1 概述
后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁的應(yīng)用愈來愈廣泛，跨度也已加大到50 m以上。其主要優(yōu)點是節(jié)約鋼材，避免裂縫，提供需要的剛度和舒適度以及減少噪聲。同時，由于是在工廠或工地預(yù)制，質(zhì)量容易得到控制和保證，而且可與墩臺建設(shè)平行作業(yè)，相應(yīng)減少了高空作業(yè)的工序，加快工程進度。從技術(shù)角度來看，在衡量結(jié)構(gòu)能否滿足正常的使用條件時，除了從應(yīng)力、強度、抗裂等因素來考慮外，另一方面還必須從結(jié)構(gòu)的變形角度來考慮對結(jié)構(gòu)在使用中的影響。過去在研究變形方面，通常對橋梁以考慮活載產(chǎn)生的撓度影響為主；而對預(yù)應(yīng)力梁而言，現(xiàn)在在設(shè)計、制造和施工及使用上越來越對其上拱度的影響引起了重視和研究。尤其對軌道橋梁上的無碴無枕的預(yù)應(yīng)力梁來說，由于根本沒有道碴的厚度來調(diào)整上拱度的影響，勢必就會增加正常的軌面高程而可能影響高速行車的穩(wěn)定和安全。因此，如果預(yù)應(yīng)力梁上拱度的問題不能妥善地解決，就會影響預(yù)應(yīng)力梁的發(fā)展和使用條件。
2 兩種拱度
眾所周知，梁體在預(yù)加應(yīng)力后將產(chǎn)生兩部分拱度，張拉上拱度和由梁的自重作用而產(chǎn)生的下?lián)隙取６灾負隙纫话爿^張拉上拱度要小得多，因此，張拉上拱度在抵消自重撓度后，梁體跨中實際存在的上拱度稱為彈性上拱度。上述的張拉上拱度和梁的自重撓度均可用彈性理論的結(jié)構(gòu)力學(xué)公式來計算。另一部分上拱度則是在張拉后，仍在預(yù)應(yīng)力作用下，隨著時間的推延而產(chǎn)生的徐變上拱度。這種徐變上拱度由于與混凝土的級配、環(huán)境濕度、養(yǎng)生方法、預(yù)應(yīng)力大小、張拉齡期、截面尺寸及形式（梁體理論厚度）等諸多因素有關(guān)，且其關(guān)系相當復(fù)雜，也缺乏可靠的系統(tǒng)實測資料可供借鑒驗證。從一些橋梁的實測資料來看，徐變上拱度的離散性很大。往往同一種梁也因梁而異，同一橋的同一種梁也因梁而異，而種類形式不同的梁則出入更大。從目前已有的文獻中可以看出，不同種的水泥，普通硅酸鹽水泥其徐變上拱度要比用礦碴硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥為大。在骨料與水泥比例相同時，水灰比愈大則徐變也愈大，因為混凝土的徐變主要是由水泥漿引起的。除此之外，還要注意養(yǎng)生方法，水中養(yǎng)生硬化的混凝土其徐變要比空氣中硬化的混凝土要小。所以在制造時，要盡量消除或減小各種因素的影響，使離散性的變動幅度盡量縮小到最大限度。由于徐變上拱度的離散性大，因此在制梁時在制梁臺座跨中的預(yù)設(shè)下?lián)隙龋捶垂岸龋┚筒缓谜莆?。若預(yù)設(shè)下?lián)隙冗^大，在張拉后的彈性上拱度和3年后的徐變上拱度終極值之和不能抵消預(yù)設(shè)下?lián)隙龋瑒荼貢沽旱兹猿氏聯(lián)蠣顟B(tài)，對結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)和運營均會帶來不利影響；若設(shè)置下?lián)隙冗^小，對鐵路橋梁來說，上拱度過大，就會使道碴厚度減薄（有關(guān)橋規(guī)規(guī)定：軌枕下的道碴厚度不得小于25cm，如有困難可減至20cm），故上拱度大于5cm時，道碴厚度就有可能不足。尤其對無碴無枕的鋼軌扣件能提供的鋼軌調(diào)整量極小（僅10～20mm），上拱度過大勢必要影響正常的軌頂高程，而直接對高速運行的列車帶來不利的安全影響因素。故在九江長江大橋設(shè)計的39．