“雙控”法張拉在懸臂連續梁施工中的應用

湯懷凱

預應力筋張拉中的“雙控”技術是指預應力筋張拉以張拉控制應力為主，并以鋼絞線伸長值進行校核，實際伸長值與理論伸長值的差值應符合設計要求。實施“雙控”技術的目的是切實加強預應力筋張拉作業中的技術安全保證措施，使其科學化、標準化和程序化，提高預加應力的準確性、可靠性和可操作性，保證預應力混凝土橋梁的施工質量。本文結合工程實例介紹懸臂連續梁預應力筋張拉中的應力控制和伸長值控制技術，并給出理論伸長值的準確、實用計算方法。

1 預應力筋張拉應力控制

1.1 錨下控制應力σk和設計張拉力Pk

《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范》要求，構件預加應力時，預應力筋在構件端部(錨下)的控制應力σk≤0.75fpk。其中，fpk為鋼絞線抗拉強度標準。預應力筋的設計張拉力按下式計算:Pk=σk×n×Ay。其中，n為預應力筋的股數或根數;Ay為單股或單根預應力筋面積，mm2。

1.2 張拉程序和張拉順序

對于后張法預應力筋張拉(以鋼絞線為例)，當采用低松弛預應力筋張拉時，其張拉程序為:0→0.1σk(做測量標記)→0.2σk(量測伸長量)→0.2σk(量測伸長量并持荷 2 min)→回油(測錨固回縮量)→卸頂。

1.3 張拉應力控制

預應力張拉應嚴格按照張拉程序和張拉順序從兩端同時進行，其張拉應力控制依據表1進行。

表1 預應力筋張拉應力控制

2 預應力筋伸長值控制

2.1 理論伸長值計算

預應力筋的理論伸長值可按下式計算:

2.2 實測伸長值

其中，ΔL1為從零至初張拉時的推算伸長值;ΔL2為從初張拉至控制應力時的實測伸長值。

2.3 伸長值校核與判斷

采用應力控制方法張拉預應力筋時，應以伸長值進行校核，實際伸長值與理論伸長值的差值應符合設計要求 W。若設計無明確規定，則實際伸長值與理論伸長值的差值應控制在6%以內，即:

或(1-6%)ΔL理≤ΔL實≤(1+6%)ΔL理。

如果校核不滿足上式，應暫停張拉，待查明原因采取措施后，方可繼續張拉。若符合上述校核要求，則表明采用應力控制方法張拉預應力筋時，應力控制是準確可靠的。

3 工程實例

3.1 鋼束張拉應力控制

1)錨下控制應力 Rk和設計張拉力Pk。鋼束采用1×7-15.2-1 860-GB/15224-2003預應力鋼絞線，0號塊分7股一束和16股一束兩種，每股鋼絞線截面面積 Ay=140 mm2，標準強度 fpy=1 860 MPa，彈性模量 Ep=195GPa。經抽樣送驗，各項技術指標均符合GB 5224-85的規定。0號塊 T1鋼束錨下控制應力采用 σk=1 302 MPa≤0.75fpy=1 395 MPa，符合《橋規》的規定。鋼束設計張拉力Pk計算見表2。

表2 鋼束設計張拉力 Pk計算表

2)張拉程序和張拉順序。按照《橋規》規定的張拉程序為:0→0.1σk(做測量標記)→0.2σk(量測伸長量)→σk(量測伸長量并持荷2 min)→回油(測錨固回縮量)→卸頂。鋼束張拉順序嚴格按照設計要求的先后順序進行。

表3 張拉機具配套校驗情況

3)張拉機具的校驗。縱向預應力張拉采用兩端同時對稱張拉。千斤頂和壓力表配套，張拉之前進行校驗，并確定了張拉力與壓力表讀數之間的關系曲線見表3。

4)張拉應力控制。鋼束張拉應嚴格按照張拉程序和張拉順序從兩端同時進行。

3.2 鋼束伸長值控制

以652號墩0號塊腹板束張拉為例，其理論伸長值計算結果和實測伸長值分別見表4和表5。

表4 鋼束張拉理論伸長值計算結果

表5 主梁鋼束實測伸長值結果

由于本橋規定，采用實際伸長值與理論伸長值差控制在6%以內的標準校核。通過0號塊8組鋼束應力控制張拉時的伸長值與理論伸長值比較，全部在允許范圍以內。故評判:0號塊建立的預應力是準確可靠的，均符合設計要求。

4 結語

1)確定錨下控制應力。設計有明確規定，它是確定設計張拉力的依據;按張拉程序張拉，根據預應力筋的類型，按照《橋規》規定，一般采取兩端同時對稱張拉;減小預應力損失，提高預應力筋的有效預應力;2)校驗張拉機具。它是決定預應力筋在張拉過程中應力控制準確性和可靠性的重要保證措施，是“雙控”技術——應力控制的核心環節;3)計算預應力筋理論伸長值。它是校核實測伸長值是否在允許范圍的依據，也是“雙控”技術——伸長值控制的關鍵內容。

工程實踐表明，采用筆者提出的方法控制預應力筋的應力和伸長值理想，主梁變形良好。

[1] TB 10002.1～TB10002.5-2005，鐵路橋涵設計規范[S].

[2] TB 10002.3-2005，鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范[S].

[3] 鐵建設[2005]160號，鐵路混凝土工程施工質量驗收暫行標準[S].

[4] TZ 210-71，鐵路混凝土工程施工技術指南[S].