雙控法張拉在后張預(yù)應(yīng)力T型梁施工中的應(yīng)用

摘要：預(yù)應(yīng)力T梁在當代橋梁工程中被廣泛應(yīng)用，以50mT型梁的張拉施工為例，介紹一下雙控法張拉在后張預(yù)應(yīng)力T型梁施工中的應(yīng)用技術(shù)。

關(guān)鍵詞：50mT梁預(yù)應(yīng)力 張拉 質(zhì)量 控制

0 引言

隨著現(xiàn)代橋梁建筑技術(shù)的不斷提高和發(fā)展，大跨度高預(yù)應(yīng)力砼梁得到越來越深廣的應(yīng)用，預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉施工作為后張預(yù)應(yīng)力T梁施工中的關(guān)鍵技術(shù)，對控制T梁的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。結(jié)合以往在工程施工中的經(jīng)歷，談?wù)剬﹄p控法張拉在大跨度后張預(yù)應(yīng)力T型梁施工中的應(yīng)用技術(shù)。

1 案例簡介

某座橋上部結(jié)構(gòu)為7-50m預(yù)制預(yù)應(yīng)力簡支連系T梁。預(yù)應(yīng)力體系采用5-φ15.20、7-φ15.20群錨。預(yù)應(yīng)力鋼束采用高強度低松馳鋼鉸線，標準強度為Rby=1860Mpa、彈性模量為1.95×105Mpa，公稱直徑為φj15.20mm，公稱截面積為140mm2。

2 技術(shù)要求：

2.1 根據(jù)設(shè)計要求，需配備YCW150—250張拉千斤頂二臺、ZB4-500高壓電動油泵二臺、BWV80型壓漿機一臺。上述設(shè)備均應(yīng)在法定權(quán)威機構(gòu)進行標定。

2.2 上述設(shè)備如出現(xiàn)下列情況的任何一種均需重新進行標定：

①千斤頂連續(xù)使用超過六個月；②千斤頂漏油嚴重；③油壓表指針不回零；④調(diào)換千斤頂或油壓表；⑤張拉過程中預(yù)應(yīng)力鋼絞線經(jīng)常出現(xiàn)斷絲；⑥延伸量出現(xiàn)系統(tǒng)性偏差。

2.3 所有操作人員均需經(jīng)過培訓(xùn)，且需有經(jīng)驗的工程技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)施工。

2.4 張拉施工前應(yīng)按有關(guān)規(guī)定，對預(yù)應(yīng)力錨具、夾片、鋼絞線做進場檢測，其各項指標均應(yīng)符合GB/T14370-2000、GBT5224-85、ASTMA416M-98標準要求。

3 施工要求

①預(yù)應(yīng)力施工方案須經(jīng)審批且在監(jiān)理工程師在場的前提下進行施工。②當氣溫低于+5℃或超過+35℃度時禁止施工。③預(yù)制梁的強度應(yīng)達到90%標準強度后方可張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。兩端同時張拉，錨下控制應(yīng)力為0.75R=1395MPa。④張拉前應(yīng)檢查預(yù)應(yīng)力鋼束是否在管道內(nèi)移動正常，不得漏漿。⑤預(yù)應(yīng)力張拉采用雙控法，即延伸量和張拉控制應(yīng)力。張拉時，先拉到張拉應(yīng)力20％作為測量的初始點，再拉到40%，最后拉到100％，持荷5分鐘，油表不得回油，否則應(yīng)該補張。預(yù)施應(yīng)力值以油表讀數(shù)為主，以預(yù)應(yīng)力筋伸長值做校核，按預(yù)應(yīng)力筋實際彈性模量計算的伸長值與實測值相差不應(yīng)大于±6%。張拉時，還應(yīng)檢查預(yù)應(yīng)力鋼絲，再每榀梁斷絲及滑絲數(shù)量不應(yīng)超過預(yù)應(yīng)力鋼絲總數(shù)的0.5%，并不應(yīng)處于梁體的同一側(cè)，且一束內(nèi)斷絲不得超過一絲。

