智能張拉在橋梁后張施工中問題的探討

黃勇

浙江公路水運工程監理有限公司 310004

橋梁后張法預應力施工的操作方式包括人工控制張拉和智能系統控制張拉兩種；伸長量測量包括測量千斤頂外設的標尺與梁端之間的距離和測量千斤頂活塞伸長值兩種方法。目前，人工控制張拉的預應力筋伸長量既有采用測量標尺距離的方式，又有測量千斤頂活塞伸長值的方式，而智能系統控制張拉的預應力筋伸長量均采用測量千斤頂活塞伸長值的方式。以下根據后張預應力施工操作方法對預應力筋伸長量及回縮量量測方法予以說明。

一、預應力筋伸長量

（一）人工控制張拉的預應力筋伸長量測量及計算。

1、人工控制張拉的預應力筋伸長量測量可采用標尺測量法、千斤頂安裝就位并經嚴格調軸對中后，選一根綱絞線，在工具夾片外約1cm的位置安裝帶測量標尺的專用夾具。夾具如圖一所示，可采用略大于鋼絞線的短鋼管制作，鋼管上設旋緊裝置和長條形鋼板標尺，標尺與鋼管垂直焊接牢靠。

2、當張拉至初應力б0時，用鋼板尺測量標尺距梁板端面的距離L0（測線應緊挨千斤頂并與千斤頂軸線平行）。梁板端面的測量位置應作記號，后續伸長量測量均應對應此點。

3、繼續張拉至相鄰級應力б1（б0=2б0），測量標尺距梁端測量點的距離為L1。

4、當張拉至控制應力бK，須按規定持荷5min，在持荷即將終止時，測量標尺距梁端測量點距離為LK。

5、預應力筋一端的張拉伸長量L2由б0～бK行程的伸長量和0～бK行程的伸長量（相鄰級б0～б1推算）兩部分組成。

LZ=（LK-L0）+（L1-L0）-LQ

L0——張拉至初應力б0的預應力筋伸長量

L1——張拉至相鄰級應力б1（б0=2б0）的預應力筋伸長量

LK——張拉至控制應力бK的預應力筋伸長量

LQ——張拉工作段長度內預應力筋的理論伸長量

6、若預應力筋伸長量采用測量千斤頂活塞伸長值的方式時，應按智能系統控制張拉的預應力筋伸長量量測方式進行操作。

（二）智能系統控制張拉的預應力筋伸長量測量及計算

1、千斤頂安裝就位后，選一根鋼絞線，在工具夾片外約1cm的位置安裝帶測量標尺的專用夾具。

2、當張拉至初應力б0時，系統自動測量并記錄預應力筋伸長量L0。在持荷期間，用鋼板尺測量標尺距工具錨墊板端面的距離L0（見示意圖）。錨墊板端面的測量位置應作記號，后續的內縮量測量遠離應對應此點。

3、繼續張拉至相鄰級應力б1（б1=2б0），系統自動測量并記錄預應力筋伸長量L1。在持荷期間，用鋼板尺測量標尺距工具錨墊板端面的距離L1。

4、當張拉至控制應力бK并持荷5min后，系統自動測量并記錄預應力筋伸長量LK。在持荷即將終止時，用鋼板尺測量標尺距工具錨墊板端面的距離LK。

5、預應力筋伸長量計算應考慮張拉過程中工具錨的鋼絞線內縮值。

（1）從初應力б0張拉至相鄰級應力б1時工具錨的鋼絞線內縮值NS1為：

NS1=（L0-L1）

（2）從初應力б0張拉至控制應力бK時工具錨的鋼絞線內縮值NS2為：

NS2=（L0-LK）

（3）張拉過程中的工具錨的鋼絞線名義內縮值NS為：NS=（NS1+ NS2）

式中：L0——張拉至初應力б0時的鋼絞線內縮測量初始值

L1——張拉至相令級應力б1（б1=2б0）時的鋼絞線內縮測量值

LK——張拉至控制應力бK時的鋼絞線內縮測量值

6預應力筋一端的張拉伸長量LZ由б0～бK行程的伸長量（需扣除內縮值）和0-б0行程的伸長量（相鄰級б0～б1推算。并扣除內縮值）兩部分組成。

LZ=[（LK-L0）-（L0-LK）]+[（L1-L0）-（L0-L1）]-LQ

=（LK-L0）+（L1-L0）+（NS2+ NS1）-LQ

=（LK+L1-2L0）-NS-LQ

7、當使用同一類工具錨時，可將前3片預制梁板的各孔預應力筋或現澆梁的前5孔預應力筋名義內縮值的平均值NS作為后續預應力張拉施工計算的固定數值，在計算程序中予以設定，可不再逐束進行現場實測，但應定期復核。預應力筋一端的張拉伸長量LZ為：

