后張法預應力混凝土連續箱梁張拉施工要點

董磊

（安徽三建工程有限公司，安徽 合肥 230001）

1 工程概況

某城市快速路主線橋，橋長485.50 m，橋寬18.20 m，最大橋高10 m。該橋梁工程分為左右兩幅，右幅共六聯連續箱梁，其中第一聯與第三聯為預應力混凝土連續箱梁，其余為鋼筋混凝土連續箱梁；左幅共六聯連續箱梁，其中第三聯為預應力混凝土連續箱梁，其余為鋼筋混凝土連續箱梁。此項目的預應力混凝土連續箱梁采用智能張拉工藝施工，具有一定的代表性，可供類似項目借鑒參考。

2 預應力張拉施工要點

2.1 張拉前期準備

2.1.1 材料準備

①鋼絞線。預應力張拉用鋼絞線按照不高于60 t 為一個批次進行檢驗，檢驗時隨機從每個批次中抽檢3 盤，再分別從3 盤中隨機截取1 組，然后對截取的鋼絞線樣品的直徑偏差、外觀質量以及力學性能進行試驗，各項性能檢驗合格后方可用于預應力張拉。②錨具、夾具。張拉錨固用錨具及夾片進場后，應按要求對其外觀、硬度、規格進行檢測，并進行靜載錨固性能試驗。錨夾具外觀、尺寸檢測時的抽樣比例為2%且不少于10套，硬度檢測時的抽樣比例為3%且少于5套。③波紋管。波紋管進場后，應對其產品合格證、質量證明書進行檢查，并根據規格與型號對波紋管外觀、尺寸、力學性能等進行分批檢驗，對于檢驗質量不滿足要求的嚴禁使用。

2.1.2 設備標定

該項目張拉施工采用智能張拉設備，張拉前應按要求對千斤頂、油泵進行配套標定，每個千斤頂應按要求校驗兩次，然后根據兩次油表的平均值進行回歸，得出回歸方程。千斤頂校驗時，應控制校正系數小于1.05，校正超過6 個月或張拉次數超過300次時應重新予以校正，且千斤頂更換配件或維修后也應按要求重新校正。張拉作業時選擇防震壓力表，壓力表最大讀數應為1.50～2.00 倍張拉力，精度采用0.40 級，壓力表校正有效期為1個月，出現故障或讀數出現誤差時應重新校正。采用智能張拉設備進行預應力張拉時，將鋼束張拉力與理論伸長量輸入智能控制柜，然后啟動自動張拉，張拉系統就能夠自動完成送油張拉、停頓保壓以及回油錨固，自動測量與記錄油表壓力及活塞伸長量。

2.2 預應力筋加工

2.2.1 下料

結合孔道長度、工作錨厚度、張拉設備厚度以及張拉時的余量，計算得出預應力筋的實際下料長度，然后使用切斷機將預應力筋切斷下料，嚴禁使用電弧焊破斷。其中，采用兩端實施張拉時，下料長度L的計算公式如下：

式（1）中：l 代表孔道長度；l1代表工作錨厚度；l2代表張拉設備厚度；l3代表工具錨厚度，均以m為單位；λ代表張拉余量，取值為0.10 m。

2.2.2 穿束

張拉施工所用預應力束是由多根鋼絞線組成，穿束前須按要求進行編束，編束時應先理順鋼絞線，再用鐵絲綁扎，間距為1.00～1.50 m，并控制所有鋼絞線排列整齊、松緊一致，防止鋼絞線間彼此纏繞影響受力而導致張拉時出現斷絲。完成編束后，應將預應力筋端頭包裹，防止穿束時破壞波紋管。

2.3 張拉參數計算

2.3.1 伸長量計算

正式張拉前，應再次校核圖紙中的理論值，并結合張拉設備標定時的線性回歸方程與材料相關參數等，計算鋼絞線理論伸長量，以此作為后期張拉作業的依據。其中，鋼絞線理論伸長量公式如下：

式（2）中：P 為張拉力，單位為N；L 為預應力束長度，單位為mm；X為孔道長度（張拉端至計算截面，單位為m）；A為預應力筋斷面積，單位為mm2；E 為實際測量的彈性模量，單位為MPa；K為孔道偏差系數，取值為0.001 5；μ為孔道摩阻系數，取值為0.25；θ為張拉端至計算截面切線角之和，單位為rad。在計算鋼束的伸長量時，其彈性模量應根據要求取試驗值，最后通過分段計算后疊加得出鋼束的理論伸長量。

