現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁預(yù)應(yīng)力張拉施工技術(shù)探討

董占海

（中鐵七局集團鄭州工程有限公司河南鄭州，河南 鄭州 450000）

預(yù)應(yīng)力是指在構(gòu)件(或結(jié)構(gòu))中預(yù)先施加應(yīng)力,來解決混凝土抗拉性能差的缺陷。預(yù)應(yīng)力技術(shù)包括結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算、預(yù)應(yīng)力的施加與錨固、預(yù)應(yīng)力材料等方面。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)具有良好的抗裂性能和抗變形的能力，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在大跨度的橋梁工程中被廣泛應(yīng)用。

1 張拉前的注意事項

1.1 張拉前應(yīng)除去錨墊板、喇叭口、鋼絞線上的灰漿。錨環(huán)、夾具必須清潔，不允許鋼絞線、錨環(huán)、夾具上有浮銹、油污、混凝土等雜物。

1.2 根據(jù)每批鋼絞線的實際直徑隨時調(diào)整千斤頂限位板的限位尺寸，最標(biāo)準(zhǔn)的尺寸應(yīng)使鋼絞線只有夾片的牙痕而無刮痕。

1.3 安裝錨具時，錨環(huán)必須裝在錨下墊板止口環(huán)內(nèi)，工作錨環(huán)要對中，夾片均勻打緊并外露一致；千斤頂上的工具錨孔位與構(gòu)件端部工作錨的孔位排列一致，以防鋼絞線在千斤頂穿心孔內(nèi)交叉；安裝張拉設(shè)備時，做到孔道、錨環(huán)、千斤頂三對中。

1.4 張拉前對千斤頂進行校驗,并根據(jù)回歸方程計算出壓力表讀數(shù)。將計算好的數(shù)據(jù)填在卡片上在現(xiàn)場做出明顯標(biāo)識，供張拉時使用。

1.5 若夾片購置時間較長應(yīng)在上夾片前在夾片的光滑面上均勻涂抹一層光蠟以減少夾片與錨具的摩擦，增強其自鎖性能。

1.6 檢查錨墊板下混凝土是否有蜂窩和空洞，必要時采取補強措施，向孔內(nèi)壓風(fēng)，清除孔內(nèi)雜物，穿束前應(yīng)用壓力水沖洗孔內(nèi)雜物，觀察有無串孔現(xiàn)象再用風(fēng)壓機吹干孔內(nèi)水份。

2 張拉過程及注意事項

為了保證混凝土獲得必要的預(yù)加應(yīng)力，除了必須正確確定預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力值外，還要采取適當(dāng)?shù)膹埨绦?，使預(yù)應(yīng)力損失值不超過允許值。預(yù)應(yīng)力張拉程序有一遍張拉和兩遍張拉、多遍張拉三種。一遍張拉程序比較簡單，二遍張拉程序比一遍張拉程序復(fù)雜，但可以兩次測量伸長值，有所比較，易于發(fā)現(xiàn)問題，且對于個別比例極限較低的硬鋼，經(jīng)過第一遍張拉后比例極限提高，在第二遍張拉時就不會再有殘余變形，可以消除其影響，通常在重要構(gòu)件時采用。至于多遍張拉程序，則僅在個別情況下處理張拉過程中發(fā)生的異?，F(xiàn)象時采用。本文僅介紹一次張拉的過程及應(yīng)該注意的事項。

2.1 張拉施工工藝流程

鋼絞線下料、編束→清理、修正管口、穿束、檢查混凝土強度→安裝工作錨具 (或連接器)→安裝限位板→安裝千斤頂→安裝工具錨→千斤頂進油張拉伸長量校核→持荷→卸荷錨固→記錄→千斤頂回油、工具錨松脫關(guān)閉→油泵、千斤頂復(fù)位、依次卸下錨具、千斤頂→孔道壓漿、封錨按跨線橋施工圖紙要求，當(dāng)混凝土強度達到設(shè)計強度的95%以上，且彈性模量達到設(shè)計強度的90%以上，方可進行張拉。

2.2 張拉程序

0-初應(yīng)力(10%)-二次初應(yīng)力(20%)-50%應(yīng)力(倒頂)

0-50%應(yīng)力-100%應(yīng)力-持荷2分鐘-錨固。

由于跨線橋主跨125m，分為兩次張拉過程，根據(jù)理論伸長量的計算兩次張拉鋼束的伸長值均超過了20cm(千斤頂行程)，因此必須進行倒頂，在倒頂過程中，回油前后要精確測量鋼絞線的回縮值以保證實測伸長量的準(zhǔn)確性。張拉操作時，應(yīng)按設(shè)計要求采用應(yīng)力和伸長量雙項控制的方法(以應(yīng)力控制為主)，張拉前還需在梁兩端及跨中頂面上布置高程測點，張拉過程中觀察各測點的高程變化。

