预应力砼T型梁反拱设置与质量通病预防
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一、引盲 Ｉ．武汉市武家山地处软基．京珠高速公路跨越时大 量采用３０ｍ后张预应力砼Ｔ型梁，在台座上浇注、张 拉，然后用架桥机简支安装．每跨６片．每５ 跨通过桥 面简单莲续 我标段全长１９．３ｋｉｎ．主要是桥梁，共计 ３０ｒｏｔ型梁２０７６片（双瞄１７３孔），这些梁板在安装时， 无一不发生了Ｔ粱上拱度偏太、Ｔ粱顶面超高 从而出 现桥面铺装层厚度不足，危及桥面系工程质量的情况， 形成了车项目预应力粱式桥上部结构施工中的质量通 病 ２．新郑高速公路第六台同段，起于Ｋ４４￣３００＋终于 Ｋ４９＋４０５．３５０，全长５１０５．３５ｍ．主要由黄河特大桥引桥 １２７孔３５ｒｏＴ型梁和一干渠大桥ｌ２孔３５ｒｏＴ型梁组成 （计２２２４片）．双排圆柱式墩柱，钻孔灌注桩基础，桥面 铺装自下而上依次为ｇｅｍ３０＃防水砼，６ｅｍ中粒式沥青 砼，５ｅｍ细粒式沥青砼．总投资额三亿伍仟万元： 设计图纸表明：张拉后理论上中粱的起拱值为２．５ ｃ皿．边梁的起拱值为３．１ｃ，，．，我们知道．鉴于种种原因， 实际施工中起拱值较理论计算大．这样以来．正常情况 下边梁的中问部分桥面铺装层就不足４．９ｃｍ。 二、反拱的设置 ｉ．如上所述，为了确保桥面铺装的厚度．我们在施 工前进行了认真的论证和研究．决定在制粱台座上设置 反拱，具体为： 中粱预设３ ０ｅｍ的下反拱．边粱预设３．５ｅｍ的下反 拱 ２．反拱值计算曲线研究 混凝土倚支梁无论是上拱或下挠．其最大值均产生 在跨中，我们将此值称为矢值，用“ｆｍａｘ”表示 ｆｍａｘ值 一般在粱的设计时已经给出，当设计没有给出时，可按 上述规范有关要求进行计算。 混凝土简支梁的 值确定后 制粱时底模预设 曲线类型 对钢筋混凝土粱．《设计规范》第４．２．４条只 提“应做成平顺髓线”；《施工规范》第９．３．４条第６教
３８ ￣２ｏｏ６．１２￣ 给出了 纵向预拱度可做成抛物线或圆陆线”；对预应 力混凝土梁，《设计规范》第５．２．２９条则指明“预加力 的反拱值，可用材料力学的方法计算，刚度甩０ ８５Ｆａｄｏ． １ｏ为全截面的换算惯性距”。 （１）抛物线和四曲线。 抛橱线和圆曲线均为二次畸线．可直接应用解析几 何中的标准方程计算。根据二次函数性质及曲率和曲率 半径关系可知，在曲线顶点及曲线两端点坐标值相同的 情况下，圆曲线方程和越物线方程计算的分点坐标是相 同的 为了计算方便，通过移轴可建立方程式①进行分 点坐标值计算。 Ｙ＝一４ｆ （Ｌ＿ｘ）／ ① 式中： Ｌ——梁跨长；ｎｌ ——矢值。Ｍ （２）挠曲线。 从材料力学推导可知，均布荷载下简支梁的挠曲线 是一条光滑连续的曲线，最大挠度值必位于踌中．其任 意截面的挠度方程为： ｙ＝一ｑｘ（ＬＬ２１￣＋ｘ】）／２４Ｅ］ ② 式中： ｑ一荷载集度，ＫＮ／ｒｔｔ； Ⅱ——粱的抗弯刚度。 当ｘ＝Ｌ／２时．代人式② 得ｙ ＝一５ｑＵ／３８４Ｅ１ ③ （３）挠曲线简化计算。 挠曲线方程是对近似微分方程进行积分建立的．计 算较复杂。在实际工作中，为简化计算，可按照数学的原 理，函数曲线在Ｘ＝０～Ｌ的区间内洛点的纵坐标Ｙ．与其 最大值 曲（定值）之比是—个与原函数成比例的函数。 令此比例函数为Ｋ．当ｙ毗值确定以后＋则有： Ｋ＝‘／ 脯Ｉ＝一【ｑｘ／２４ＥＩ） （ 一２Ｌｘ２＋ｘ ）／（一 ５Ｑｉ ／３８４ＥＩ） ＝３．２（Ｘ／Ｌ一２ ／Ｌ｜＋ｘ ／ ）
④ 维普资讯 http://www.cqvip.com 再令Ｕ＝Ｘ／Ｌ代人式（４）则可化简为
Ｋ＝ｆｉ／ ＝３．２（Ｕ一２Ｕ ＋ｕ ） ⑤ 引入比例系数Ｋ后，将各种跨径的混凝土简支梁
的分点横坐标Ｘ与计算跨度Ｌ之比Ｕ（Ｕ＝Ｘ／Ｌ）代人
式⑤，即可算出相应的坐标比例系数Ｋ。并将其制成
“挠曲线纵坐标比例系数表”形式（本文只算至３０ｍ以
下梁的Ｋ值），施工操作时，利用设计给出的或自行按
规范计算出的 值，按照Ｃ＝ 一算出挠曲线各分点的
纵坐标值，即可制出理想的平顺曲线。计算取值时，预设
