淺談先張法預(yù)應(yīng)力梁板施工

杜 鵑

(秦皇島路橋建設(shè)開發(fā)有限公司)

淺談先張法預(yù)應(yīng)力梁板施工

杜 鵑

(秦皇島路橋建設(shè)開發(fā)有限公司)

摘 要:先張法預(yù)應(yīng)力梁板因其節(jié)省材料，自重輕，減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，便于安裝等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)橋梁建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。對(duì)先張法預(yù)應(yīng)力梁板的施工從準(zhǔn)備、張拉、放張等方面結(jié)合實(shí)際施工，進(jìn)行了簡(jiǎn)述。

關(guān)鍵詞:先張法;預(yù)應(yīng)力;梁板

1 預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)介

20世紀(jì)80年代以來，預(yù)應(yīng)力混凝土梁板因其節(jié)省材料，自重輕，減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，便于安裝等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)橋梁建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。所謂的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，就是事先人為的在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力，而且其數(shù)值和分布恰好能將使用荷載產(chǎn)生的應(yīng)力抵消到一個(gè)合適的程度。給預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力的過程可分為先張和后張，先張［Pretensioning method］指的是先在臺(tái)座上張拉預(yù)應(yīng)力筋，然后再澆筑混凝土以形成預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的施工方法。

2 先張法的施工步驟

先張法的施工步驟為:在澆混凝土前在臨時(shí)錨固的臺(tái)座或鋼模上張拉預(yù)應(yīng)力筋，然后澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到圖紙規(guī)定強(qiáng)度值時(shí)(如設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)須達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的80%)，保證預(yù)應(yīng)力筋與混凝土有足夠的粘結(jié)時(shí)放松預(yù)應(yīng)力筋。先張法一般僅適用于生產(chǎn)中小型構(gòu)件，在固定的預(yù)制場(chǎng)生產(chǎn)，一般采用長(zhǎng)線臺(tái)座法，臺(tái)座長(zhǎng)度在50～100 m之間。

先張法施工所涉及的重要部件及其工藝。

先張法所涉及的有臺(tái)座、張拉機(jī)具及張拉工藝，下面將分別敘述。

2.1 臺(tái)座

臺(tái)座在先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件生產(chǎn)中是主要的承力構(gòu)件，它必須有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，臺(tái)座的穩(wěn)定性包括抗傾覆和抗滑移。其中抗傾覆安全系數(shù)應(yīng)不小于1.5，抗滑移系數(shù)應(yīng)不小于1.3。

2.2 張拉機(jī)具

張拉機(jī)具和錨夾具應(yīng)配套使用并且應(yīng)在進(jìn)場(chǎng)時(shí)進(jìn)行檢查和校核，對(duì)長(zhǎng)期不使用的張拉機(jī)具應(yīng)在使用前進(jìn)行全面校核。

張拉機(jī)具里千斤頂和液壓表要配套校驗(yàn)，以確定張拉力與壓力表之間的關(guān)系曲線圖，得到相關(guān)方程，根據(jù)油壓表讀數(shù)來確定千斤頂?shù)妮d荷。使用期間的校驗(yàn)期限應(yīng)視機(jī)具設(shè)備的情況確定，當(dāng)千斤頂使用超過6個(gè)月或200次或在使用過程中出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象或檢修后應(yīng)重新校驗(yàn)。錨具夾具連接器應(yīng)具備可靠的錨固性能，有足夠的承載力和良好的適用性能保證充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度，安全地實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)。錨具應(yīng)滿足分級(jí)張拉補(bǔ)張拉以及放松預(yù)應(yīng)力的要求。夾具連接器應(yīng)具有良好的自錨性能，松錨性能和重復(fù)使用性能。

2.3 預(yù)應(yīng)力筋

除對(duì)進(jìn)場(chǎng)的預(yù)應(yīng)力筋的質(zhì)量保證書、包裝、標(biāo)志和規(guī)格等檢查外還應(yīng)對(duì)其表面質(zhì)量直徑偏差和力學(xué)性能進(jìn)行試驗(yàn)。預(yù)應(yīng)力筋必須保證清潔在存放和搬運(yùn)過程中應(yīng)避免機(jī)械損傷和有害的銹蝕。存放時(shí)不得直接堆放在地面上必須采取墊枕木并且用氈布覆蓋。

2.4 預(yù)應(yīng)力筋的張拉要求及重要指標(biāo)

預(yù)應(yīng)力筋的張拉:對(duì)于預(yù)應(yīng)力筋施加預(yù)應(yīng)力之前必須完成或檢驗(yàn)以下工作。

(1)施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)具備經(jīng)批準(zhǔn)的張拉程序和現(xiàn)場(chǎng)施工說明書。

(2)現(xiàn)場(chǎng)必須有具備預(yù)應(yīng)力施工知識(shí)和正確熟練操作的施工人員。

(3)預(yù)應(yīng)力筋、錨夾具安裝正確，千斤頂?shù)淖饔镁€與預(yù)應(yīng)力筋的中軸線重合一致。

(4)施工現(xiàn)場(chǎng)具備確保全體操作人員和設(shè)備安全的必要保護(hù)措施。

預(yù)應(yīng)力筋的張拉應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，其張拉程序可按表1規(guī)定進(jìn)行。

