淺談橋梁超長預應力張拉控制窗體頂端

張一國

（中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610000）

1 工程概況

鄭州市三環路快速化工程是鄭州市交通暢通工程的關鍵性項目，是實現現代鄭州市交通快速化建設的一項重要任務，對緩解城區主干道交通壓力、合理分布交通流量具有極其重要的作用。隴海路互通立交是鄭州市三環路快速化工程中的標志性工程，為三層全互通立交橋。該項目的突出特點是工程量大，工期緊，施工難度高，質量要求嚴。

本文主要對施工區段內隴海路主線箱梁的超長預應力張拉技術進行探討和總結。隴海路主線高架橋箱梁施工區段為：K-1+479.9～K-1+994.862、K0+000～K0+065.84，全長580.802m，現澆混凝土箱梁6 聯。此以隴海路第六聯（即LZ06聯）箱梁為例簡要說明。

LZ06 聯箱梁采用現澆混凝土預應力箱梁，跨度為131.68m，梁寬25.3m，梁體為單箱四室斷面，梁底為二次拋物線型漸變，梁底高從2m 漸變到3.5m，拋物線方程為y=（1500/287602）x2+2000

2 張拉方案及材料選定

由于LZ06 聯箱梁跨度大，主要依靠預應力鋼束作為承受混凝土連續梁結構中承受主要荷載的構件，該聯箱梁長度遠大于25m，宜采用兩端張拉的方法。該聯箱梁預應力鋼絞線采用高強低松弛鋼絞線，直徑為ФS15.20mm，截面面積Ag=139mm2，彈性模量Eg=1.95×105Mpa（實際試驗所得數據平均值為Eg=1.97x105Mpa,理論伸長值按照實際彈性模量計算），標準抗拉強度fpk=1860Mpa；錨具采用OVM15-7、OVM15-9、OVM15-12、OVM15-15、OVM15-17、OVM15-19四種形式，千斤頂選用YCW260KN 型、YCW2500KN 型、YCW3000KN 型和YCW4000KN 型。

3 腹板束張拉力計算

(1)錨下控制應力

бk=0.75 fpk=1860Mpa=1395Mpa，

(2)單根鋼絞線張拉力

Nk=0.75 fpk×Ag=0.75×1860Mpa×Ag=1395×139=193.905KN

(3)12 束時的控制力

193.905 ×12 =2326.86KN

4 頂底板、橫梁束張拉力計算

(1)錨下控制應力

бk=0.70×fpk=0.70×1860Mpa=1302Mpa，

(2)單根鋼絞線張拉力

Nk=0.70fpk×Ag=0.75×1860Mpa×Ag=1302×139=180.978KN

(3)頂板、底板鋼絞線9 束時的控制力

180.978 ×9 =1628.802KN

(4)橫梁鋼絞線17 束時的控制力

180.978 ×17 =3076.626KN

5 伸長量計算

在對伸長量進行計算的過程當中，具體的操作步驟應如下進行。首先第一步需要對預應力束張拉進行要求，需要注意的是這一步應該按照圖紙的總說明來進行。具體的操作步驟應該是將所有鋼絞線尾端都切成一個平面，然后需要對這個平面進行顏色標注。在選用顏色的過程當中，需要注意，要選擇跟鋼絞線顏色差別比較大的顏色來進行，方便后續進行區別。在進行伸長量的測量過程當中，我們測量的距離應該是我們在前面進行標注的平面到錨墊板之間的距離。如果在對距離進行測量的過程當中使用了油缸的伸長量，那么這種測量出來的距離是錯誤的。在進行錨塞回收量的測量過程當中，測量方法類似。測量的距離同樣是用顏色標注的平面到錨墊板之間的距離。測量完這個距離以后，需要利用千斤頂將其進行回頂，然后再將平面和錨墊板之間的距離測量一次。將前后兩次測量的距離進行相減就是我們在本次過程當中所測量到的錨塞回縮值。在進行預應力張拉技術的控制過程當中，對伸長量的計算是一個極為重要的環節。在上面的一小段當中我們簡要的闡述了對于伸長量的簡要計算方法，在真正的進行伸長量的計算過程當中，需要通過一些公式來進行計算，在進行計算的過程當中應該按照上述我們所說的計算方法一步一步的進行，最后在實際計算過程當中具體的一些公式以及相關說明如下所示：

