先张法预应力空心板的翘曲和反拱控制

先张法预应力空心板的翘曲和反拱控制

随着高速公路的快速发展，预制混凝土技术的发展更加突出，预张力的比例降低。所采用的预紧钢绞线具有平滑损失少、高储存能力等特点。预应力混凝土节约了材料用量、取得了显著的经济效益。先张法预应力空心板属偏心受压构件,产生一定的反拱是必然的。由于施工所处环境条件、施工操作方法等因素影响,先张法预应力空心板在施工中往往不同程度出现翘曲现象,翘曲过大容易造成梁板四角只有三角与支座(同一平面)直接接触,另一角必须垫钢板,不仅增加施工成本,同时桥面板局部厚度发生突变,受力不均,影响使用。而反拱过大和过小则会使预应力空心板过早出现裂缝后产生较大形变,从而影响使用寿命。根据经验,下面分别对先张法预应力空心板的翘曲和反拱的控制方法加以论述。1弯曲控制(1)安装钢梁的注浆预制空心板的梁底本身必须有良好的平整度,从而能保证空心板底部平整度。在张拉传力柱浇注完成、梁底做好后需安装钢横梁,钢横梁上预应力钢绞线孔位连线必须与梁底模平行,而且其中性面必须保证预应力空心板内预应力钢绞线与设计位置吻合,做到了这一点,也就满足了钢绞线中性轴与空心板设计中性轴在同一铅垂面内,从而在先天上克服了空心板翘曲的产生。(2)空心板翘曲的张拉控制首先,在同一窑内使用的钢绞线必须是同厂家生产的性能较为接近的钢绞线,同时要求拉伸力均匀一致,在张拉过程中采用伸长值与拉力双控法控制,这样就保证钢绞线放张后,在梁板有效长度内回缩大致均匀一致,即可有效控制空心板翘曲的产生。张拉完成后在锚具后2cm左右的钢绞线上用油漆画线验证有无滑丝现象。(3)钢筋骨架连接必须按设计位置对称于中性轴绑扎钢筋骨架,而且保证混凝土在浇注过程中钢筋位置不移动,使得钢筋骨架中性轴与设计相吻合。(4)设计位置的确定支立模板时也必须控制其横断面中性轴位置,模板本身要求具有足够的强度与刚度,支立牢固且位置准确,有效控制梁板混凝土浇注过程中周边断面相对梁底及钢绞线中性轴的相对位置,即:保证混凝土周边横截面中性轴处在设计位置上。(5)梁板底部混凝土厚度的提高首先浇筑梁底混凝土,要求梁底混凝土浇筑均匀、厚度一致且振捣密实。梁底混凝土满足梁底设计厚即可,过厚芯模上浮,顶板厚度无法保证;梁底混凝土过薄芯模下移,梁板底部混凝土厚度变小,中性轴上移,反拱变大;在浇筑完底板后穿胶囊充气。充气过程中随时人工校正胶囊位置保证其居中,同时保证两侧空间大致均等,充气以达到0.6～0.8MPa为宜,同时用脚踩上去有坚实感;充气不可过饱,以免胶囊上浮或爆裂。充气完成后,关闭气门,继续浇筑梁体侧面及顶板混凝土,浇筑侧面混凝土时必须保证胶囊两侧同时浇筑混凝土,同时振捣,以免因施工因素造成胶囊移位,即梁体中心轴发生横移,这一点是导致梁体翘曲关键性因素,施工中必须得到重视。(6)混凝土浇筑机下养护混凝土养护必须保证全部梁体在同一温度条件下进行养护,从而确保全部梁体各部位混凝土强度均匀一致,待梁体混凝土强度达到设计强度的90%以上时,即可放松钢绞线。(7)放张及制作翘曲钢绞线放张是先张法施工过程中的一道重要工序,较为理想做法是用砂箱或楔块实施整体缓慢放张,即可减少钢绞线放张过程中对梁板端部的冲击,又可保证钢绞线在梁体内收缩均匀一致,如无此方面经验或不具备整体放张条件或图纸要求分批放松预应力钢绞线要求,也可分批放松钢绞线,放张钢绞线顺序必须是从中间到两边、梁头两边对称放松,以免在钢绞线完全放松前梁体承受横向偏心荷载造成翘曲(一旦承受横向偏心力形成翘曲,导致荷载只能平衡这些偏心力,无法校正翘曲)。在梁板放张完成后即可出窑吊装或存放于较为平整的场地上(下垫道木或砂袋),在静置过程中,梁体内发生应力重分布,在有效的施工前期控制下梁板一般不再发生翘曲。总之,控制梁板翘曲关键所在是在施工过程中保证梁体钢筋混凝土中性轴上钢绞线中性轴在同一铅垂面内。染板存放过程中收缩亦产生翘曲现象,因此空心板存放时间不宜过长,应尽快安装。2空心板反拱度的计算首先,要严格按照技术规范要求操作:即对钢绞线进行自检、抽检试验,符合设计要求后方可使用。在张拉过程中采用张拉应力值和伸长值双控制法控制。在油表到达校正值下,钢绞线的实际伸长率应符合规范的±6%的要求。其次,理论计算先张法预应力混凝土空心板的反拱度,通过理论与实测数据比较,可简捷反算出预应力筋张拉力的大小,从而为控制预应力张力是否达到设计要求提供理论依据。如果在张拉力经检验无符合技术规范±6%的要求的情况下,反拱度过大或过小,一般情况下与混凝土的强度有关,即放张时间掌握不准,此时应依据混凝土试块强度,根据气候等外界因素控制钢绞线的放张时间。按设计文件要求,先张法预应力混凝土空心板在达到设计要求强度的100%后放张。放张后预应力筋的回弹通过两端偏心作用在预应力混凝土空心板上,空心板通过纵向力及偏心弯矩产生反拱度。空心板向上的反拱度是由预应力筋引起的,空心板的材料、尺寸是确定的,这