淺談后張法張拉技術(shù)

宋成杰

【摘要】預(yù)應(yīng)力施工是后張法張拉技術(shù)的關(guān)鍵，張拉前，須對預(yù)留孔道預(yù)應(yīng)力筋仔細(xì)檢查，張拉后須進行伸長值比較，預(yù)應(yīng)力損失計算等.

【關(guān)鍵詞】后張法；張拉；預(yù)應(yīng)力

后張法系指在混凝土硬結(jié)后再張拉預(yù)應(yīng)力筋的一種預(yù)應(yīng)力方法。在施工時須先在梁內(nèi)設(shè)置能穿入預(yù)應(yīng)力筋的孔道，后澆注混凝土，待強度滿足設(shè)計和規(guī)范要求時，再施加預(yù)應(yīng)力。后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)有用料少、自重輕、結(jié)構(gòu)簡單明確且便于施工的特點，是目前使用比較普遍的結(jié)構(gòu)。

通過總結(jié)奉銅高速公路B11合同段30mT梁預(yù)制的施工經(jīng)驗，認(rèn)為后張法張拉主要分為預(yù)留孔道技術(shù)，預(yù)應(yīng)力筋安裝技術(shù)和施工預(yù)應(yīng)力技術(shù)三部分。

1、預(yù)留孔道技術(shù)

孔道成型方法有多種，如預(yù)埋波紋管或者鐵皮管、鋼管抽芯成型、橡膠管抽芯成型等，目前大都是金屬波紋管孔道成型，特別是曲線或三維孔道，金屬波紋管采用冷軋鋼帶卷制而成，其厚度不宜小于0.3mm。波紋管安裝前需做1KN徑向受壓不變形試驗，同時應(yīng)做灌水試驗，保證無滲漏現(xiàn)象。奉銅項目波紋管有三種型號，為有效保證鋼帶卷厚度、制作質(zhì)量以及方便使用，采取現(xiàn)場加工的措施。

安裝波紋管時應(yīng)注意以下問題：

（1）波紋管宜用手提式砂輪機切割，不得使用電焊切割。

（2）波紋管連接，采用大一號同型波紋管。接頭長度大約20cm～30cm，并用膠帶纏好。

（3）波紋管定位筋可采用倒“U”型卡定位。需要焊接定位筋時，不得燒傷波紋管，最好預(yù)先焊好。

（4）波紋管定位要準(zhǔn)確圓順，不能超出規(guī)范允許范圍。

（5）振搗混凝土?xí)r，當(dāng)采用插入振搗方式，不得擠壓波紋管，以免使波紋管偏位進漿，為保證管道成形，防止漏漿堵管，最好使用小一號通長塑料管穿入波紋管內(nèi)，并且在澆筑混凝土過程中要經(jīng)常拖動塑料管。

2、預(yù)應(yīng)力筋安裝技術(shù)

首先預(yù)應(yīng)力材料要符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，然后才能進行施工。

2.1預(yù)應(yīng)力筋的下料長度應(yīng)根據(jù)錨具類型、張拉設(shè)備條件，確定下料長度。其計算公式如下： L=L0+n（L1+0.15m）

L——下料長度 L0——梁的管道加兩端錨具長度

n——張拉端數(shù)目 L1——千斤頂支撐端至夾具外緣距離

一般施工圖紙中都會給出預(yù)應(yīng)力筋的工作長度，這樣可以簡化如下：

L=L0+nL′

L′——工作長度

預(yù)應(yīng)力筋下料前，要找一平整場地，作好預(yù)應(yīng)力筋長度標(biāo)志后下料，注意旁邊不得站人，以免力筋擺動傷人，若預(yù)應(yīng)力筋當(dāng)天不使用，應(yīng)要作好保護措施，一般做法是每隔50cm～80cm將預(yù)應(yīng)力筋墊高，并將其覆蓋，以免生銹。

2.2在安裝預(yù)應(yīng)力筋前，要對管道進行沖洗，消除有害材料，對管道內(nèi)可能存在的油污等可采用用水稀釋后的對預(yù)應(yīng)力筋和管道無銹蝕作用的中性洗滌劑或皂液沖洗，沖洗后應(yīng)使用不含油的壓縮空氣將孔道內(nèi)的積水吹出；要使用通孔器通孔，確?？椎劳〞场?/p>