LZ=（LK+L1-2L0）-NS-LQ

（三）伸長量偏差計算。

1、復核理倫伸長量LL，核對張拉工作段長度內鋼絞線的伸長量LQ，若在千斤頂與限位板間加墊錨墊板，則工作段長度應計入加墊的錨墊板厚度。

2、伸長量偏差=（LZ-LL）/ LL。伸長量偏差應在±6%之內，否則應暫停施工，查找原因。

二、預應力筋回縮量（含錨具變形）測量及計算

（一）人工控制張拉的預應力筋回縮量測量。

當張拉至бK、5min持荷及伸長量測量完成后，回油至初應力、測量標尺距梁端測量點的距離LN。

（二）智能系統張拉的預應力筋回縮量測量。

施工前設定智能系統的張拉程序，在千斤頂張拉至бK、5min持荷及伸長量自動測量完成后，增加一個步驟，即回油至初應力時持荷，由系統自動測量錨固后的剩余伸長量LN，然后按原步驟完成張拉工作。

（三）預應力筋回縮量計算。

預應力筋回縮量SH為：

SH=（LK-LN）-（1-б0/бK）LQ

式中：（1-б0/бK）LQ——指б0～бK行程的千斤頂工作段長度的鋼絞線伸長量

預應力筋回縮量SH應不大于6mm，否則應暫停施工，查找原因。

三、其它事頂

1、預應力筋伸長量測量試、理論伸長量、千斤頂工作段長度的伸長量計算值（一端）、伸長量偏差計算公式、預應力筋回縮量計算公式等信息應填寫在張拉記錄表中，以利于復核計算。采用智能張拉系統施工（或人工測量活塞伸長值）時，張拉記錄中還應注明張拉時工具錨錨固過程中鋼絞線的內縮值NS。

2、對于多行程張拉，倒頂時的中間行程的數據需完整檢測、記錄并計算。

3、張拉施工初期，應比較各孔預應力筋在初應力至相鄰級應力區間的伸長量數值，當變異性較大時，可適當提高初應力值。

4、張拉施工方案應包括各階段工作內容，計算書中的張拉計算步驟應清晰、完整。

5、采用智能系統張拉前應檢查活塞上的位移傳感器是否牢固，張拉過程應定期校核位移傳感器與實測值之間的偏差。偏差量不合格時，應修理或更換位移傳感器。

6、關于張拉設備中錨具及限位板之間的配套問題應引起相關施工人員的重視。按照規定限位板和錨具必須配套使用，因為夾片在張拉前后外露量與限位板的限位槽深度有嚴格要求，如果該槽深度大于夾片外露量過多，將使得夾片過早合擾，造成張拉應力損失過大，以致張拉伸長量與理論伸長量偏差過大。反之，如果該槽深度大于夾片外露量，則會使得夾片無預緊力，不利于夾片與鋼鉸線同步縮，可能增大鋼絞線回縮量。

（四）、針對本項目智能張拉設備在應用中存在的一些問題探討

本項目采用的是廣西柳州黔橋工程材料有限公司生產的YCW2508B型號張拉設備，經過分析其計算過程與計算結果后得出結論，該儀器計算的最終鋼絞線伸長量，已經扣除了本文中提到的所有內縮量（梁體內鋼絞線及千斤頂內鋼絞線內縮量）。但是經過本文前面分析及“公路橋涵施工規范”規定，梁體內鋼絞線內縮量是不能減去。

經與廠家溝通得知他們技術人員在設計軟件時并未按照公路行業標準進行設計，而且在計算理論伸長量時也只是采用簡化公式計算，所以計算結果與使用“橋規”計算結果存在差別。

鑒于以上情況，本項目在實施過程中只是利用了該設備測量的各項實測數據，最終伸長量是通過自編計算機程序進行重新計算。經過150片梁板試驗后，證明采用該方法得到的結果與理論計算值比較，偏差在±6%以內。符合規范要求。

參考文獻：

（1）《公路橋涵施工技術規范—JTG/TF50-2011》；

（2）《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋梁設計規范》；