連續梁單端張拉應力損失補強探討

龍思明 劉春林

摘要：預應力混凝土連續梁在高鐵施工中得到大量推廣和應用，作為連續梁質量控制的關鍵，預應力施工質量尤為關鍵。因為設計或工期等特殊原因影響或變更，受張拉作業條件和空間限制，必然會遇到采用單端張拉作業的特殊情況，受應力損失增大的影響，固定端的應力一直處于未知狀態。結合神農架車站特大橋單端張拉作業，對單端張拉預應力損失進行探討，從而為類似結構橋梁單端張拉施工積累經驗。

Abstract： Prestressed concrete continuous beams have been widely promoted and applied in high-speed railway construction. As the key to continuous beam quality control， the quality of prestressed construction is particularly critical. Due to the influence or change of special reasons such as design or construction period， the tensioning operation conditions and space constraints will inevitably encounter the special situation of single-ended tensioning operation. Affected by the increased stress loss， the stress of the fixed end has been in an unknown state. Combined with the single-ended tensioning operation of the shennongjia station grand bridge， the loss of the single-ended tension prestress is discussed， so as to accumulate experience for the single-ended tension construction of similar structural bridges.

關鍵詞：連續梁;單端張拉;應力損失補強

Key words： continuous beams;one-end tension;stress loss reinforcement

中圖分類號：U445.57? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）31-0138-02

1? 工程概況

鄭萬高鐵湖北段神農架車站多線特大橋位于湖北省神農架林區新華鎮境內，神農架車站多線特大橋起止里程DK537+149.5～DK538+394.65，中心里程DK538+320，橋梁全長1245.15m，本橋為多線特大橋，全橋位于直線及1‰的下坡段。橋址區屬構造溶蝕、侵蝕剝蝕中山地貌區，地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應譜周期為0.35g。該橋受地形、國道209、礦區道路、車站布置、水文控制設計。橋臺均采用雙線矩形空心橋臺，簡支梁橋墩采用雙線圓端形空心橋墩，連續梁橋墩采用雙線圓端形實體橋墩，本橋基礎均采用1.25m、1.5m樁基礎，最大墩高30m。全橋孔跨布置為：4×32（道岔連續梁2變4）+（1-32m+1-24m+15-32m+1-24m+2×32m）（4線）+4×32（道岔連續梁4變2）+6×32（渡線道岔連續梁）+（60+100+60）m連續梁，神農架車站特大橋簡支梁全部采用支架法現澆施工，（40+56+40）m連續梁采用掛籃法施工，道岔連續梁采用支架法施工。本標段橋梁簡支箱梁采用球型鋼支座，全線簡支梁固定和縱向活動支座設于線路左側，橫向和多向活動支座設于線路右側。該橋34號墩是6×32m渡線道岔連續梁和（60+100+60）m連續梁的共用邊墩，墩頂梁縫寬度20cm，導致后合龍的100m連續梁小里程側邊跨張拉空間不足，設計院出具工作聯系單“明確后合龍連續梁改為單端張拉”。

60+100+60m連續梁采用雙向預應力混凝土變截面、變高度、單箱單室連續箱梁。二期恒載：120-140kN/m，連續箱梁采用掛籃懸臂澆筑法施工，梁面寬度12.6m，邊支點處梁面高度4.835m，邊跨預應力布置合計28束（含BB1備用束），最長束為48.365m，最短束為22.56m。

設計管道摩擦系數0.26，管道偏差系數0.003，錨口及喇叭口損失按照錨外控制應力的6%計算。通過管道摩阻和錨下應力損失測試實測，？滋=0.266，k=0.00312;錨口、喇叭口損失取4.9%。

2? 預應力控制的思路

為了確保預應力施工質量，委托中鐵咨詢橋梁工程設計研究院對100m單端張拉進行模擬計算，給定出張拉端和固定端的應力值和每束的伸長量。現場如何控制張拉端的應力及應力損失的規律如何，怎么解決才能保障預應力質量。表1：60+100+60m單端張拉控制表。

3? 預應力元件及測試

3.1 預應力元件設置

為了準確反應和測試固定端的應力，在固定端安裝應力元件（穿心式力傳感器，產品型號為JMZX-3103AT），在每預應力束安裝2個，通過選擇每束預應力其中2根進行測試，應力元件固定在錨墊板和擠壓套之間，外套PVC管，選擇進行應力測試的鋼絞線（錨墊板和約束環之間）采用PVC管進行保護，約束環處采用泡沫膠進行封堵防止進漿，確保測試的鋼絞線保持自由狀態，防止固結影響測試的準確性。

按照對應的預應力束編號，對應力元件線纜進行對應編號，防止混亂。

3.2 預應力施工

根據設計錨下張拉控制應力、摩阻及錨下應力損失報告、校頂報告計算張拉控制應力，按照設計圖紙張拉順序，由遠及近、由外向內依次進行。

根據固定端應力計算單根鋼絞線的拉力。本次選擇具有代表性的5束鋼絞線進行統計。

3.3 固定端預應力測試

委托西南交通大學采用JMZX-3006型綜合測試儀對元件線纜進行連接，單端張拉至設計值時（張拉控制應力考慮錨口、喇叭口損失4.9%），直接對固定端的應力進行測試，根據顯示數值判定，本次統計預應力固定端實測如表3。

3.4 補充張拉

現場根據JMZX-3006型綜合測試儀實時顯示數據，對張拉端進行補充張拉，直至固定端數據顯示滿足設計要求時，停止張拉并持荷5min，儀器顯示數據穩定后回油。

根據記錄張拉油表的數據，反算張拉控制應力。（表4）

3.5 應力損失探討

①設計明確的固定端控制應力比計算固定端應力小1.7-3.5%，長度在50m以內預應力張拉滿足設計要求。

②超張拉3%時，鋼絞線的張拉控制應力達到鋼絞線設計控制應力的72%，σcon≤0.75fpk，符合規范要求。

③應力損失增大的原因主要是提前穿設鋼絞線，預應力管道定位和約束環安裝位置與設計存在偏差;同時也有存在局部固結的可能。

④建議單端張拉應對設計錨下張拉控制應力進行調整，結合現場實測數據，應超張拉2-3%時，固定端的張拉力滿足設計要求。

⑤建議單端張拉時，將邊跨合龍和邊跨現澆整體澆筑，可以避免預應力管道多次接頭，有利于減小管道的定位偏差;可以節約施工時間約10d。

3.6 單端張拉施工注意事項

①預應力管道定位必須準確。

②加強波紋管的保護和管道口的封堵，防止進漿堵塞。

③做好油表和千斤頂的校驗，確保張拉設備正常。

④注意錨下控制應力和錨外控制應力區別，防止張拉應力不足。

⑤通過對管道進行壓風測試，消除管道內鋼絞線出現漏漿或固結的可能性。

⑥將備用束穿入鋼絞線，防止張拉產生意外時，通過設計檢算確認后可以進行張拉補強。

4? 結束語

本文通過60+100+60m連續梁邊跨單端張拉應力測試和控制，主要了解設計在固定端張拉應力控制要求，現場如何控制固定端張拉應力等進行分析，可為今后類似結構橋梁單端張拉預應力施工提供借鑒經驗。

參考文獻：

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[3]劉世明，劉永健，耿東升，宋瑤.現澆箱梁預應力鋼筋張拉方式影響分析[J].公路交通科技，2013（03）.