安裝預(yù)應(yīng)力有幾種方法：混凝土澆注前穿入法、混凝土澆注后穿入法、逐根穿入法和逐束穿入法。

采取何種方法應(yīng)根據(jù)具體情況來定：孔道平緩應(yīng)采用混凝土澆注后穿入法；孔道陡峭應(yīng)采用混凝土澆注前穿入法；孔道充盈率大于50%，宜采用整束穿入法；孔道充盈率小于50%，兩者都可采用。

奉銅項目30mT梁預(yù)制采用混凝土澆筑后整束穿入法。要求預(yù)應(yīng)力筋編束、編號，每隔60cm～80cm一道，穿入端作成尖頭狀，并用膠帶纏死，使用人工穿束。

要保護好安裝后的預(yù)應(yīng)力筋，以免預(yù)應(yīng)力受到侵蝕，一般采用以下兩種方法：

（1）安裝預(yù)應(yīng)力筋后，管道端部開口應(yīng)密封，外露預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)覆蓋。

（2）不宜在預(yù)應(yīng)力筋附近進行電焊，當(dāng)需要電焊時，要對預(yù)應(yīng)力筋進行保護

3、施加預(yù)應(yīng)力技術(shù)

施加預(yù)應(yīng)力技術(shù)是張拉的關(guān)鍵，必須認(rèn)真對待。目前張拉多采用雙控法張拉，以應(yīng)力控制為主，伸長值進行校核 。橋梁施工規(guī)范規(guī)定：實際伸長值與理論伸長值的差值應(yīng)符合設(shè)計要求，實際無規(guī)定時，差值應(yīng)控制在6%以內(nèi)，怎樣施工才能滿足設(shè)計要求，又符合施工要求呢？我們可以采取如下方法。

3.1 確定張拉順序

盡可能不使混凝土產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力，先張拉靠近截面形心軸的預(yù)應(yīng)力筋，并考慮施工條件，施工方便而定。同時要避免產(chǎn)生使截面呈過大的偏心受力狀態(tài)，使已張拉的合力作用線處在受力區(qū)內(nèi)，邊緣不產(chǎn)生拉應(yīng)力，奉銅項目30m梁板為T型截面，為預(yù)防張拉時梁體發(fā)生側(cè)彎，我們采用50% N2—100% N3—100% N2—100%N1。

N1

N2

N3

3.2 確定施加預(yù)應(yīng)力筋的方法

施加預(yù)應(yīng)力筋有一端張拉、對稱張拉、超張拉外、還有分批張拉、分段張拉、分階段張拉、補償張拉，目前大多采用前三種方法?？椎乐保A(yù)應(yīng)應(yīng)力損失小的多采用一端張拉，普通松弛的預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力損失大的梁體多采用超張拉，當(dāng)受到工期壓力，臺座難以周轉(zhuǎn)，也可采用補償張拉。30mT梁孔道為曲線且鋼絞線為低松弛預(yù)應(yīng)力筋，采用兩端對稱張拉。

3.3 確定張拉程序

普通松弛力筋：0——初應(yīng)力——1.03～1.05бcon（持荷2min錨固）

低松弛力筋： 0——初應(yīng)力——бcon（持荷2min錨固）

普通松弛級鋼絲，鋼絞線的普通松弛率約為4.5%～8.0%，低松弛級筋絲，鋼絞線的松弛率為1%～2.5%。

3.4 張拉注意事項

張拉前，要認(rèn)真檢查錨墊板周圍混凝土是否密實、錨環(huán)與夾片是否符合要求且是否配套、千斤頂和油表有沒有過期；張拉時要求步調(diào)一致：千斤頂同升同降，量測伸長值，持荷等工作步調(diào)一致；張拉后除計算伸長值之外，還要求檢查夾片外露量、平整度和T梁起拱值。

