4.支架现浇施工预拱度

主讲：文娟娟支架现浇施工预拱度施工预拱度：为抵消梁、拱、桁架结构在荷载作用下产生的位移（挠度），而在施工或制造时所预留的与位移方向相反的校正量。预拱度设置包含两方面的内容：1.结构物本身在设计上需要设置的结构相反的校正量。2.由于临时结构自身的影响而设置的施工预拱度。预应力混凝土桥梁的预拱度通常按如下规定设置：当预应力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时，可不设预拱度；当预应力的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时应设预拱度，其值应按该项荷载的挠度与预应力长期反拱值之差采用。对于位于竖曲线上的桥梁，应视竖曲线的凸起（或凹下）情况，适当增（或减）预拱度值，使竣工后的线性与竖曲线接近一致。可变荷载挠度虽然是临时出现的，但是随着可变荷载的移动，挠度大小逐渐变化，在最不利的荷载位置下，挠度达到最大值，一旦汽车驶离桥面，挠度就告消失。因此在桥梁设计中需要验算可变荷载挠度来体现结构的刚度特性。正确的设置预拱度对上部结构的线性控制非常重要，梁式桥上部结构各点的预拱度的设置可按照以梁跨中间点为最大值，以梁跨两端为零，按二次抛物线进行分配的原则进行设置。

支架法现浇梁式桥时，由于支架受荷载作用后将产生弹性和非弹性变形，桥梁上部结构在自重作用下也会产生挠度。为了消除施工时各种荷载对成桥线形的影响，以便获得设计上规定的线形，须在支架施工时设置一定数值的预拱度。

设置预拱度的方法，是将预制梁台座顶面作成下凹曲面。如果曲线设置得当，则梁体在自重和预应力作用下经过一段时间的变形，梁体将既不上拱也不下凹。

考虑到每个台座的循环次数较多，施加预应力后台座两端受力下压，有部分变形不易恢复，故采取在施工中将台座中央下凹5.40cm，下挠曲线形式为二次抛物线，抛物线方程为y=0.0175x2-5.40（式中x单位为m，y单位为cm）。影响梁体预拱度设置的因素较多，主要有以下几方面:(1)结构本身设计上的预拱度即由结构重力引起的梁的弹性挠度以及1/2汽车荷载(不计冲击力)引起的梁的弹性挠度δ1；(2)支架承受施工荷载引起的弹性变形δ2；(3)由于杆件接头的挤压和卸落设备的压缩而产生的非弹性变形δ3；(4)支架基础受载作用后的沉降δ4；(5)超静定结构由于混凝土收缩徐变及温度变度变化而引起的挠度δ5；(6)预应力张拉时的混凝土的龄期对预拱度的影响；(7)预应力张拉时混凝土的强度对预拱度的影响;(8)施加预应力的准确性对预拱度的影响。梁体本身预拱度设计值(1)当结构自重和汽车荷载(不计冲击力)产生的最大竖向挠度，不超过计算路径的1/1600时，可不设预拱度;超过时就应设置预拱度。(2)预拱度按照绝对预拱度方法进行设置，预拱度的设计值为按结构自重和1/2可变荷载频遇值计算的长期挠度值之和。具体公式为：预拱度=计算预拱度+(-1/2静活载效应)，其中，1/2静活载效应以向下为负。(3)对于预应力混凝土梁式桥,当预加应力产生的反拱值大于按荷载效应组合计算的长期挠度时，可不设预拱度；反之应设预拱度，其值应按该项荷载的挠度值与预加应力长期反拱值之差采用。(4)预拱度曲线方程

桥跨预拱度为沿跨径方向变化的曲线，按二次抛物线处理，取左支点(图中0点)为坐标原点，跨长为L，主梁跨中矢高为f拱，如图所示。y=4f拱x(L-x)/L2临时结构施工预拱度：(1)支架弹性变形量计算当支架为满布支架时其杆件长度为L，,弹性模量为E，压应力为σ时，可由下式计算其弹性变形值：δ2=σL/E当采用梁式支架或者组合式支架时，应按支架结构布置情况构件的选用情况，采用手算或者计算软件计算其弹性变形。在现阶段的桥梁施工中为保证支架的安全性和稳定性，一般采用通对支架进行等载预压的方式测量获得支架的弹性形量，并与计算得到弹性形量进行对比、分析，确定最终的弹性变形量取值，为预拱度的设置提是供可靠的数据支持。(2)施工支架非弹性变形量计算支架的各个组成部件之间在连接处存在一定的非弹性变形，其非弹性变形量计算难度大，一般采用等载预压的方式测量获得或者进行消除。在不具备预压条件时，也可根据施工经验按照以下数值取用：①在一般情况下，横纹木料为3mm；顺纹木料为2mm；木料与金属或木料与圬工的接缝为1~2mm；顺纹与横纹木料接缝为2.5mm。②落模设备如砂筒内砂料压缩和金属筒变形的非弹性压缩量,可根据压力的大小、砂子细度模量及简径简高确定。一般200kN压力砂筒为4mm；400kN压力砂筒为6mm；砂未预先压紧者10mm。临时结构施工预拱度：临时结构施工预拱度：(3)支架基础沉降量支架基底的沉降量，可通过现场加载试验确定或参考表估算。土质枕梁柱砂土0.5-1当柱上有极限荷载时柱的支承能力不充分利用时黏土1.5-2.00.50.5支架基底沉降量（单位：cm）预拱度观测与数据特点观测时间分别为存梁的第1、第10、第30、第60、第90、第120、第180天共7个时间点进行观测。梁体挠度值的变化有以下特点：

（1）经过80d的存梁期后，梁体的挠曲变形仍未停止，部分变形将在使用阶段完成。

（2）梁体上挠值随时间增加而减小，但上挠值的变化与时间并不成线性关系。在施加预应力初期，上挠值的变化较快，随梁体混凝土龄期的延长，上挠值的变化越来越慢。

（3）铁路桥梁的上挠值的变化要比同条件下公路桥梁的上挠值要大。一般情况下，在梁体施加完预应力后，铁路桥梁的上挠值要减少

2.5