邵明偉

(秦皇島路橋建設(shè)開(kāi)發(fā)有限公司)

1 前言

河北省秦皇島地區(qū)公路中的橋梁，大部分為普通鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土裝配式簡(jiǎn)支橋梁。在施工過(guò)程中，由于前期橋梁施工中忽略了梁板預(yù)制時(shí)對(duì)上拱值的影響，跨中至1/4點(diǎn)處的標(biāo)高出現(xiàn)了不同程度的誤差，導(dǎo)致橋面施工厚度難以保證設(shè)計(jì)厚度，呈現(xiàn)兩端厚中間薄的不利現(xiàn)象。為了保證大橋的整體安全，不得不采取補(bǔ)救措施。

(1)對(duì)面進(jìn)行調(diào)坡處理，以保證橋面鋪裝厚度。

(2)提高橋面混凝土強(qiáng)度等級(jí)，增加橋面鋼筋網(wǎng)密度。

以上方法雖然有一定的效果，但負(fù)作用也很大，一是增加了成本，二是增加了橋梁恒載，加大了跨中彎矩，對(duì)橋梁受力也不利。如何控制好橋面標(biāo)高，保證橋梁的使用安全，本文根據(jù)前期出現(xiàn)的不利情況施工過(guò)程中的控制及后期施工過(guò)程中的改進(jìn)措施，來(lái)介紹梁板預(yù)制中的反拱設(shè)置，計(jì)算方法等，這不僅完善了橋梁的施工方案，科學(xué)指導(dǎo)橋梁施工，而且可為今后同類型橋梁施工提供借鑒。

2 普通鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁控制

普通鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁在自重和荷載的作用下，梁的跨中向下?lián)?，為呈下凹的二次拋物線，大梁安裝后跨中呈向下?lián)蠣顟B(tài)。根據(jù)其受力特點(diǎn)，在預(yù)制過(guò)程中將臺(tái)座頂面設(shè)置成上拱拋物線。這樣預(yù)制出來(lái)的大梁在荷載作用下，梁板的上下緣基本呈水平狀態(tài)，橋面厚度保持等厚，橋面標(biāo)高可得到有效控制，橋梁的整體線形順直、美觀。

3 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁控制

先張法空心橋板梁，一般設(shè)置在50～100 m的長(zhǎng)線臺(tái)座上，根據(jù)不同跨徑分別設(shè)置臺(tái)座，嚴(yán)格控制上拱值，以保證橋面標(biāo)高及厚度的控制。根據(jù)對(duì)秦皇島沿海公路部分工地先張法空心板梁預(yù)制時(shí)空心板梁上拱值的統(tǒng)計(jì)，實(shí)測(cè)上拱值平均值為如表1。

表1 實(shí)測(cè)上拱的平均值

由于預(yù)應(yīng)力混凝土梁因收縮、徐變的影響，隨著混凝土齡期增長(zhǎng)，撓度會(huì)進(jìn)一步加大。從預(yù)制安裝過(guò)程中，時(shí)間平均長(zhǎng)達(dá)4～6個(gè)月。表2為安裝時(shí)大梁上拱值實(shí)測(cè)平均值。

表2 先張法空心板梁安裝時(shí)實(shí)測(cè)平均值

從表2實(shí)測(cè)值可以看出，先張法空心板梁預(yù)制安裝過(guò)程中的上拱值是不容忽視的。而且在施工過(guò)程中，由于場(chǎng)地、成本費(fèi)用、空心板梁預(yù)制數(shù)量等因素的限制，通常在一個(gè)臺(tái)座上要預(yù)制不同跨徑的梁板，因此在長(zhǎng)線臺(tái)座上難以設(shè)置反拱，空心板梁預(yù)制時(shí)的上拱度是不可避免的。若將上述空心板梁安裝到墩臺(tái)帽上，由于上拱值達(dá)2～4 cm，加上墩臺(tái)帽誤差，橋面跨中標(biāo)高最多處可超過(guò)5 cm左右。若橋面混凝土設(shè)計(jì)厚度為10 cm，則跨中橋面最薄僅為5 cm，明顯不能滿足設(shè)計(jì)要求，為了保證橋面厚度和橋梁結(jié)構(gòu)安全，不得不對(duì)橋面進(jìn)行調(diào)坡處理，以保證橋面厚度要求，改變?cè)O(shè)計(jì)線形。為了避免上述不利影響，建設(shè)施工中在保證墩臺(tái)帽尺寸不變的情況下，相應(yīng)降低墩(臺(tái))柱(肋)標(biāo)高3cm左右。這樣就能夠避免由于上拱值造成的橋面跨中超高的現(xiàn)象，也能保證橋面厚度。

