侯代影

摘要：結(jié)合32m鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁預(yù)應(yīng)力張拉的過程控制，通過鋼絞線實(shí)際伸長(zhǎng)量與設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)量的對(duì)比分析、張拉后箱梁起拱度的精確測(cè)量、張拉完成后48小時(shí)內(nèi)鋼絞線的彈性回縮量的測(cè)量，總結(jié)了預(yù)應(yīng)力張拉的關(guān)鍵控制點(diǎn)，為大噸位鐵路混凝土簡(jiǎn)支箱梁的張拉質(zhì)量控制提供參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力 張拉 伸長(zhǎng)量 起拱度 注漿

1 概述

近年來我國(guó)高鐵線路橋梁占的比例越來越高，山區(qū)鐵路橋梁的施工由于受長(zhǎng)大隧道控制工期的影響，采用原位現(xiàn)澆的橋梁比例也在不斷的增加。作為鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁施工最重要的一道工序預(yù)應(yīng)力張拉的有效控制是保證箱梁結(jié)構(gòu)受力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，最終要達(dá)到的效果是保證每一束鋼絞線錨下應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值。

2 箱梁設(shè)計(jì)概況

2.1 梁體設(shè)計(jì)情況 32m鐵路預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支箱梁梁長(zhǎng)32.6m，計(jì)算跨度31.1m，跨中截面中心線處梁高為2.89m，支點(diǎn)截面中心線處梁高3.09m，橫橋向支座中心距為4.7m。梁體截面類型為單箱單室簡(jiǎn)支箱梁，梁端頂板、腹板局部向內(nèi)側(cè)加厚，底板分別向內(nèi)側(cè)加厚。橋面擋砟墻內(nèi)側(cè)凈寬9.0m，橋上人行道欄桿內(nèi)側(cè)凈寬12.1m，橋面板寬12.2m，橋梁建筑總寬12.48m。箱梁跨度中心處截面如圖1。

2.2 預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)情況 現(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁設(shè)縱向預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力鋼絞線為1×7-15.2-1860-GB/T5224-2003，采用抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為fpk=1860MPa，彈性模量Ep=195GPa，公稱直徑為15.20mm高強(qiáng)度鋼絞線，技術(shù)條件符合GB5224標(biāo)準(zhǔn)。縱向預(yù)應(yīng)力采用內(nèi)徑為φ90mm金屬波紋管成孔，M15-12、M15-13錨具，共計(jì)27束。鋼束布置如圖2。

2.3 梁體線性設(shè)計(jì)情況 箱梁梁體張拉后，扣除自重影響后預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的上拱度為13.85mm。

3 張拉流程

預(yù)施應(yīng)力采用兩端同步張拉，并左右對(duì)稱進(jìn)行，最大不平衡束不應(yīng)超過1束，張拉順序嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的張拉順序進(jìn)行張拉，并及時(shí)壓降。預(yù)應(yīng)力鋼束張拉采用應(yīng)力和應(yīng)變雙控，以張拉控制應(yīng)力為主，以預(yù)應(yīng)力鋼束伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核鋼束張拉伸長(zhǎng)量偏差不大于設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)量的±6%。預(yù)應(yīng)力鋼束在張拉前必須做張拉、錨固試驗(yàn)，應(yīng)進(jìn)行管道摩阻、喇叭口摩阻等預(yù)應(yīng)力瞬時(shí)損失測(cè)試，以保證預(yù)應(yīng)力準(zhǔn)確。其張拉程序如下：0-0.2σk（測(cè)初始伸長(zhǎng)值L1、測(cè)工具錨夾片外露l1）-0.4σk（測(cè)伸長(zhǎng)值L2）-σk（靜停5分鐘）-補(bǔ)油至σk（測(cè)伸長(zhǎng)值L3，測(cè)工具夾片外露l3）-錨固，回油到0（測(cè)伸長(zhǎng)值L4）。

4 張拉關(guān)鍵控制點(diǎn)

4.1 伸長(zhǎng)值的校核 鋼絞線張拉后，需要得出鋼絞線精準(zhǔn)有效的伸長(zhǎng)值和設(shè)計(jì)計(jì)算伸長(zhǎng)值進(jìn)行比對(duì)，如誤差在±6%范圍內(nèi)，則認(rèn)為張拉合格。因張拉過程中，直接測(cè)量的是千斤頂油缸的行程，其中包含了千斤頂回油后工作夾片回退引起的鋼絞線回縮值、工具夾片的回縮值、工作錨至工具錨之間鋼絞線的彈性回縮值，這三種回縮值均不是梁體鋼絞線因受力產(chǎn)生的彈性伸長(zhǎng)值，需要在計(jì)算后扣除方為鋼絞線的實(shí)際伸長(zhǎng)值。

