摘要 扁錨體系在橋梁工程應(yīng)用廣泛，可適應(yīng)箱梁翼板、頂板等構(gòu)件施工，能有效滿足此類尺寸限制較大構(gòu)件的大偏心距要求。某橋梁工程采用扁錨負(fù)彎矩整體智能張拉系統(tǒng)進(jìn)行扁錨整體張拉施工，取得了良好的工程實踐效果。文章以工程實踐為依托，對扁錨整體張拉技術(shù)展開研究，論述扁錨整體張拉技術(shù)工藝原理及工藝流程，分析扁錨整體張拉施工技術(shù)要點，總結(jié)質(zhì)量、安全控制措施，為同類工程施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞 新型扁錨;整體張拉;技術(shù)要點

中圖分類號 U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）12-0117-03

收稿日期：2022-04-06

作者簡介：楊恩明（1981—），男，本科，工程師，從事公路橋梁施工技術(shù)工作。

0 引言

某橋梁工程扁錨整體張拉工序，采用智能張拉系統(tǒng)，實現(xiàn)智能化、規(guī)范化的預(yù)應(yīng)力施工，顯著提升了扁錨預(yù)應(yīng)力施工效率、施工精度，減小預(yù)應(yīng)力損失，節(jié)約了人工投入，取得良好的工程實踐效果[1]?；诖耍恼绿接憳蛄汗こ瘫忮^整體張拉技術(shù)，對國內(nèi)橋梁預(yù)應(yīng)力施工智能化具有積極意義。

1 工程概況

某高速公路橋梁工程，采用先簡支后連續(xù)橋梁施工方案，扁錨體系進(jìn)行負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力施工。通過整體智能張拉系統(tǒng)，對施工過程中的張拉力、伸長值等進(jìn)行有效控制，在增強(qiáng)張拉精度、張拉質(zhì)量的同時，顯著提升了張拉施工效率[2]。

2 工藝原理

智能張拉系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、油泵系統(tǒng)、張拉系統(tǒng)構(gòu)成，其中控制系統(tǒng)由控制主機(jī)、傳感器、控制程序等構(gòu)成，可對張拉力、鋼絞線伸長值自動采集、分析，通過數(shù)據(jù)比對分析自動調(diào)整油泵系統(tǒng)供油參數(shù)，實現(xiàn)對千斤頂機(jī)械動作自動控制[3]。

（1）張拉施工過程中，傳感器可實時監(jiān)控收集張拉設(shè)備張拉力、鋼絞線伸長量等參數(shù)，系統(tǒng)主機(jī)根據(jù)傳感器收集的數(shù)據(jù)，通過控制變頻電機(jī)工作參數(shù)，控制油泵系統(tǒng)參數(shù)、動作幅度，實現(xiàn)對張拉力、加載力的精確控制。

（2）在張拉施工過程中，系統(tǒng)控制主機(jī)中的控制程序，可不斷比對采集參數(shù)與預(yù)定參數(shù)差值，根據(jù)差值發(fā)出控制指令，同步控制系統(tǒng)中每臺設(shè)備的工作參數(shù)，實現(xiàn)張拉過程的自動控制，工作原理見圖1。

（3）采用扁錨整體張拉專用千斤頂，可實現(xiàn)對3、4、5根平行鋼絞線的同步異程控制，見圖2。

3 施工工藝流程

施工工藝流程如圖3。

4 施工操作要點

4.1 施工準(zhǔn)備工作

（1）鋼絞線下料：下料長度應(yīng)結(jié)合孔道長度、張拉工藝、張拉設(shè)備規(guī)格合理控制，避免鋼絞線過短無法實施張拉施工，同時避免鋼絞線過長造成材料浪費;鋼絞線用砂輪機(jī)平放切割，切割前應(yīng)用膠布在切割部位兩端扎牢，防止切割過程中、切割完畢后散脫[4]。

（2）檢查構(gòu)件：預(yù)應(yīng)力筋的孔道必須保證尺寸與位置相符（平順通暢，無局部彎曲）;孔道端部的預(yù)埋鋼板應(yīng)與孔道軸線垂直，同時孔道接頭處不得漏漿，灌漿孔和排氣孔必須與設(shè)計要求的位置相符。

