不管是先張法施工的預應力混凝土結構，還是後張法施工的預應力混凝土結構，都會向上起拱。本文談談預應力混凝土樑板的拱度控制。
摘要： 預應力混凝土結構已被逐漸廣泛地應用於工程中，而預壓力所產生的拱度正好可以抵消荷載作用下樑板所產生的撓度，顯然這對結構是有利的。然而如果拱度過大，對於橋樑工程來說，造成公路橋樑路面不平順，導致行車不順暢，產生負面效果。因此，如何控制好結構的拱度也是一個亟待解決的問題。文章主要從拱度的成因、結構的材料等幾個方面來談談對結構拱度的控制。
關鍵詞： 預應力混凝土;拱度;撓度;預應力損失
0引言
預應力混凝土結構會在施工和使用過程中產生拱度，正確認識樑上拱度形成的原因和影響因素及拱度過大對結構(主要是橋樑結構)工程所造成的不利影響，從而採取一些措施在構件製作階段設置反方向的拱度來控制樑上的拱度是很重要的一個問題。
1結構產生拱度的成因
不管是先張法施工的預應力混凝土結構，還是後張法施工的預應力混凝土結構，都會向上起拱。先張法是先張拉預應力鋼筋，後澆築混凝土的施工方法，具體做法是：在臺座或鋼模上張拉預應力鋼筋，待預應力鋼筋拉伸到預定的張拉控制應力後，將預應力鋼筋用錨具固定在臺座或鋼模上，支模、(綁紮非預應力鋼筋)、澆築混凝土，當混凝土達到設計強度的75%以上後，切斷或放鬆預應力鋼筋，預應力鋼筋在回縮時擠壓混凝土，使混凝土獲得應力。而後張法是指先澆築混凝土，後張拉鋼筋的施工方法，具體做法是：先澆築好混凝土構件，並在構件中預留孔道，待混凝土達到設計強度的75%以上後，將預應力鋼筋穿入預留的預應力孔道，利用構件本身作爲受力臺座進行張拉，在張拉預應力鋼筋的同時，使混凝土受到預壓，張拉完成以後，在張拉端用錨具將預應力鋼筋錨固，最後在孔道內灌漿，保護預應力鋼筋，並使預應力鋼筋和混凝土形成一個整體共同承受荷載。(如圖1)
一般情況下，考慮樑的拱度分兩部分來研究，一部分是樑體自重以及樑上荷載產生的撓度，另一部分是由於預壓應力使樑產生的向上的拱度，由於受拉鋼筋配置在構件的下部，這一部分的分析可以把構件看作是一個水平的偏心受壓構件(見圖2)，從工程力學的角度來講這種壓縮變形的結果會使樑體形成一個向上的拱度，兩者相互作用的效果必然會使樑形成一個向上或者向下的拱度。
2結構產生拱度的利弊
結構承受着多種形式的荷載，包括自重、附屬設施的重力、可變荷載、預應力等，其中永久荷載是一直存在的，而可變荷載只是臨時存在，這一部分荷載產生的撓度大小逐漸變化，在最不利荷載作用下撓度達到最大值，一旦這些荷載消失，撓度就將減小很多。
爲了保證結構在永久荷載和可變荷載的共同作用下，既不發生向上彎曲的變形也不發生向下彎曲的變形，這就要求在結構製作的過程中做好預拱度的.控制，預拱度的大小與荷載作用下構件的撓度大小相當，方向相反。
構件上拱度過大會發生一系列的問題：提高或者降低了結構的標高，對於橋樑結構，就需要改變墩臺頂面的標高，從而改變了原有的設計參數，對施工不利;上拱度會改變橋面鋪裝層的厚度以及均勻性，也就是說，跨中部分變薄樑端處變厚，造成某些部位恆荷載過大並且浪費材料;影響構件的預製和安裝;過大的拱度在一定程度上影響着行車的順暢性和橋樑的美觀性。當然如果能做到上拱度正好抵消荷載作用下的撓度，也就是說預應力產生的彎矩抵消消壓彎矩，這樣就既提高了構件的承載力，又解決了以上諸多問題。
消壓彎矩m0，是使構件控制截面受拉區邊緣混凝土的預壓應力抵消至零的彎矩，可以取消壓彎矩m0=σpc·w0，其中，σpc爲由預應力產生的混凝土法向預應力，w0爲換算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩。
3如何控制結構的拱度
要控制好結構的拱度必須從兩方面着手，一是做好對材料的控制，包括鋼筋、混凝土、灌漿材料，二是儘量減少結構在施工和使用過程中的預應力損失。
3.1 對鋼筋的要求預應力鋼筋中有效預應力的大小主要取決於預應力鋼筋張拉控制應力的大小。但是考慮到預應力結構在施工過程中或者使用過程中可能會出現的各種預應力的損失，要想建立較高的有效預應力必須採用高強度的鋼筋。
預應力結構的發展史也說明了這個事實。有資料顯示，早在19世紀中後期，就在混凝土樑中建立了關於預應力的試驗研究，試驗表明，由於採用的是低強度的普通鋼筋，加之各種預應力的損失以及混凝土的收縮、徐變等諸多方面的原因，預應力隨着時間的延長而喪失。
高強度鋼筋也有它的缺點，一般高強度鋼筋的塑性較弱，而預應力鋼筋多數情況下需要彎曲和轉折，在錨具和夾具中還要承受較高的局部應力，要想預應力結構滿足延性破壞和結構內應力重分佈的要求，因此並不是所有的高強度鋼筋都可以作爲預應力鋼筋，我們必須選擇具有足夠塑性性能、能滿足一定的拉斷延伸率和彎折次數的高強度鋼筋，同時良好的焊接性能、(與混凝土之間)可靠的粘結性能等都是保證鋼筋加工質量的重要條件。例如選用熱軋hpb235、hrb335、hrb400、kl400鋼筋。