表1 張拉程序

(5)張拉鋼筋時(shí)為保證施工安全，應(yīng)在超張拉放張至0.9σcon時(shí)安裝模板、普通鋼筋及預(yù)埋件等。張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力筋的斷絲數(shù)量不得超過以下規(guī)定:鋼絲、鋼絞線同一構(gòu)件內(nèi)斷絲數(shù)量不的超過鋼絲總數(shù)的1%;鋼筋不得出現(xiàn)斷筋現(xiàn)象。采取適合的張拉方法，張拉順序和張拉程序進(jìn)行，并應(yīng)有可靠的保證質(zhì)量措施和安全技術(shù)措施。

預(yù)應(yīng)力筋的張拉可采用單根張拉或群體張拉，適況而定。在確定預(yù)應(yīng)力筋張拉順序時(shí)，應(yīng)考慮盡可能減少臺(tái)座的傾覆力矩和偏心力，先張拉靠近臺(tái)座截面重心處的預(yù)應(yīng)力筋。在施工中為了提高構(gòu)件的抗裂性能或?yàn)榱瞬糠值窒捎趹?yīng)力松弛、摩擦、鋼筋分批張拉以及預(yù)應(yīng)力筋與張拉臺(tái)座之間溫度因素產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失，張拉力可按設(shè)計(jì)值提高5%。

預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固后，預(yù)應(yīng)力筋的位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于5 mm。

冬季張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，溫度不宜低于-15℃，且應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力筋脆斷的危險(xiǎn)。

預(yù)應(yīng)力筋采用應(yīng)力控制方法張拉時(shí)，應(yīng)以伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核，實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值之間的差值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，其差值應(yīng)控制在6%以內(nèi)，否則暫停張拉，待查明原因并采取措施予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。

3 預(yù)應(yīng)力筋的放張

預(yù)應(yīng)力放張過程是預(yù)應(yīng)力的傳遞過程，是先張法構(gòu)件能否獲得良好質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，應(yīng)根據(jù)放張要求確定合宜的放張順序、放張方法及相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。

(1)放張要求

放張預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，不得低于混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的80%。放張過早由于混凝土強(qiáng)度不足，會(huì)產(chǎn)生較大的混凝土彈性回縮而引起較大的預(yù)應(yīng)力損失或鋼絲滑動(dòng)放張中，應(yīng)使預(yù)應(yīng)力構(gòu)件自由壓縮避免過大的沖擊力與偏心。

(2)放張順序

預(yù)應(yīng)力筋的放張順序，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)設(shè)計(jì)無要求時(shí):

對(duì)承受軸心壓力構(gòu)件(如壓桿、樁等)，所有預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)同時(shí)放張;對(duì)承受偏心預(yù)應(yīng)力構(gòu)件、應(yīng)先同時(shí)放張預(yù)應(yīng)力較小區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋再同時(shí)放張預(yù)應(yīng)力較大區(qū)域的預(yù)應(yīng)力筋。

當(dāng)不能按上述兩種規(guī)定放張時(shí)，應(yīng)分階段、對(duì)稱、相互交錯(cuò)的放張。防止在放張過程中構(gòu)件產(chǎn)生彎曲、裂紋及預(yù)應(yīng)力筋斷裂現(xiàn)象。

放張后預(yù)應(yīng)力筋的切斷順序宜由放張端開始，逐次切向另一端鋼筋放張后可用乙炔-氧氣切割，但應(yīng)采用對(duì)措施防止燒壞鋼筋端部，鋼絲放張后，可用切割、鋸斷或剪斷的方法切斷;鋼絞線放張后可用砂輪鋸切斷。

(3)放張方法

①多根整批預(yù)應(yīng)力筋的放張可采用砂箱法或千斤頂法。用砂箱放張時(shí)放砂速度應(yīng)均勻一致，用千斤頂放張時(shí)，放張應(yīng)分次完成。

②單根鋼筋采用擰松螺母的方法放張時(shí)，宜先量測(cè)后中間，并不得一次將一根筋松完。

③采用鋼絲為預(yù)應(yīng)力筋且鋼絲數(shù)量不多時(shí)，可采用剪切、鋸割或氧氣-乙炔焰熔斷的方法放張，并且應(yīng)從靠近生產(chǎn)線中間處切斷，這樣回彈力小;若鋼絲數(shù)量多，應(yīng)所有鋼絲同時(shí)放張，不允許采用逐根放張法，否則最后的幾根鋼絲將承受過大應(yīng)力而突然斷裂，使構(gòu)件端部開裂。采用濕熱養(yǎng)護(hù)的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件宜熱態(tài)放張，不宜降溫后放張。

4 結(jié)束語

預(yù)應(yīng)力混凝土梁板預(yù)制安裝施工質(zhì)量直接影響橋梁質(zhì)量、營(yíng)運(yùn)安全和使用壽命，使用合適的方式及合理的施工工藝才能使之得到保障。

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［1］范立礎(chǔ).橋梁工程［M］.北京:人民交通出版社.

［2］楊金法.橋梁建設(shè)中先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁的應(yīng)用.

［3］楊文霞.先張空心板梁施工裂縫分析.

中圖分類號(hào):U445

C

1008-3383(2011)06-0155-01

收稿日期:2011-04-11