3.5 理論伸長值的計算

△L=P×L/（AP×Ep）

△L——理論伸長值 P—— 預(yù)應(yīng)力的平均張拉力

AP—— 預(yù)應(yīng)力截面積 EP——預(yù)應(yīng)力彈性模量

公式?jīng)]有考慮預(yù)應(yīng)力損失?？紤]到摩擦力，引進了平均張拉的計算公式：

P =P始+P末/2= P始×（1+e-（Kl+μθ））/2

μ——預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道之間的摩擦系數(shù)

θ——從張拉端到計算截面曲線管道部分的切線的夾角之和

k——管道每米局部偏差對磨差的影響系數(shù)

x——從張拉端到計算截面的管道長度

L——孔道長度

k，μ系數(shù)可以查表下表得

管道成型方式 K μ

鋼絲束、鋼絞線、光面鋼筋 螺紋鋼筋

預(yù)埋鐵皮管 0.003 0.35 0.40

鋼管軸心成型 0 0.55 0.60

橡膠管軸心成型 0.0015 0.55 0.60

對由多曲線或由直線段與曲線段組成的曲線筋張拉伸長值應(yīng)分段計算，然后疊加。

3.6 預(yù)應(yīng)力損失的計算

預(yù)應(yīng)力損失與施工工藝、材料性能及環(huán)境因素有關(guān)。應(yīng)根據(jù)試驗數(shù)據(jù)確定，30mT梁應(yīng)考慮以下預(yù)應(yīng)力損失：

（1）張拉端錨具變形，鋼筋內(nèi)縮和拼裝構(gòu)件壓縮引起的應(yīng)力損失，

бs1=∑△l/l×Ep

Ep——預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量

l——預(yù)應(yīng)力筋的有效長度

∑△l——錨具變形，鋼筋回縮，接縫壓縮值，一般取5mm

（2）預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁之間的磨差引起的預(yù)應(yīng)力損失：

бs2=бK[1-e-（μθ+kx）]

бK——張拉鋼筋時錨 控制預(yù)應(yīng)

（3）混凝土的彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失

бs3=ny∑△бni

ny——預(yù)應(yīng)力筋與混凝土的彈性模量比

∑△бni——在先張拉力筋的中心處，由后張拉力筋產(chǎn)生的法向應(yīng)力之和

（4）混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失：

這種預(yù)應(yīng)力損失和混凝土齡期有關(guān)。前七天變化最大，后來變化緩慢，選擇張拉時間時，我們不僅僅看同條件養(yǎng)護試塊的強度，還要看混凝土的齡期。一般經(jīng)驗，夏天5天，冬天為7天。

3.7 初應(yīng)力以下推算伸長值的選取

目前推算伸長值有兩種取法：

（1）直接套用公式：△l= PP L/APEP =（01.～0.5）бcon l / APEP

（2）按規(guī)范取相鄰級的伸長值：《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）》中說明推算伸長值可采用相鄰級的伸長值。既是假如初應(yīng)力取10%бcon ，則推算伸長值取20%бcon —10%бcon的實際伸長值。

當(dāng)梁體較短時，我們?nèi)∫环N方法計算推算伸長值，因為指針運行很快，實際伸長值小，油泵一開動就到位了。當(dāng)梁體較長時，采用第二種張拉方式較好，因為預(yù)應(yīng)力損失相對較大， 相鄰級伸長值可以真實的反映實際張拉情況，而用第一種方法往往會使推算伸長值偏大。

3.8 張拉對起拱的影響

梁體張拉過程中，在預(yù)應(yīng)力作用 下起拱。實際起拱和計算拱度有時會相差很大，這主要受控制混凝土強度以及天氣的影響：張拉不到位或過張拉，都會使起拱度偏小或偏大；冬天起拱小，夏天起拱大，而且張拉隨著時間的推移，起拱會慢慢增大。

4、結(jié)束語

預(yù)應(yīng)力張拉是T梁預(yù)制的關(guān)鍵工序，又是隱蔽工程。事后檢查和處理事故困難，故要求仔細(xì)計算，做好張拉前、中、后的檢查工作。

參考文獻

[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）

[2]劉效堯 趙立成.公路橋涵設(shè)計手冊.橋梁.人民交通出版社.1998

[3]蔚建華.預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵施工技術(shù)要點.人民交通出版社.2003

[4]劉吉士.橋梁施工百問.人民交通出版社.2003