張拉完成后，通過直接的測(cè)量的千斤頂油缸伸長(zhǎng)值和工具夾片外露量可以計(jì)算出實(shí)際伸長(zhǎng)值為：

L=（L3-L1）+（L2-L2）-（l1-l3）-（L3-L4）。

其中（l1-l3）為工具夾片的回縮值；（L3-L4）為千斤頂回油后工作夾片回退引起的鋼絞線回縮值和工作錨至工具錨之間鋼絞線的彈性回縮值之和。

4.2 張拉過程中 一是千斤頂?shù)闹行呐c錨板中心在同一中心線上，并相互密貼。二是縱向預(yù)應(yīng)力筋采用兩端兩側(cè)同時(shí)對(duì)稱張拉，即四臺(tái)張拉千斤頂同時(shí)工作。張拉完成后通過計(jì)算得出工作錨夾片回縮及自由長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)值，從而與理論伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核。如果實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值之差超出設(shè)計(jì)規(guī)定，須將鋼絞線松開，重新進(jìn)行張拉，張拉控制以應(yīng)力與伸長(zhǎng)值進(jìn)行雙控。三是按每束根數(shù)與相應(yīng)的錨具配套，帶好夾片，將鋼絞線從千斤頂中心穿過。張拉時(shí)當(dāng)鋼絞線的初始應(yīng)力達(dá)到0.2σcon時(shí)停止供油。檢查工具夾片情況完好后，畫線做標(biāo)記。向千斤頂油缸供油并對(duì)鋼絞線進(jìn)行張拉，張拉力的大小以油壓表的讀數(shù)為主，以預(yù)應(yīng)力鋼絞線的伸長(zhǎng)值加以校核，實(shí)際張拉伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的誤差應(yīng)控制在±6%范圍內(nèi)，每端鋼絞線回縮量應(yīng)控制在6mm以內(nèi)。油壓達(dá)到張拉噸位后，關(guān)閉主油缸的油路，并持荷5min，測(cè)量鋼絞線伸長(zhǎng)量加以校核，檢查夾片外露量、平整度、鋼絲滑動(dòng)、斷絲情況并記錄；并按規(guī)范要求切除外露鋼絞線。若油壓有所下降，須補(bǔ)油到設(shè)計(jì)噸位的油壓值，千斤頂回油，夾片自動(dòng)鎖定則該束張拉結(jié)束。四是張拉或退錨時(shí)，張拉油頂后面嚴(yán)禁站人，并在張拉作業(yè)區(qū)后方設(shè)置木防護(hù)板以防預(yù)應(yīng)力筋拉斷或錨具、夾片彈出傷人。

4.3 起拱度的測(cè)量 梁體27束鋼絞線張拉完成后，需對(duì)梁體起拱度進(jìn)行測(cè)設(shè)，以檢驗(yàn)張拉的整體效果是否滿足要求，在張拉前在梁體縱向的1/4、1/2、3/4處布設(shè)點(diǎn)位，精確測(cè)量出點(diǎn)位的標(biāo)高，并在張拉完成后及時(shí)的測(cè)量點(diǎn)位的標(biāo)高，通過標(biāo)高的差值計(jì)算梁體的起拱度，如梁體的起拱度在14mm左右，則張拉合格，如梁體的起拱度過大或過小，可能為張拉力不足或過大，需進(jìn)行處理。

4.4 油表的標(biāo)定 箱梁張拉所需油表屬于精密的儀表，必須按照油表的等級(jí)及時(shí)進(jìn)行校核標(biāo)定，以保證張拉力的準(zhǔn)確無誤。張拉力的大小直接通過油表的讀數(shù)反應(yīng)，如張拉油表在張拉時(shí)失效，則不能反應(yīng)千斤頂施加在鋼絞線上的準(zhǔn)確應(yīng)力，同時(shí)也會(huì)造成鋼絞線的伸長(zhǎng)值變大或變小，雖然鋼絞線的張拉原則為“張拉力的大小以油壓表的讀數(shù)為主，以預(yù)應(yīng)力鋼絞線的伸長(zhǎng)值加以校核”，但油表的失效會(huì)造成應(yīng)力不準(zhǔn)，此時(shí)只能通過鋼絞線的伸長(zhǎng)加以反饋。這也就要求每次張拉過程中，工程技術(shù)人員必須親自盯控操作，避免造成“只要張拉油表讀數(shù)到了就可以了”的張拉誤區(qū)，造成梁體預(yù)應(yīng)力不足，給運(yùn)營(yíng)后留下重大質(zhì)量隱患。

4.5 控制鋼絞線回縮 鋼絞線張拉完成至孔道注漿仍有一段時(shí)間的間隔，在該段時(shí)間內(nèi)，鋼絞線仍在回縮，施加在梁體的預(yù)應(yīng)力還會(huì)在緩慢的減少，通過筆者幾十孔梁的張拉經(jīng)驗(yàn)，通過在鋼絞線上做標(biāo)記點(diǎn)的方法測(cè)量鋼絞線注漿之前的回縮值，一般24小時(shí)內(nèi)，鋼絞線回縮5-8mm，48小時(shí)10-12mm。

因此，鋼絞線張拉完成后，需要及時(shí)的切割多余鋼絞線并進(jìn)行錨頭的封堵，并在48小時(shí)內(nèi)完成注漿，防止鋼絞線的回縮過大。

5 結(jié)束語

通過對(duì)32m鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁張拉的施工實(shí)踐，得出以下幾點(diǎn)體會(huì)和建議：①預(yù)應(yīng)力鋼束在張拉前必須做張拉、錨固試驗(yàn)，應(yīng)進(jìn)行管道摩阻、喇叭口摩阻等預(yù)應(yīng)力瞬時(shí)損失測(cè)試，并在計(jì)算張拉力時(shí)，一定要為設(shè)計(jì)錨下應(yīng)力加喇叭口摩阻應(yīng)力之和，并根據(jù)管道摩阻試驗(yàn)測(cè)定管道摩阻系數(shù)和管道偏差系數(shù)，從而計(jì)算鋼絞線理論伸長(zhǎng)量，與設(shè)計(jì)給定的理論伸長(zhǎng)量進(jìn)行比對(duì)，如偏差過大，需要在實(shí)際張拉過程中進(jìn)行調(diào)整。②預(yù)應(yīng)力張拉是一個(gè)需要精確控制伸長(zhǎng)量和張拉力的過程，全程需要專業(yè)的技術(shù)人員旁站盯控，并需要在張拉中，及時(shí)根據(jù)存在的問題找出原因并迅速解決。③張拉完成后，需及時(shí)地進(jìn)行注漿作業(yè)。

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