（3）將制好的鋼絞線運至梁體的一端，人工穿束。鋼絞線穿入孔道后兩端露出的長度大約相等。

（4）張拉預(yù)應(yīng)力前核對儀器張拉數(shù)據(jù)是否與實際相符。

（5）主要設(shè)備計劃如表1。

4.2 安裝錨具及張拉設(shè)備

在張拉位置，搭設(shè)扣件式腳手架及張拉支架，利用手拉葫蘆勾住扁錨整體張拉千斤頂[5]。

（1）根據(jù)張拉預(yù)應(yīng)力索的位置不同，利用預(yù)埋件，設(shè)置簡易的型鋼施工平臺，錨整體張拉工藝示意見圖4。

（2）施工平臺安裝完成后，首先安裝好扁錨智能整體張拉儀，再安裝工作錨，裝上夾片，用小錘輕敲夾片，使夾片夾緊鋼絞線。

（3）對工作錨進(jìn)行檢查，確保錨貼緊錨墊板的凹槽內(nèi)，千斤頂軸線要與錨墊板孔道軸線一致，各種油管接頭必須上緊，壓力表與千斤頂一致。

4.3 張拉過程

張拉過程中，采取兩側(cè)同步對稱分級張拉，張拉級數(shù)分為四級，分別為：10%σk、20%σk、50%σk、100%σk。

（1）張拉至每級張拉級數(shù)應(yīng)力時，持荷5 min;張拉至100%σk時，量測鋼絞線伸長量、錨夾片伸出量;再控制油泵系統(tǒng)回油，系統(tǒng)復(fù)位，開始下一束鋼絞線及左右腹板張拉。

（2）張拉過程中，通過動態(tài)控制張拉力，并用伸長量復(fù)合的雙控措施，保證張拉施工精度;若伸長量實際值與理論值偏差超過6%，應(yīng)停工核查偏差產(chǎn)生原因，并制定相應(yīng)解決措施，再繼續(xù)施工。

（3）張拉過程中，若兩端壓力表數(shù)值不一致，且數(shù)值偏差超過1.5 MPa，兩端應(yīng)同時停止張拉施工，待回油卸載完畢，更換油表，再重新進(jìn)行張拉施工。

4.4 錨固、壓漿、封錨

當(dāng)達(dá)到設(shè)計應(yīng)力后，持荷3～5 min，緩慢釋放油缸壓力至零，鋼絞線則整齊地錨固在錨具內(nèi)[6]。壓漿使用活塞式壓漿泵緩慢均勻進(jìn)行，壓漿的最大壓力一般為0.5～

0.7 MPa。

（1）孔道壓漿達(dá)最大壓力后，持壓一定時間;出漿口封閉后，確保在0.5 MPa以上壓力下，持壓2 min以上。

（2）壓漿后48 h內(nèi)，結(jié)構(gòu)混凝土的溫度要大于5 ℃，低于5 ℃時采取保溫措施。如氣溫高于35 ℃時，選擇夜間進(jìn)行壓漿。

（3）壓漿后從檢查孔抽查壓漿的密實情況，如有不實，及時處理和糾正。

（4）壓漿完成后，將錨具周圍沖洗干凈并鑿毛，設(shè)置鋼筋網(wǎng)，澆注封錨混凝土。

4.5 質(zhì)量控制要點

（1）鋼絞線進(jìn)場后，嚴(yán)格按規(guī)范對其強(qiáng)度、伸長值、彈性模量、外形尺寸進(jìn)行檢查測試。錨具進(jìn)場后取樣，送至有檢驗資質(zhì)的檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測。不合格產(chǎn)品嚴(yán)禁投入使用，并立即清出場外。

（2）混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度85%以上時方可張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。

（3）預(yù)應(yīng)力管道定位筋應(yīng)設(shè)置準(zhǔn)確，管道半徑小于50 m時每隔50 cm設(shè)一處，其余部分每隔100 cm設(shè)一處。

（4）箱梁在綁扎鋼筋、澆注混凝土過程中，嚴(yán)禁踏壓波紋管，防止其變形，影響穿束及張拉。

（5）壓漿用水泥漿的水灰比宜控制在0.4～0.45之間，水泥漿的摻合材料要求對預(yù)應(yīng)力束不能起腐蝕作用，水泥漿的標(biāo)號原則上要求其設(shè)計強(qiáng)度達(dá)到箱梁混凝土的設(shè)計強(qiáng)度。

（6）建立張拉臺賬，記錄張拉部位、張拉時間、張拉時混凝土強(qiáng)度等。

（7）每個波紋管內(nèi)每根鋼絞線在頭部和尾部均應(yīng)相應(yīng)編號，以方便張拉中檢查。

（8）張拉時及時量測伸長值、及時記錄，并立即對實際伸長值進(jìn)行計算，和理論伸長值進(jìn)行比對，如超出規(guī)范規(guī)定的誤差范圍，立即查找原因，及時處理。

（9）張拉完立即檢查梁端錨具夾片是否錨固完好，是否滑絲，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，無問題且壓漿后才可切斷多余鋼絞線。

5 安全保證措施

（1）根據(jù)張拉力、張拉伸長量理論值，合理確定千斤頂規(guī)格，避免千斤頂張拉過程中超載、超程;加強(qiáng)施工場地出入管理，嚴(yán)禁非施工人員、技術(shù)人員進(jìn)入施工場地;嚴(yán)格做好材料、設(shè)備入場檢查和用前檢查，避免不合格錨環(huán)、夾片及其他材料設(shè)備投入使用[7]。

