,為保證頂板厚度而人為增加梁高,均會(huì)造成板梁自重誤差。1.5混凝土的齡期影響這是混凝土的一大特點(diǎn),它與施工條件、放張時(shí)間和混凝土的計(jì)算齡期以及混凝土的施工特性有很大關(guān)系。不同齡期的混凝土受加載時(shí)間、大氣濕度,以及養(yǎng)生條件、板梁理論厚度等因素的影響,其計(jì)算齡期內(nèi)徐變系數(shù)的大小不同。預(yù)加應(yīng)力時(shí)混凝土齡期越早,則徐變越大。混凝土早期受力將引起較大的收縮和徐變,進(jìn)而造成較大的預(yù)應(yīng)力損失。大氣相對濕度越大,徐變系數(shù)越小;養(yǎng)護(hù)溫度影響混凝土的硬化程度,養(yǎng)護(hù)時(shí)溫度越高,徐變系數(shù)越小。2抗拱試驗(yàn)的施工控制2.1分步澆筑的原則膠囊放置時(shí)一定要固定好,使之不易上下左右移動(dòng)?；炷翝仓^程中要注意觀察氣壓表,使膠囊內(nèi)空氣壓力保持穩(wěn)定。并且一定要分步澆筑,即先澆筑底板混凝土,然后再放置芯模澆筑底板以上的混凝土,以避免一次澆筑混凝土?xí)r造成膠囊上浮,使頂板變薄。混凝土入模要對稱進(jìn)行,并分散均勻,不能集中,以免壓力過大,擠壓膠囊變形,或使膠囊下沉,造成孔道不標(biāo)準(zhǔn)。這些因素會(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,預(yù)應(yīng)力筋位置應(yīng)控制準(zhǔn)確,普通鋼筋綁扎高度要準(zhǔn)確,并固定牢靠。2.2預(yù)應(yīng)力松弛損失控制及養(yǎng)護(hù)工藝保證超張拉及持荷時(shí)間,以盡量減少后期預(yù)應(yīng)力松弛。這是因?yàn)樵谳^高應(yīng)力下持荷2～5min所產(chǎn)生的應(yīng)力松弛損失與在較低應(yīng)力下經(jīng)歷較長時(shí)間才能完成的應(yīng)力松弛損失大致相同。張拉要做到雙控,即張拉力和伸長值同時(shí)控制,以保證張拉力的準(zhǔn)確。千斤頂和油表、油泵的計(jì)量精度要符合要求,并按規(guī)定校驗(yàn)。當(dāng)空心板梁兩端設(shè)計(jì)有預(yù)應(yīng)力筋失效長度時(shí),施工中一定要采取有效措施確保其能夠完全失效。混凝土初期加熱養(yǎng)護(hù)時(shí),鋼筋與混凝土可采用兩次升溫養(yǎng)護(hù)。即先在常溫下養(yǎng)護(hù),待混凝土強(qiáng)度達(dá)到7～10MPa時(shí),鋼筋與混凝土之間有足夠黏結(jié)力后,再逐漸升溫。此時(shí)鋼筋與混凝土一起脹縮,不產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。2.3施工用高標(biāo)號水泥、級配良好骨料經(jīng)驗(yàn)證明,水泥用量越多、水灰比越大,則混凝土徐變越大。骨料越堅(jiān)硬,則徐變越小?；炷猎矫軐?shí),徐變越小。故施工中應(yīng)盡量采用高標(biāo)號水泥,并優(yōu)化配合比,減少水泥用量,并降低水灰比。采用較為堅(jiān)硬的、級配良好的骨料。在混凝土澆筑時(shí),應(yīng)盡量縮短澆筑時(shí)間,并加強(qiáng)振搗,提高混凝土的密實(shí)性。另外,要重視混凝土的初期養(yǎng)生,尤其要使混凝土表面經(jīng)常保持濕潤。2.4混凝土彈性模量現(xiàn)行施工規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙一般都要求預(yù)應(yīng)力筋放張時(shí)混凝土強(qiáng)度不得低于某一規(guī)定值。但是,由于各種施工條件的差異,預(yù)應(yīng)力筋放張時(shí)混凝土強(qiáng)度離散性較大。試驗(yàn)證明,不同強(qiáng)度的混凝土具有不同的彈性模量,進(jìn)而引起反拱度誤差。所以,生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)對預(yù)制廠養(yǎng)生條件及隨梁試件的控制,以盡量使預(yù)應(yīng)力筋放張時(shí)不同生產(chǎn)線混凝土具有較為接近的強(qiáng)度。另外,預(yù)應(yīng)力筋放張時(shí)混凝土的齡期將對其長期徐變產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。以前通常利用早強(qiáng)劑來提高混凝土的早期強(qiáng)度,以縮短預(yù)加應(yīng)力時(shí)混凝土的齡期,目前這種做法已不提倡。在預(yù)加應(yīng)力之前,給混凝土一個(gè)合適的齡期,已經(jīng)越來越受到人們的關(guān)注。2.5混凝土的養(yǎng)生功能通常,先張板梁都是工廠化大規(guī)模批量生產(chǎn),且跨越不同季節(jié),施工環(huán)境如大氣溫度與濕度會(huì)對板梁的初期強(qiáng)度、放張時(shí)混凝土的齡期,以及后期混凝土的收縮、徐變產(chǎn)生較大影響。所以,在施工中要盡量創(chuàng)造較為穩(wěn)定的混凝土養(yǎng)生條件。先張板梁的每一孔梁,要盡量做到在同一時(shí)期生產(chǎn)預(yù)制。這樣,施工齡期和環(huán)境條件都相同或相近,相臨板梁間所產(chǎn)生的徐變發(fā)展也基本同步,既減少了反拱偏差,又可消除后期相臨板梁的徐變差異對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。3先張板梁反拱度偏