4 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁控制

后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁一般在數(shù)個(gè)單獨(dú)臺(tái)座上重復(fù)預(yù)制。預(yù)制好的大梁同先張法一樣向上拱起，跨中的上拱值的大小與梁的跨徑、截面特性、預(yù)應(yīng)力、混凝土強(qiáng)度等諸多因素有關(guān)。

《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定混凝土跨徑大于20 m時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)設(shè)置反拱。在秦皇島沿海高速公路施工中，對(duì)Q4合同180片20 m空心板上拱值實(shí)測(cè)時(shí)，跨中上拱值平均為2.5 cm，最大值為3.6 cm，橋面設(shè)計(jì)厚度為10 cm，這樣跨中的施工混凝土6～7 cm，顯然不能滿足設(shè)計(jì)要求。后來(lái)采用了將橋面抬高進(jìn)行調(diào)坡處理方案，以解決橋面厚度偏薄的問(wèn)題，相應(yīng)增加了混凝土放量，雖然不會(huì)過(guò)分降低預(yù)制梁的負(fù)載能力(經(jīng)有關(guān)檢測(cè)部門(mén)做動(dòng)、靜載試驗(yàn)，橋梁整體性能滿足設(shè)計(jì)要求)，但加大了橋梁建設(shè)成本。因此對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁預(yù)制設(shè)置反拱是非常必要的。

后張法預(yù)制混凝土梁預(yù)制臺(tái)座一般分為臺(tái)座法和模板法。預(yù)制臺(tái)座要求堅(jiān)固、無(wú)沉陷、表面光滑平整，氣溫變化大時(shí)應(yīng)設(shè)伸縮縫。

(1)臺(tái)座法。將臺(tái)座設(shè)計(jì)成向下?lián)系那€，預(yù)應(yīng)力張拉后，使梁向上拱起，梁的上、下緣處于水平狀態(tài)，從而達(dá)到安裝的要求，保證了橋面厚度和對(duì)橋面標(biāo)高的控制。

(2)模板法。將臺(tái)座設(shè)計(jì)成水平臺(tái)座，而將大梁模板上緣設(shè)計(jì)成曲線，模板兩端高，中間低，其差值為設(shè)計(jì)上拱值。張拉后梁向上拱起，梁上緣呈水平狀，下緣呈曲線狀。這樣也能保證橋面厚度及橋面標(biāo)高。

5 預(yù)制混凝土簡(jiǎn)支梁撓度值計(jì)算

(1)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁撓度計(jì)算。

式中:fp為活載撓度，5/48·MpL2/0.85EI;fg為恒載撓度，5/348·gL4/0.85EI;Mp為等截面上相同彎矩;g為恒載;E為混凝土彈性模量;I為混凝土截面慣性矩;L為梁的跨徑。

對(duì)于簡(jiǎn)支梁，常常用點(diǎn)高為Δ的二次拋線來(lái)設(shè)置全梁的預(yù)拱度。

當(dāng)撓度計(jì)算值不超過(guò)L/1 600時(shí)，可以不設(shè)預(yù)拱度。

(2)先張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁撓度計(jì)算。

跨中撓度為

式中:E為混凝土彈性模量;I為混凝土截面慣性矩;L為梁的跨徑;P為初始張拉力;Δf1t為徐變、松弛、收縮引起的預(yù)應(yīng)力損失導(dǎo)致的撓度改變;Δf2t為徐變產(chǎn)生的撓度改變。

(3)后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁撓度計(jì)算(梁為等截面時(shí))。

式中:Mp為等截面上相同彎矩;E為混凝土彈性模量;I為混凝土截面慣性矩;L為梁的跨徑。

對(duì)于后張法預(yù)應(yīng)力混凝土撓度計(jì)算，由于Mp隨梁中位置不同而變化，且受收縮、徐變等因素的影響，計(jì)算較復(fù)雜，一般由設(shè)計(jì)單位提供，施工單位根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)準(zhǔn)確控制施工，以保證橋面施工的質(zhì)量。