淺談后張法鐵路T梁預應力施工

李建偉

摘 要：后張法預應力鐵路簡支T梁在當代鐵路建設中得到廣泛應用。預應力施工是T梁預制的核心部分，文章主要闡述了預應力計算、校核、預應力施工操作要點以及應注意事項。

關鍵詞：鐵路T梁；預應力計算；施工工藝

預應力張拉施工作為T梁施工中的核心技術，其施工質量的好壞將直接影響到T梁結構的抗裂性、可靠性，甚至影響到橋梁結構的使用安全性，對橋梁的質量起著至關重要的作用。因此預應力張拉施工要在預應力鋼束隱蔽之前進行嚴格的質量控制。因此必須進行精確的計算、正確的操作方法和嚴格的施工工藝。

1 預應力施工操作要點

《客貨共線鐵路預制后張法簡支T梁（角鋼支架方案）》通橋圖紙所設計的后張法鐵路T梁，張拉錨固體系采用自錨式拉絲體系，錨具采用夾片式錨具二次張拉工藝。現根據此設計進行如下施工操作。

1.1 鋼絞線制束

備料：領取經復驗合格的鋼絞線，運至制束場地，立放在地上。在制束場地上設置放線框架和擺放槽鋼，放線架主要起約束作用，并在槽鋼內作出準確的下料長度標記。

下料截斷：鋼絞線拉到規定長度，在切割口兩側各30mm處先用鐵絲綁扎，用砂輪切割鋸切斷，嚴禁使用電切割和氣切割，以免損傷鋼絞線。

鋼絞線的下料長度可按下式計算，并通過試用后進行修正：

L=L1+2L2+2L3+2L4

式中：

L—鋼絞線下料長度（mm）；

L1—管道長度（mm）；

L2—錨板厚度；

L3—千斤頂工作長度（油頂高度+限位板的有效高度）；

L4—長度富余量，可取100mm。

編束：按每束規定根數和長度，用22號鐵線編扎，兩頭距端頭5～10cm處用兩根鐵線綁扎。其余每隔2.0m綁扎一道，使編扎成束順直不扭轉。成束后，以直線狀態按梁跨分類存放于墊木上。搬運時，各支點距離不得大于3m，端懸長度不得大于1.0m。

1.2 千斤頂的校正

㈠千斤頂標定要求：

有效期不得超過一個月，在張拉作業前必須經過校正，確定其校正系數。除此之外，千斤頂在下列情況下還必須重新進行校正：

已張拉作業達200次。

千斤頂使用過程中出現異常現象時

千斤頂經過拆修之后。

㈡千斤頂的校正方法：

千斤頂與已校正過的油壓表配套編號。千斤頂、油壓表、油泵安裝好后，試壓三次，每次加壓至最大使用壓力的110%，加壓后維持5min，其壓力下降不超過3%，即可進行正式校正工作。

頂壓機（壓力環）校正法：將千斤頂放在壓力機（壓力環）上，開動油泵，使千斤頂頂壓試驗機（壓力環），測讀千斤頂或油泵上油表讀數（精度0.40級標準油表）及相應壓力機的標示讀數，重復三次，取其平均值。校正系數計算公式如下：

注：校正千斤頂用的壓力機（壓力環）必須在有效期限內，效驗有效期為一年。

千斤頂校正系數K大于1.0且小于1.05時，則按實際數采用；如校正系數大于1.05或小于1.0時，則該千斤頂不得使用，應重新檢修并校正。

1.3 預應力張拉條件

㈠初張拉：

當梁體混凝土強度達到設計強度30+3.5Mpa，拆除模板后，方可進行初張拉。初張拉后梁體方可吊離臺座。張拉數量、位置及張拉值應符合設計要求。

㈡終張拉：

張拉前實施混凝土強度、彈性模量、混凝土齡期“三控” ：即張拉前梁體混凝土強度及彈性模量均應達到設計要求，且齡期不少于14d。T梁終張拉的混凝土強度應達到58.5 MPa（即：55MPa+3.5MPa），混凝土彈性模量Ep應達到36GPa后方可進行。

104 預應力張拉程序

初張拉：0→初應力0.2σk（測油缸外露δ油鋼初與夾片外露δ夾片初）→張拉至初張拉設計要求的控制應力（測油缸外露δ油鋼K與夾片外露δ夾片K）→回油、錨固。

終張拉：0→初應力0.2σk（測油缸外露δ油鋼初與夾片外露δ夾片初）→1.0σk（測油缸外露δ油鋼K與夾片外露δ夾片K、持荷2min）→2-3Mpa時測油缸外露長度→回油、錨固。