6 m無碴無枕預(yù)應(yīng)力箱形簡支梁中，對上拱度的考慮頗受重視，設(shè)計時參考了南京長江大橋31.7mT梁徐變上拱度終極值的資料。假設(shè)徐變上拱度為彈性上拱度的1倍，即計算的彈性上拱度為31.1mm，加上徐變上拱度也為31.1mm，共計62.2mm，再考慮離散性偏大的可能，初期設(shè)計的預(yù)設(shè)下?lián)隙葹?/span>70mm左右。后來經(jīng)過初期澆制的50孔梁（箱梁）進行長期觀測發(fā)現(xiàn)70mm的預(yù)設(shè)下?lián)隙冗^大，及時將預(yù)設(shè)下?lián)隙雀臑?/span>50mm。
3 39.6 m跨度公路T形梁彈性上拱度資料（表1，表2）
表1 39.6 m跨度公路T形粱彈性上拱度實測數(shù)據(jù)
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梁號
|
齡期/d
|
實測彈性上拱度/mm
|
設(shè)計彈性上拱度/mm
|
張拉前抗壓強度/MPa
|
|
12—03一01
|
33
|
21
|
21.9
|
61.1
|
|
12一03一02
|
24
|
19
|
21.9
|
59.3
|
|
12一03—03
|
16
|
24
|
21.9
|
67.7
|
|
12一03—04
|
13
|
25
|
21.9
|
74.0
|
|
12一03—05
|
24
|
22
|
21.9
|
61.4
|
|
12—03—06
|
16
|
28
|
21.9
|
75.9
|
|
12一03—07
|
12
|
22
|
21.9
|
66.4
|
|
12—03一08
|
8
|
26
|
21.9
|
79.5
|
|
12一03—09
|
6
|
23
|
21.9
|
74.0
|
|
12一03—10
|
4
|
26
|
21.9
|
75.3
|
|
12—03—1l
|
9
|
23
|
21.9
|
66.2
|
|
12一03—12
|
lO
|
19
|
21,9
|
74.6
|
|
12一03—13邊梁
|
6
|
27
|
24.9
|
70.8
|
|
12—03—14
|
6
|
24
|
21.9
|
74.4
|
|
12一03—15邊梁
|
7
|
24
|
24.9
|
74.1
|
|
12一03～16
|
4
|
28
|
21.9
|
71.3
|
|
12一03—17邊梁
|
4
|
22
|
24.9
|
68.0
|
|
12一03—18
|
4
|
26
|
21.9
|
73.8
|
|
12—03—19邊梁
|
7
|
28
|
24.9
|
79.2
|
|
12—03～20
|
5
|
26
|
21.9
|
70.2
|
注：①本梁均為蒸汽養(yǎng)護，故3 d后均達到設(shè)計強度要求；
②為了節(jié)約篇幅，擬將后面的156片梁匯總表2列出。
表2 39.6m跨度公路T形梁彈性上拱度資料
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粱號
|
齡期/d
|
實測彈性上拱度/mm
|
設(shè)計彈性上拱度/mm
|
張拉前抗壓強度/MPa
|
附注
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21～40號
梁(20片)
|
最大
最小
平均
|
11
4
|
33
20
23.15
|
22.65
|
74.1
60.0
68.08
|
|
|
41～60號
梁(20片)
|
最大
最小
平均
|
12
4
|
27
20
23.9
|
22.5
|
81.1
61.6
66.22
|
(R56)
|
|
61—80號
粱(20片)
|
最大
最小
平均
|
13
4
|
33
20
25.9
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