（2）在已架設(shè)的梁上進(jìn)行張拉作業(yè)，事先搭好張拉作業(yè)平臺，并保證張拉作業(yè)平臺、拉伸機(jī)支架搭設(shè)牢固，平臺四周應(yīng)架設(shè)護(hù)欄。

（3）張拉操作中，若出現(xiàn)異常現(xiàn)象，立即停機(jī)進(jìn)行檢查。

（4）調(diào)整安全閥至規(guī)定值后才可開始張拉作業(yè)。

（5）千斤頂施工速度應(yīng)緩慢、均勻進(jìn)行，切忌突然加壓或泄壓。

（6）張拉應(yīng)力處于穩(wěn)定狀態(tài)下才可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼絞線的錨固。

（7）張拉過程中，千斤頂后方不得站人，測量伸長值或敲打工具錨時，操作人員應(yīng)站在千斤頂側(cè)面，無關(guān)人員不許進(jìn)入張拉現(xiàn)場。

（8）從張拉到管道壓漿完畢的全過程中，不得敲擊錨具和碰撞張拉設(shè)備[8]。

（9）更換夾片時兩端應(yīng)裝上千斤頂。

6 效益分析

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

為驗證新型扁錨整體張拉工藝優(yōu)勢，該工程分別采用單根張拉、新型扁錨整體張拉兩種工藝，分別張拉了10個負(fù)彎矩斷面鋼絞線、250根負(fù)彎矩鋼絞線，工效對比見表2。

6.2 社會效益

推廣使用扁錨負(fù)彎矩整體智能張拉系統(tǒng)，可在施工現(xiàn)場提高工作效率，減少人工的投入。

使用橋梁扁錨負(fù)彎矩整體智能張拉系統(tǒng)后，有助于將我國橋梁扁錨預(yù)應(yīng)力施工納入智能化、規(guī)范化、精細(xì)化施工軌道;在預(yù)應(yīng)力橋梁中建立合理的有效預(yù)應(yīng)力度，有助于提高橋梁的使用壽命，降低運營期間的維護(hù)費用，減少橋梁安全事故。

7 結(jié)論

該文依托具體工程，研究了橋梁工程扁錨整體張拉技術(shù)，結(jié)論如下：

（1）施工前，做好鋼絞線下料、構(gòu)件檢查、儀器張拉數(shù)據(jù)檢查等準(zhǔn)備工作，并嚴(yán)格按照設(shè)計要求安裝錨具及張拉設(shè)備;安裝過程中，嚴(yán)格張拉工藝方案施工，并做好張拉力、伸長量雙控措施，發(fā)現(xiàn)異常及時糾偏;工后做好錨固、壓漿、封錨等后續(xù)施工工序。

（2）施工期間，做好施工場地安全管理，嚴(yán)禁無關(guān)人員進(jìn)入場地，嚴(yán)禁任何違規(guī)作業(yè)行為，切實保證張拉施工安全。

（3）經(jīng)該工程驗證，新型扁錨整束整體張拉工藝經(jīng)濟(jì)效益顯著，相較于傳統(tǒng)工藝，張拉工效提升了3倍;且該工藝可適用于各類橋梁扁錨張拉施工，可有效提升后續(xù)同類橋梁施工質(zhì)量、施工安全，降低運營成本，社會效益顯著。

參考文獻(xiàn)

[1]羅阿妮， 王龍昆， 劉賀平， 等. 張拉整體三棱柱構(gòu)型和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析[J]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報， 2016（7）： 82-87.

[2]黃海林， 祝明橋， 曾垂軍. 鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件正截面承載力的教學(xué)思考[J]. 教育教學(xué)論壇， 2016（39）： 241-242.

[3]馮曉東， 戴冠鷗， 楊偉家， 等. 基于向量式結(jié)構(gòu)力學(xué)的張拉整體結(jié)構(gòu)可展性能研究[J]. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2021（3）： 350-357.

[4]馮曉東， 趙容舟， 黃世榮， 等. 具有約束支撐的張拉整體結(jié)構(gòu)初始找形方法[J]. 紹興文理學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)）， 2018（2）： 72-81.

[5]諸德熙， 鄧華， 王瑋. 保持承載剛度的張拉整體結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力降低方法[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報， 2022（4）： 95-102.

[6]李琳琳， 韓友強(qiáng)， 李峰. 大跨度現(xiàn)澆緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力空心樓板關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 施工技術(shù)， 2015（1）： 120-123.

[7]許賢， 李思黎， 涂家琪， 王雅峰， 羅堯治.? 一種張拉整體矩形平面桁架結(jié)構(gòu)的研究[C]//. 第十七屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會議論文集， 2018： 205-212.

[8]李衍航， 周才文， 阮園園， 張濤， 陳寶林.? 三維激光掃描在桁架結(jié)構(gòu)整體提升施工預(yù)拼接偏差評估中的應(yīng)用[C]//. 2019年全國土木工程施工技術(shù)交流會暨《施工技術(shù)》2019年理事會年會論文集（下冊）， 2019： 281-284.