4 張拉工藝

4.1 預(yù)應(yīng)力鋼絞線用應(yīng)力控制方法張拉時，采用引伸量和張拉力雙控。兩端千斤頂升降壓、畫線、測伸長、插墊等工作一起進行。千斤頂就位后，先將主油缸少許充油，使之蹬緊，讓預(yù)應(yīng)力鋼絞線繃直，在鋼絞線拉至規(guī)定的初應(yīng)力σ0時，停機量測原始空隙并畫線作標記。

4.2 鋼絞線的張拉順序綜合以下幾方面因素核算確定：其一避免張拉時構(gòu)件截面呈過大的偏心受力狀態(tài)，不使砼邊緣產(chǎn)生拉應(yīng)力；其二計算并比較分批張拉的預(yù)應(yīng)力損失值；其三是盡量減小梁體產(chǎn)生過大的上拱度，防止梁體開裂或變形嚴重。經(jīng)綜合比較，采用了兩階段傳力錨固法張拉，即T梁砼強度達90%后，在施加預(yù)應(yīng)力過程中要按照施力對稱、平衡的要求進行施工。即鋼束張拉以梁的橫向中心線為中軸，自中心向兩側(cè)進行對稱、將11束鋼絞線每根張拉控制應(yīng)力，按三級控制分別將每束拉到20%后，再進行下束張拉按上方法到20%，逐束進行。按設(shè)計要求將11束張完后再進行40%先拉到平衡施力張拉。還是按上述方法地進行下一級100%張拉。

4.3 后張法鋼絞線理論伸長值計算公式說明

后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線在張拉過程中，主要受到以下兩方面的因素影響：一是管道彎曲影響引起的摩擦力，二是管道偏差影響引起的摩擦力，導(dǎo)致鋼絞線張拉時，錨下控制應(yīng)力沿著管壁向梁跨中逐漸減小，因而每一段的鋼絞線的伸長值也是不相同的。

《公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ 041-2000)中關(guān)于預(yù)應(yīng)筋伸長值的計算按照以下公式：

式中：ΔL—各分段預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值（mm）；

Pp——各分段預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力，注意不等于各分段的起點力與終點力的平均值（N）；

L——預(yù)應(yīng)力筋的分段長度（mm）；

Ap——預(yù)應(yīng)力筋的截面面積（mm2）；

Ep——預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量（Mpa）；

P——預(yù)應(yīng)力筋張拉端的張拉力，將鋼絞線分段計算后，為每分段的起點張拉力，即為前段的終點張拉力（N）；

θ——從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和，分段后為每分段中各曲線段的切線夾角和（rad）；

x——從張拉端至計算截面的孔道長度，整個分段計算時x等于L（m）；

k——孔道每束局部偏差對摩擦的影響系數(shù)（1/m），管道彎曲及直線部分全長均應(yīng)考慮該影響；

μ——預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的磨擦系數(shù)，只在管道彎曲部分考慮該系數(shù)的影響。

從公式（1）可以看出，鋼絞線的彈性模量Ep是決定計算值的重要因素，它的取值是否正確，對計算預(yù)應(yīng)力筋伸長值的影響較大。Ep的理論值為Ep=（1.9~1.95）×105Mpa，而將鋼絞線進行檢測試驗，彈性模量則常出現(xiàn)Ep’=（1.96~2.04）×105Mpa的結(jié)果，這是由于實際的鋼絞線的直徑都偏粗，而進行試驗時并未用真實的鋼絞線面積進行計算，采用的是偏小的理論值代入公式進行計算，根據(jù)Ep可知，若Ap偏小，則得到了偏大的Ep’值，雖然Ep’并非真實值，但將其與鋼絞線理論面積相乘所計算出的ΔL卻是符合實際的，所以要按實測值Ep’進行計算。

公式（2）中的k和μ是后張法鋼絞線伸長量計算中的兩個重要的參數(shù)，這兩個值的的大小取決于多方面的因素：管道的成型方式、力筋的類型、表面特征是光滑的還是有波紋的、表面是否有銹斑，波紋管的布設(shè)是否正確，偏差大小，彎道位置及角度等等，各個因素在施工中的變動很大，還有很多是不可能預(yù)先確定的，因此，摩擦系數(shù)的大小很大程度上取決于施工的精確程度。在工程實施中，最好對孔道磨擦系數(shù)進行測定，并對施工中影響磨擦系數(shù)的方面進行認真的檢查，如波紋管的三維位置是否正確等等，以確保摩擦系數(shù)的大小基本一致。