經初張拉過的鋼絞線張拉：0→初張拉控制應力（測油缸外露δ油鋼初與夾片外露δ夾片初）→l.0σk（測油缸外露δ油鋼K與夾片外露δ夾片K、持荷2min）→2-3Mpa時測油缸外露長度→回油、錨固。

實際施工伸長值=（δ油鋼K+δ夾片K-δ油鋼初-δ夾片初）。如果實測伸長值與理論伸長值之差超出±6%，須查明原因，重新進行張拉。

2 預應力計算及校核

2.1 計算公式及參數依據

2.1.1 計算依據

根據《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T F50-2011）

式中：

△L—理論伸長值（mm）

—預應力張拉端控制應力（MPa）

X——從張拉端至計算截面的孔道長度（m）

K——孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數

θ——從張拉端至計算截面得曲線孔道部分切線的夾角之和（rad）

u——預應力筋與孔道壁的摩擦系數

PP——預應力筋的平均張拉力（N）

P——預應力筋張拉端的張拉力（N）

L——預應力筋的長度（mm）；

AP——預應力筋的截面面積（mm2）；

EP——預應力筋的彈性模量（MPa）。

2.1.3 計算參數

設計采用標準強度fpk=1860MPa的低松弛高強度鋼絞線，公稱直徑15.2mm，公稱面積AP=140mm2，彈性模量EP=1.95×105Mpa，實測孔道摩擦系數μ=0.6013，k=0.00258；實測15-7錨具的錨口與喇叭口摩阻損失合計為7.74%，實測15-13錨具的錨口與喇叭口摩阻損失合計為7.09%。

設計張拉控制應力為：

2.2 張拉理論伸長值計算

以32m曲線T梁張拉計算為例，

鋼絞線為曲線計算，彈性模量采取實測值計算，按T梁場實測情況彈性模量采取五種彈性模量 EP=1.92×105Mpa；EP=1.93×105Mpa；EP=1.94×105Mpa；EP=1.95×105Mpa；EP=1.96×105Mpa；分別計算

先按圖紙計算1/2片梁的張拉理論伸長值，分三段計算，AB、BC、CD段，其中AB和CD段為直線段，BC段為曲線段，工作長度（千斤頂內長度）按1.2m計算（每端取0.6m），工作長度按先張法計算；

孔道長=（AB+BC+CD）*2；總長=孔道長+工作長度；合計伸長值（鋼束總伸長值）=（AB+BC+CD）*2+工作長度伸長值；

采用伸長值量測的方法：取20%--100%的伸長值，即取總伸長值的80%， 80%伸長值=合計伸長值*80%，80%伸長值在T梁張拉記錄中即終張理論伸長值；

伸長值為計算中的35%伸長值=合計伸長值*35%，35%伸長值為T梁張拉中初張理論伸長值。

3 質量控制事項

3.1 應力應變

σcon控制準確，ΔL在允許范圍，兩端同步、兩側同時。夾片：單端回縮量在6mm以內，外露量2～3mm，錯牙量≤1mm。

24h后的滑斷絲數不超過鋼絞線總數的0.5%，且一束內斷絲不得超過1根，割斷后保留長度30～40mm，且滿足保護層厚度35mm。終張拉后24h內，每端鋼絞線回縮量不小于1mm。

3.2 預應力瞬時損失測試

預制梁試生產時，對兩片梁體進行各種預應力瞬時損失測試，管道摩阻、喇叭口摩阻、夾片回縮，確定預應力損失，必要時由設計方對張拉控制應力進行調整，正常生產后每100件進行一次損失測試。

4 結論

在施工過程中，須加強組織管理控制，制定切實可行的質量管理措施，按設計要求和施工規范進行操作，正確采取科學合理的施工方法、嚴把各道工序的質量關，是可以控制在規范要求的范圍之內。

預應力施工作為T梁預制的核心技術、關鍵項點，其直接決定了橋梁的使用性能和運營安全。規范的、科學的、合理的預應力施工方法能夠使后張法鐵路T梁質量得以保證。通過剖析和防治張拉工序中的質量問題，作好張拉工序的質量控制工作，在施工中具有不可替代的重要意義。

參考文獻

[1]TB/T3043-2005《預制后張法預應力混凝土鐵路橋簡支T梁技術條件》

[2]通橋（2005）2201-I《時速200公里客貨共線鐵路預制后張法簡支T梁跨度32m》