上拱曲线取正号，预设下挠曲线取负号。再由曲线对称
性，坐标只算至Ｘ／２即可，另一半由对称取得，应用操
作均很方便。
３．曲线类型选用。
圆曲线和抛物线从公式定义可知只能适用于等截
面梁体，且通过曲线坐标线比较也不如挠曲线圆缓。挠
曲线是根据材料力学方法计算的，所以挠曲线的线型更
符合混凝土简支梁的变形特性，尤其是对于变截面的梁
体，可根据不同截面换算不同惯性距ｌＯ。再者挠曲线引
入比例系数Ｋ后，计算更为简便。因此，制梁时建议采
用挠曲线作预设变形曲线为好。 （１）制梁底模板采用的结构。
采用钢木结构优于水磨石结构。原因是前者便于控
制，准确度高。且对保证Ｔ梁的预制质量更有效，钢木结 构有一定的韧性，传力效果较好。
（２）宜采用的材料。
钢板采用５ｍｍ厚Ａ，板（不能是开平板），木板采
用４．５ｃｍ厚红白松均可，梯形木垫块也采用红白松（高
１０ｃｍ，上宽１２ｅｍ，下宽１５ｃｍ）。
（３）木垫块的布置。
首先设置中间（跨中）木梯形垫块，然后以此为控
制点，用水准仪抄平，根据理论计算出的高度进行控制
（须提醒的是，与通常的道理一样，梁端部的木梯形垫
块要加大，钢板要加厚，用以抵偿张拉时预应力向下的
分力，同时要考虑Ｔ梁模板支撑站柱的高度及两侧对拉
螺栓的预留孔位置）。
（４）木垫块与砼。
木垫块要在下面与砼“生根”并埋入砼中一定的深
度，在上面用螺栓与钢底板联接牢固。木底板要与钢底
板用沉头螺栓联接牢固；
（５）施工中的检查。
分两次，其一，安装钢底板前，此次务必准确；其二，
安装钢底板后，即所谓的验证检查。
三、Ｔ梁上拱度较大的原因
１．设计方面。 设计断面较纤细，截面惯性距偏小，在预应力初弯 辩 Ｏ＆ ｌ ＩＧ ００ Ｉ Ｉｃｌ１１ｏＩＮ 一
路桥建设
矩作用下，抵消自重以后，仍然起拱几厘米。与估算的理 论负挠度相符，很容易超过小变形范围。边梁外侧没有 横隔板约束，但设计按杆系弹性弯曲理论，竖向刚度边，
中梁并无区别，但施工实践中，边梁上拱明显比中梁大
２ｃｍ左右。 设计图纸往往缺少对制梁台座预挠的要求，虽然后
经施工方要求发出书面通知。不仅为时较晚，造成各单
位各行其是，控制不严，而且给出的理论反拱值偏小。
２．施工方面。
不同桥梁、不同时期或同批浇注张拉的Ｔ梁，其上
拱度差异甚大，有的达７－８ｃｍ，有的仅３－４ｅｍ，这就是施
工的原因。 （１）原材料：砂石自身的强度和弹性模量以及其级
配好坏。
（２）混凝土配合比：由于Ｔ梁预应力管道和钢筋较
密，各制梁厂制粱用的混凝土坍落度较大，规定６－９ｃｍ，
实际普遍达１２ｃｒｎ以上，用水量和水泥用量大，混凝土
弹性模量降低，后期徐变增大。
（３）为了缩短台座周转时间，在５～７ｄ张拉，采取添
加减水剂，加大水泥用量等方法，使实际２８ｄ标准强度 超过设计等级的办法满足了张拉时的强度要求，但其弹
性模量不能同步增长。随着季节和气温的不同，尤其是
冬季施工，混凝土早期弹模增长更慢。夏季施工，浇水养 护跟不上，也影响到Ｔ粱混凝土的弹性模量。
（４）预应力管道孔道摩阻和控制张拉力的偏差也
是个别Ｔ梁上拱特大的一个因素。
四、结论 通过我们已施工的１０９６片Ｔ梁观测数据来看，张
拉后，用精密水准仪测量，跨中顶面较两端定面高５ｎｕｎ
左右，两端一样高，放置一段时间后（且业已经过起
吊），跨中（顶面）与两端一样高，即三点在一条直接
上，效果非常好，可充分保证桥面铺装的厚度，且不增加
衡载。 混凝土简支梁跨中的下挠变形和预应力简支粱的
上拱变形，以及预设变形设置不均匀，对桥面铺装层都
会产生不利影响。相比之下，跨中下挠比跨中上拱以及
设置不均匀更不利一些。随着我国高等级公路的迅速发
展，各种建筑材料不断改善，混凝土强度不断提高。混凝
土简支梁也在向着跨度大、重量轻方向迈进。精确地预
设其纵向变形，是确保工程质量的重要措施之一，施工
应予以重视。尤其是在我们极力倡导创造精品工程的今
天一点都不可忽视，其次，当梁体较高，挠度值较大时，
还应按照材料力学转角方程，在粱端预设一定的斜面，
以保证横向梁缝间隙上下基本一致。
河南科技２００６．１２上 ３９ 维普资讯 http://www.cqvip.com