2.3 張拉順序

在張拉過程中，要非常注意張拉的順序，一般在橫斷面上應(yīng)以中線為軸對稱張拉；由于跨線橋為三肋兩室的結(jié)構(gòu)，因此在張拉過程中先對稱張拉邊肋，然后張拉中肋以保證整個張拉過程中箱梁混凝土受力和變形均勻，根據(jù)圖紙要求在箱梁高度方向上張拉順序：由上至下。

3 伸長量計算、量測與校核

3.1 鋼絞線的理論伸長值可按下式計算：

△L=PpL／ApEp

其中Pp=P(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)

P-預(yù)應(yīng)力筋張拉端的張拉力，N；

Pp-預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力，N；

L-預(yù)應(yīng)力筋長度，m；

Ap-預(yù)應(yīng)力筋截面面積，mm2；

Ep-預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量，Mpa；

x-從張拉端到計算截面孔道長度，m；

θ-從張拉端到計算截面曲線孔道部分切角之和(rad)；

k-孔道每米局部偏差對摩擦影響系數(shù)；

μ-預(yù)應(yīng)力筋與孔道之間的摩擦系數(shù)；

對跨線橋這種由直線段與多曲線段組成的曲線筋伸長量應(yīng)分段計算，然后迭加，計算時將每段兩端扣除孔道摩阻損失后的拉力求出，然后再精確計算每段的張拉伸長值。

3.2 張拉伸長值的量測

張拉伸長值使用精度不大于1mm標(biāo)尺量測千斤頂油缸的行程，具體操作如下：

3.2.1 在初始應(yīng)力前，量測油缸的外露長度；在施加初始應(yīng)力過程中(0-10%-20%)，量測油缸的外露長度；量測倒頂前(50%應(yīng)力)油缸的外露長度；量測回油后鋼束回縮量及觀察壓力表應(yīng)力變化及時記錄。

3.2.2 量測50%應(yīng)力時油缸的外露長度；量測100%應(yīng)力時油缸的外露長度；量測回油后鋼束回縮量。

△L=△L1+△L2-A-B

△L1-從初始應(yīng)力至50%應(yīng)力 (倒頂前)的伸長值

△L2-從50%應(yīng)力(倒頂后)至100%應(yīng)力的伸長值

A-千斤頂夾具、預(yù)應(yīng)力筋回縮值

B-工作長度伸長值A(chǔ)、B值的確定

預(yù)應(yīng)力筋、夾具的回縮，設(shè)計人員在計算因回縮引起預(yù)應(yīng)力損失(δs2)時已考慮，其取值一般為6mm。而在實際施工中，因限位板槽口的深淺(橋限位板深度為8mm)，預(yù)應(yīng)力直徑偏差的大小，往往會造成回縮值大于6mm。因此要根據(jù)現(xiàn)場實情量測。

A=實測回縮值-6mm

B值根據(jù)公式計算求得 (一般為千斤頂段的伸長量)

3.2.3 預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力回縮損失的控制

油泵卸荷時，鋼絞線鎖緊在錨具內(nèi)，夾片會內(nèi)縮，一般為6mm。實際施工中受一些不確定因素的影響鋼絞線內(nèi)縮不止6mm或小于6mm。因此造成的預(yù)應(yīng)力損失在施工中根據(jù)現(xiàn)場的實際情況必須予以補償以保證伸長量的準(zhǔn)確性。

3.3 張拉伸長值校核、控制預(yù)應(yīng)力筋張拉時，實際伸長值與理論伸長值偏差應(yīng)控制在±6%范圍以內(nèi)，本工程實踐證明：只要在施工中精心操作，均能達到此設(shè)計要求。當(dāng)實測值與理論值之差超過±6%時，應(yīng)根據(jù)其它同組預(yù)應(yīng)力束張拉結(jié)果和結(jié)構(gòu)對張拉力的靈敏度來判斷是否采納這一差值。在實際施工中要綜合考慮各種因素，做好施工控制以確保張拉過程滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

4 對比預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點

4.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有以下主要優(yōu)點：提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度；可以節(jié)省材料，減少自重；可以減少梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力；結(jié)構(gòu)安全，質(zhì)量可靠。

4.2 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有以下主要缺點：施工工藝較復(fù)雜，對質(zhì)量要求也高；需要專門設(shè)備、機具及材料等；預(yù)應(yīng)力反拱不易控制；后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的管道壓漿不易密實，容易引起預(yù)應(yīng)力鋼筋的銹蝕。

結(jié)語

預(yù)應(yīng)力筋張拉前準(zhǔn)備、張拉程序、張拉順序、伸長值計算、量測、校核、應(yīng)力回縮損失的控制、波紋管的安裝固定、孔道壓漿，是后張預(yù)應(yīng)力施工中重要的幾個環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量的好壞直接影響到橋梁的使用壽命,因此在進行上述施工環(huán)節(jié)要按照設(shè)計要求精心施工以確保工程質(zhì)量，充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。

[1]劉躍先.現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)探析[J].淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2011,(03):21-22

[2]黃山井.高職學(xué)院路橋?qū)I(yè)《橋涵施工技術(shù)》教育導(dǎo)向探索[J].橋梁建設(shè),2011,(07):193