ΔL=ΔL1+ΔL2

ΔL1：從10%張拉力到100%的伸長量

ΔL2： 20%張拉力時的伸長量-10%張拉力時的伸長量

最后的伸長量為兩個千斤頂伸長量相加之和。

①、裝好兩千斤頂后，同時張拉到10%的應力，量取伸長值L1

②、繼續張拉到20%的力，量取伸長值L2

③、續張拉到50%的力，量取伸長值L3，回頂續張拉到50%的力，量取伸長值L3-1，50%回頂過程只適用于千斤頂行程不足時，若張拉時千斤頂行程足夠則不需此步驟。

④、繼續張拉到100%的力，量取伸長值L4

⑤、ΔL2=L2-L1

ΔL1=L4+L3-L3-1-L1

ΔL=ΔL1+ΔL2

6 設計伸長量

設計伸長量見表1。

表1 設計伸長量 單位：mm

7 理論伸長值計算

理論伸長值△L＝P{[1-e-（kx+μθ）]/(kx+μθ)}*L/（Ag*Eg）

式中：P-----預應力鋼筋的張拉力(N)

L-----鋼絞線有效長度(cm)

Ag----鋼絞線總面積(mm2)

Eg----鋼絞線彈性模量1.97x105(Mpa)

x-----從張拉端至計算截面的孔道長度（m）

θ---從張拉端至計算截面曲線孔部分切線的夾角之和(rad)

k----孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數，取0.0015

μ---預應力筋與孔道壁的摩擦系數，取0.17

8 張拉質量控制措施

8.1 預應力張拉時間

預應力張拉時間必須以下2 個條件：

(1)箱梁砼強度必須不小于28 天設計強度的90%；

(2)張拉時箱梁砼彈性模量不低于28 天砼彈性模量的90% 。

8.2 質量控制措施及施工注意事項

(1) 為了能夠保證橋梁的質量，在進行張拉的過程當中，為了確保建筑不會受到損傷，在張拉時應該采用張拉力和伸長量系雙控。需要注意的是在張拉的過程當中，應該以張拉力為主，并且要對其進行校核，在校核的過程當中應該以伸長量為標準。在進行治療的過程當中當實際的張拉力，當我們在進行設計的時候在張拉力的時候，我們應該是用實際的伸長量來進行量取。

(2)張拉機具與錨具應配套使用。

(a)張拉過程中,預應力筋經常出現斷絲時。

(b)千斤頂漏油嚴重時。

(c)油壓表指針不回表時。

(d)調換千斤頂油壓表時。

(e)壓力表受到碰撞后或油泵傾覆過。

(3)對預應力鋼絞線施加壓力之前，必須完成或檢驗以下工作：

(a)現場應具備批準的張拉程序和現場施工說明書。

(b)現場已有具備預應力施工和正確操作知識的施工人員。

(c)錨具安裝正確，砼已達到設計要求的強度。

(d)施工現場已具備確保全體操作人員和設備安全必要的預防措施。

(e)實施張拉時，應使千斤頂的張拉力的作用線與預應力鋼絞線的軸線重合一致。

(4)預應力施加時要均勻、對稱、勻速緩慢，使混凝土的應變均勻而緩慢，防止應力集中而出現端部混凝土被拉裂。

(5)所有預應力張拉過程中均應現場認真填寫施工原始記錄。

(6)預應力鋼束張拉后，應在距錨頭3cm 處切割，切割采用手持式砂輪機，嚴禁采用電弧、氧炔焰切割。

9 結束語

預應力張拉是箱梁施工中非常重要的工序，采用合理、科學的施工方法尤為重要，嚴格執行各道施工工序的過程控制，確保預應力張拉施工質量。總而言之，在進行橋梁預應力施工的過程當中，對鋼絞線的張拉技術似乎施工環節的重要技術。也是施工團隊在進行橋梁預應力施工過程當中，比較難以實施的一個工作。在進行施工的過程當中，要想有效的保證鋼絞繩的質量可以達到相關的標準，一定要對張拉技術進行嚴格的把控。在本篇文章當中，我們結合了鄭州市西三環的一處預應力張拉施工的具體情況出發，從張拉力的方案及材料的選定以及腹板束張拉力等多個方面進行考慮，從而確保預應力張拉施工的質量可以達到標準。最后希望通過本篇文章的講訴，可以幫助施工團隊做好對橋梁施工過程當中預應力張拉控制的工作。