浅论预制箱梁模板预拱度和压缩量设置

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1、浅论预制箱梁模板预拱度和压缩量设置　　摘要：武广客运专线的正式运营，掀开了我国高速铁路的新篇章，客运专线的建设也到了见成果的阶段，高速铁路在中国已不再是神话。在客运专线的桥梁建设中，箱梁的预制占有重要位置。为了保证线路在运营状态下的平顺性，梁体应预设反拱。梁体在混凝土干缩及预应力作用下会产生压缩量，因此应预留一定压缩量。本文谨对模板工程的重点控制项目预拱度和梁体压缩量的设置作相应分析并给出结论。关键字：客运专线；预制箱梁；预拱度；压缩量中图分类号：F560.83文献标识码：A文章编号：1预拱度的设置6某特大

2、桥正线箱梁的设计图纸（图号：通桥（2006）2221-Ⅶ）有如下规定：“1、扣除自重影响后预应力产生的上拱度：直线梁为15.30mm，曲线梁为15.94mm；2、静活载挠度：直线梁为7.95mm，为跨度的1/3963，曲线梁为7.94mm，为跨度的1/3970；3、反拱的设置：为保证线路在运营状态下的平顺性，梁体应预设反拱，理论计算跨中反拱值为24.0mm，其他位置应按二次抛物线过度，实际施工中的反拱的设置应根据具体情况，充分考虑收缩徐变的影响以及预计二期恒载上桥时间确定。本设计二期恒载上桥时间按预加应力后

3、60天计算，理论计算残余徐变拱度值为8.07mm。”某梁场安照此设计图纸要求设置反拱，跨中反拱值为24.0mm，其他位置按二次抛物线过度。反拱值在底模上设置，从跨中开始每2m设一个点，采用水准仪测量，允许误差为±2mm。现在分析一下这样的设置是否合理。以下为《部分箱梁28d上拱度实测值统计表》：表1部分箱梁28d上拱度实测值统计表《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》中规定梁体上拱度允许偏差值为±L/3000，L=31500mm，即允许偏差为±10.5mm。查表1可知，以上箱梁的上拱度基本上都符合要求，

4、但还存在两孔箱梁超标，025#箱梁的14.3mm和027#箱梁的12.0mm，均为正偏差。由此可见，我梁场设置的反拱值偏小，跨中反拱值应大于24mm。那么，到底应该怎么设置反拱值才算合理呢？我们来分析一下这个问题。下面以某特大桥正线曲线箱梁为例，计算预应力产生的上拱度。1.1计算扣除预应力损失后张拉力对跨中截面的弯矩值调整后的各预应力管道张拉力及控制应力如表2所示：表2各预应力管道张拉力及控制应力计算各预应力损失：6由于锚具变形和钢绞线内缩引起的预应力损失：直线孔道N1a、N1b、N1c和N1d按下式计算：

5、(1)式中——张拉端锚具变形和钢绞线内缩值（），取5；——预应力孔道长度（）；——钢绞线的弹性模量（），取195000。曲线孔道按下式计算：(2)式中——控制应力（）；——反向摩擦影响长度（）；——钢绞线与孔道壁之间的摩擦系数，取0.67125；——考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数，取0.0028；——钢绞线的曲率半径（）；——张拉端距计算截面的距离（），取0。其中，可按下式计算：(3)式中各系数同上。钢绞线与孔道之间的摩擦引起的预应力损失：可按下式计算得到：(4)6式中——从张拉端至计算截面曲线孔道部分

6、切线的夹角（以弧度计）。钢绞线应力松弛引起的预应力损失：可按下式计算得到：(5)混凝土收缩、徐变的预应力损失、：由于混凝土收缩和徐变的预应力损失对后张法构件来说短期影响较小，故在这里不再细算，取0。使用Excel2007电子表格进行计算，得出扣除预应力损失后张拉力，结果如表3所示：表3预应力损失及后张拉力计算结果假设各扣除预应力损失后张拉力为（i=1，2，…，14），各力与箱梁中心线纵向夹角为（i=1，2，…，14），则各竖直分力为（i=1，2，…，14），各水平分力为（i=1，2，…，14）。箱梁重心轴距

7、梁端梁底2.005m，图纸上提供有各张拉力作用点距梁端梁底距离，由此计算出各张拉力作用点距重心轴距离（i=1，2，…，14），则可得出各张拉力对重心的弯矩，如下式：(6)式中i=1，2，…，14则各张拉力对重心的合弯矩为：(7)6使用Excel2007电子表格进行计算，得出。1.2计算扣除自重影响后预应力产生的上拱度先计算预应力产生的上拱度。由下式计算得出：(8)式中——混凝土弹性模量（），取；——跨中换算截面惯性矩（），经计算得10.76；——各张拉力对箱梁重心的弯矩，单位取为；——箱梁计算跨度（），为3

8、1.5。代入数据计算，计算出的上拱度单位为，乘以1000转换为，。再计算自重引起的上拱度。箱梁自重按800t计算，即重力。各张拉力竖直分力的合力为：(9)经计算得出，。则重心处的竖直方向的力为：则可由下式计算得到：(10)代入数据计算，计算出的上拱度单位为，乘以1000转换为，。则扣除自重影响后预应力产生的上拱度为：6上式中2为增大系数，假设残余徐变拱度值等于设计值，以上计算的值比设计值15.94mm大5.06m