后張法預應力混凝土梁單端張拉施工工藝及質量控制措施

楊學鵬

（中鐵七局集團鄭州工程有限公司，河南 焦作 454150）

后張法預應力混凝土梁單端張拉施工工藝及質量控制措施

楊學鵬

（中鐵七局集團鄭州工程有限公司，河南 焦作 454150）

后張法預應力混凝土梁多采用兩端同步的方式進行張拉，但由于結構設計或施工條件限制，縱向預應力也需采用單端張拉。單端張拉與兩端同步張拉預應力損失不同，且固定端需采用P錨方式，與兩端張拉有一定區別。本文結合鄭焦城際鐵路跨南水北調大橋現澆簡支梁的施工情況，簡單介紹了預應力混凝土梁單端張拉施工的措施及注意事項。

單端張拉；摩阻試驗；P錨固定

1 工程概況

鄭焦城際鐵路為新建鄭州至焦作的城際鐵路，設計時速250km，正線采用雙線，線間距4.6米。跨南水北調大橋位于焦作市區東恩村附近，線路于DK73+520處跨越南水北調倒虹吸，線路與倒虹吸軸線夾角約29度。孔跨形式為4-32m+48m+72m＋72m+48m+1-32m。其中所有墩身、橋臺及采用掛籃形式的（48m＋72m＋72m+48m）連續梁已施工完成。原設計簡支梁為梁場預制架設，由于新月改建線南水北調大橋已開通運營，第4、9孔梁若采用架橋機預制梁則侵入鐵路安全界限，因此報請設計院第4、9孔梁由預制架設改為現澆法施工。

現澆簡支箱梁為等截面等高度單箱單室箱梁，箱梁底板箱寬5.3m，橋面板寬12.2m，箱梁中心梁高為2.686m，腹板厚為45cm至100cm，底板厚由跨中的28cm至端部的60cm，頂板厚為33.6cm至58.6cm。箱梁總長為32.6m，設計為C50混凝土，方量為286方，采用單向（縱向）預應力體系，參照梁場預制梁圖紙。由于連續梁已施工完成，第4、9孔梁若采用雙端張拉則無工作空間，高位預制安全風險過大，側位預制頂進緊鄰既有線，經設計院變更預應力系統改為單端張拉方式，并按照設計聯系單施工。

2 預應力項目概況及工藝流程

梁體采用在原位搭設碗扣式滿堂支架一次澆筑成型，其具體方案在此不作贅述。預應力系統固定端布置在靠近連續梁側，由于空間限制，在制作鋼絞線時，下料長度要精確計算，以免鋼絞線過長安裝困難。待鋼絞線全部穿束完成后，安裝錨固端，布置箱梁內模板，綁扎頂面鋼筋澆筑混凝土。待混凝土強度達到設計值后分別進行預張拉、初張拉、終張拉。最后進行壓漿、封錨。由于第4孔梁需要做管道摩阻試驗，因此必須待混凝土達到設計強度的100%且彈性模量達到要求后方可進行張拉。

3 P錨錨固

預應力筋采用1×7-15.2-1860-GB/T5224-2005預應力鋼絞線，抗拉強度標準值fptk=1 860MPa，彈性模量Ep=195GPa。預應力孔道采用內徑為90mm的鍍鋅金屬波紋管成孔。張拉端與兩端張拉相同，在此不再敘述。固定端自鋼絞線后依次是約束環、螺旋筋、固定錨板、擠壓套頭。錨固端外露鋼絞線不宜過長，以免造成不必要的預應力損失過大。擠壓套頭采用YCW-20t千斤頂，鋼絞線端頭需打磨圓滑后方可進行擠壓作業，擠壓套頭后鋼絞線外露長度不得小于20mm，保證鋼絞線錨固牢固。在P錨安裝時，擠壓套頭必須緊貼固定錨板，螺旋筋靠緊固定錨板，出漿孔采用內徑不小于20mm的帶鋼絲塑料管，深入約束環內至少10cm，約束環與與鋼絞線間空隙采用吸水黑心棉塞緊，以防澆筑混凝土時進漿堵塞孔道。依據設計聯系單在N5、N7、N2b束預應力筋錨固端安裝測力傳感器，用來做管道摩阻試驗及張拉時測量固定端力值。

4 孔道摩阻試驗

在澆筑完混凝土，待強度及彈性模量達到設計值后，對孔道進行管道摩阻試驗。由于在張拉時，預應力筋與周圍孔道接觸、摩擦引起摩擦損失，此項損失被稱為管道偏差影響摩擦損失，即偏差系數k，主要與預應力筋的長度、孔道的施工質量及孔道的材料有關。另外預應力筋在彎道部分還因管道彎曲、張拉時預應力筋對孔道內壁的徑向垂直擠壓力所引起的摩擦損失，此項損失被稱為彎道影響的摩擦損失，即摩擦系數μ，其值較大，并隨預應力筋彎曲角度之和的增加而增加。雖然設計圖紙已給出偏差系數k和摩擦系數μ的參考值，為了設計力值理想的施加給梁體預應力系統，在梁體進行張拉之前，應進行管道摩阻試驗，確定現場實際的孔道偏差系數k和摩擦系數μ。設張拉端傳感器測力值為Fz，錨固端傳感器測力值為Fb，此管道長度為l, θ為管道全長的總曲線包角，Fb=Fze-(μθ+kl)。

最大加載力值Fzmax為試驗張拉力值的80%，分十級加載至Fzmax，并測出每級荷載下對應的Fb，通過計算得出孔道偏差系數k和摩擦系數μ的平均值作為試驗結果。錨口及喇叭口摩阻試驗需委外進行，在標準試件上得出錨口及喇叭口的摩阻，與設計錨口預應力損失比較，誤差在工程允許6%之內，則在正式張拉時按照設計參數進行張拉力與預應力筋伸長量進行校核。若不在誤差允許范圍內，需上報設計院回復后方可進行下一步施工。

5 單端張拉預應力施工注意事項

5.1 預應力孔道在安裝時，嚴格按照圖紙所給坐標進行，誤差不超過規范要求。管道定位網片直線段不超過80cm，曲線段不超過40cm。因為若孔道定位較少，管道在澆筑混凝土時錯動造成孔道摩擦增大，預應力筋伸長量較小，影響梁體性能。

5.2 在預應力筋固定端預埋測力傳感器之前，檢查測力傳感器的性能是否良好，并保護好測力接頭，防止固定端測不出數據，無法了解張拉效果。

5.3 預應力固定端約束環處需密封良好，防止澆筑混凝土時進漿，造成預應力孔道堵塞，預應力筋伸長量過小，且無法壓漿，影響梁體性能。

6 結束語

后張法預應力混凝土梁單端張拉雖然不宜采用，但在空間條件受限制的情況仍然適用，并且其與兩端張拉有些不同，只要重視單端張拉的注意事項，并且按照規范一步步去施工，也可以很好地完成預應力的施工，保證工程質量。

TU378

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1003-5168(2014)03-0029-01