2.3.2 油表讀數計算

預應力張拉前，應首先對千斤頂予以校正標定，每個千斤頂進行兩次校驗，根據兩次校驗結果的平均值進行回歸，得出千斤頂及油表的回歸方程，并結合錨口摩阻損失與張拉力大小進行油表讀數P的計算。油表讀數計算公式為：

P=AF+B （3）

式（3）中：A、B為回歸系數，結合校驗報告計算得出；F為千斤頂張拉值，F＝設計張拉值＋錨口摩阻損失。需要注意的是，在實施張拉作業時，應對油表精準性及工作性能進行檢查校核，以免油壓表失效而影響張拉精度。油壓表應選擇防震型，最大油表讀數應為1.50～2.00 倍張拉力，使用過程中誤差超標或發生故障時應重新校正。

2.3.3 孔道摩阻系數計算

預應力束長度較大時，孔道摩擦阻力使得預應力損失變大，因此，務須要在張拉作業前，結合現場實際測量孔道摩阻，并通過測定的孔道摩阻值，計算得出預應力筋與孔道摩擦系數，并據此對實際張拉控制應力予以計算修正。其中，孔道摩阻系數μ計算公式為：

μ=［-ln（F2/F1）-kx］/θ （4）

式（4）中：F1、F2分別為主動端與被動端拉力，單位為kN；θ為曲線段預應力筋轉角，單位為rad；k 為孔道局部偏差系數；x為預應力筋長度，單位為m。

2.4 預應力筋張拉

2.4.1 張拉流程

預應力混凝土連續箱梁張拉作業流程見表1。

表1 張拉流程表

該項目預應力張拉采用后張法，單塊張拉先后順序為：縱向鋼束張拉→豎向鋼束張拉→橫向鋼束張拉。整體張拉先后順序為：腹板縱向鋼束張拉→邊跨縱向鋼束張拉（頂、底板）→中跨鋼束張拉（頂、底板）。整個預應力張拉施工過程，須嚴格依照0→10%σk→20%σk→100%σk持荷5 min（錨固）的作業流程實施張拉，直至張拉滿足規定的張拉值。

2.4.2 張拉方法

①預應力張拉前，應安排技術人員檢查張拉端喇叭口、工作錨、限位板以及千斤頂之間是否保持完全密貼，且與孔道軸線是否保持垂直，防止千斤頂因自重形成V形夾角而導致鋼絞線伸長值出現較大偏差。②通過前期標定的回歸方程及材料相關參數，對張拉鋼絞線理論伸長量予以計算，然后采用“油表讀數為主，伸長量校核為輔”雙控的方法控制張拉，進而有效確保預施應力的準確性、可靠性和可操作性，保證預應力連續箱梁張拉作業質量。③預應力張拉時，應按要求從兩端對稱同步張拉，對于長束和短束預應力束，應按照“先長束、后短束”實施張拉，不平衡束的數量不得超過一束。④張拉時為避免鋼絞線彎曲與初始應力不均的影響，應確保張拉值滿足一定的初始值要求后，再用鋼板尺對實際伸長量進行測量。⑤在現場開展張拉作業時，將理論伸長量與測量得到的實際伸長量予以對比，若兩者偏差大于6%，應查明原因找出故障后再繼續張拉；若伸長量誤差小于6%，則表明預應力張拉滿足要求，此時可繼續進行下一工序作業。⑥完成張拉作業，且對伸長值進行校核無誤后結束張拉，對一端進行錨固處理，然后校核另一端張拉力，若張拉力值不滿足要求，則應根據設計張拉值進行補足后再予以錨固處理。

2.5 管道壓漿、封錨

①管道壓漿前，應通過現場試驗確定壓漿液配比，并上報監理審批。漿液配制時優選P.O42.5 水泥，水泥及外加劑應具有良好的相容性，不得含有對預應力鋼筋具有腐蝕性的氯鹽、硝酸鹽以及其它腐蝕性物質，同時，所用高效減水劑的相應具體參數應符合規范標準要求，且拌制完成的漿液應于40 min內用完。②張拉完成后，應在48 h內完成壓漿。壓漿時，應由最低點壓漿，在孔道密實并從排氣孔流出與規定流動度一致的漿液。③完成張拉后，采用砂輪鋸將外露多余的鋼絞線切斷，然后對錨墊板、錨具、預應力束位置進行清理，并用聚氨酯做防水處理，最后按要求予以封錨處理。

3 結語

箱梁張拉須嚴抓緊控、規范施工，抓好自原材選取、設備標定、張拉計算到張拉施工、壓漿封錨等各環節的施工管控，多舉措確保箱梁建設質量優質達標。