進行分段計算時，靠近張拉端第一段的終點力即為第二段的起點力，每段的終點力與起點力的關(guān)系如下式：

Pz=Pqe-(KX+μθ)（3）

Pz——分段終點力（N）

Pq——分段的起點力（N）

θ、x、k、μ—意義同上

其他各段的起終點力可以從張拉端開始進行逐步的計算。

4.4 預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉時的控制應(yīng)力，應(yīng)以張拉時的實際伸長值與理論計算值進行校核。實際伸長值與理論伸長值相差須在±6%以內(nèi)，否則應(yīng)暫停張拉，查明原因并采取措施加以調(diào)整后，再繼續(xù)進行張拉。理論伸長值的計算及實際伸長值的量測方法：

預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉時，分級進行張拉：0→20%σk（測延伸量a）→40%σk（測延伸量b）→100%σk（測延伸量c并核對）→（持荷2分鐘，以消除夾片錨固回縮時的預(yù)應(yīng)力損失）→錨固（觀測回縮）。

實際伸長值=（b-a）+(c-b)。

按每束設(shè)計張拉力計算分級張拉中各級的壓力表讀數(shù)，并標在壓力表上，以免出錯。

按照張拉次序?qū)撌M行編號，以免出錯。

示意圖：

5 張拉注意事項及安全

5.1 張拉施工現(xiàn)場的周圍應(yīng)有明顯警告標志，嚴禁非工作人員進入，箱梁兩端設(shè)有安全防護措施，張拉千斤頂對面嚴禁站人，以防意外。

5.2 張拉操作人員，由熟悉本專業(yè)的人員參加，或經(jīng)培訓(xùn)合格后方準上崗，并有技術(shù)熟練的人員負責指揮，錨固后，嚴禁摸、踏、踩、撞擊鋼絞線或夾片以免滑絲。

5.3 工具錨：工具錨的夾片要分別存放使用。

5.4 拆卸油管時，先放松管內(nèi)油壓，以免油壓大，噴出傷人。

5.5 當千斤頂需支墊時要用三角形鐵片支墊牢固，以防支墊不穩(wěn)傾斜傷人。

5.6 后張預(yù)應(yīng)力鋼絞線斷絲、滑移限制

鋼絞線斷絲是指鋼絞線內(nèi)鋼絲的斷絲；

5.7 已張拉好而尚未壓漿的梁，嚴禁劇烈震動，以防預(yù)應(yīng)力鋼絞線裂斷而釀成重大事故。

6 封錨及起拱值控制

6.1 對應(yīng)埋置在梁體內(nèi)的錨具，壓漿后應(yīng)先將其周圍沖洗干凈并鑿毛，然后設(shè)置鋼筋網(wǎng)、澆筑封錨混凝土。封錨混凝土的標號應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。封錨混凝土必須嚴格控制梁體長度。長期外露的錨具，應(yīng)采取防銹措施。

6.2 預(yù)制混凝土Ｔ梁在孔道水泥漿強度達到設(shè)計規(guī)定后方可進行移運和吊裝，同時不應(yīng)低于梁身混凝土設(shè)計標號的75％，且不低于38ＭＰa。

6.3 控制張拉時T梁混凝土強度達到設(shè)計強度，并控制每片T梁張拉強度基本一致，保證T梁起拱度值基本一致。張拉壓漿后，在60天內(nèi)及時吊裝，并焊接橫隔板和翼緣板鋼板，澆筑濕接縫砼，使之形成整體。并在最短時間內(nèi)安排橋面板施工，控制T梁的進一步起拱及側(cè)彎。

7 結(jié)束語

鋼絞線的張拉控制技術(shù)是后張法預(yù)應(yīng)力砼梁施工中的核心技術(shù)，只有進行精確的計算、正確的操作方法和嚴格的施工工藝，才能達到較高的施工質(zhì)量。

參考文獻：

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