峽江庫(kù)區(qū)同南河橋梁預(yù)制空心板預(yù)應(yīng)力張拉計(jì)算及施工

李發(fā)揚(yáng)，鐘長(zhǎng)海

（中國(guó)水利水電第五工程局有限公司，四川成都 610015）

1 工程概述

峽江水利樞紐庫(kù)區(qū)防護(hù)工程同江1標(biāo)，樁號(hào)1+000～13+000，全長(zhǎng)12 km，跨越河道橋梁11座，連接南、北抬田區(qū)橋梁1座。其中，6～20 m有1座，5～20 m有7座，4～20 m有4座，均為預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板橋，預(yù)制空心梁板長(zhǎng)20 m，梁板數(shù)為309片。

簡(jiǎn)支橋上部采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板結(jié)構(gòu)，空心板混凝土為 C50；鋼絞線選用符合 GB/T5224-2003標(biāo)準(zhǔn)的低松馳高強(qiáng)度鋼絞線，公稱(chēng)直徑d=15.24 mm；錨環(huán)、夾片、錨墊板等選用OVM15系列產(chǎn)品（采用 15-4 型、15-5 型、15-6 型）；千斤頂選用YDC1500型液壓千斤頂，其額定張拉力1 500 kN；管道成孔采用預(yù)埋金屬波紋管。空心板混凝土立方體抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的85%以上，且混凝土齡期不小于7 d時(shí)，方進(jìn)行張拉施工。

2 張拉力與理論伸長(zhǎng)量計(jì)算

張拉力及理論長(zhǎng)量計(jì)算公式為：

式中：ΔL—預(yù)應(yīng)力筋理論伸長(zhǎng)量，mm；

PP—預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力，N；

L—預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度，mm；

AP—預(yù)應(yīng)力筋的截面面積，mm2；

EP—預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量，MPa；

P—預(yù)應(yīng)力筋張拉端的張拉力，N；

x—從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度，m；

θ—從張拉端至計(jì)算截面曲線孔道部分切線的夾角之和，rad；

k—孔道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，查《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）附錄G-8系數(shù)k及u值表。

u—預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩擦系數(shù)（同上）。

2.1 張拉力計(jì)算

OVM15-4、OVM15-5、OVM15-6 類(lèi)型錨具張拉力計(jì)算見(jiàn)表1。

2.2 鋼絞線束理論伸長(zhǎng)量計(jì)算

以簡(jiǎn)支橋梁20 m中板（見(jiàn)圖1）鋼絞線束N1（m=5根鋼絞線）兩端同時(shí)張拉為例，進(jìn)行后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長(zhǎng)量計(jì)算，經(jīng)計(jì)算得出：

控制張拉力條件下的平均張拉力PP=960.965（kN）；

單端理論伸長(zhǎng)量ΔL=72.196（mm）；

兩端理論伸長(zhǎng)量 2ΔL=144.3（mm）。

實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值控制在±6%以?xún)?nèi)，實(shí)際伸長(zhǎng)量控制范圍為135.6～153 mm。

表1 三種類(lèi)型錨具張拉力計(jì)算表

圖1 20m中板1/2立面圖（單位：mm）

圖2 A-A斷面剖面圖

3 后張法張拉施工

3.1 準(zhǔn)備工作

3.1.1 張拉設(shè)備校驗(yàn)

預(yù)應(yīng)力張拉所用張拉設(shè)備（千斤頂、油泵、油壓表）須在使用前送專(zhuān)業(yè)計(jì)量部門(mén)進(jìn)行配套標(biāo)定，確定張拉力與壓力表之間的回歸關(guān)系曲線。

3.1.2 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備主要包括：梁板混凝土強(qiáng)度檢查；穿束孔道、灌漿孔、排氣孔通暢性檢查；鋼絞線兩端工作長(zhǎng)度檢查；孔道、工作錨、千斤頂“三對(duì)中”情況檢查。

3.2 張拉施工

3.2.1 張拉次序

橋梁空心板分中板、邊板，均布置4束鋼絞線束，鋼絞線束構(gòu)造型式相同（見(jiàn)圖1、圖2）。鋼絞線束兩端同時(shí)張拉，張拉次序?yàn)椋鹤驨1→右N2→右N1→左N2

3.2.2 張拉施工程序

安裝工作錨具-安裝工作夾片 （鐓齊）-安裝限位板-安裝千斤頂 （調(diào)整位置使鋼絞線順直）-安裝工具錨-接上油路、裝上壓力表、接好電路-張拉-錨固。

3.2.3 張拉

鋼絞線束兩端同時(shí)張拉，張拉分級(jí)升荷要求為：0→10%σk→ 20%σk→ 100%σk（持荷 2 min錨固）。

選派熟練的操作人員對(duì)油泵進(jìn)行控制，給千斤頂緩慢供油，均勻升荷。 在 10%σk、20%σk、100%σk時(shí)，采用鋼尺量測(cè)千斤頂活塞外露量，據(jù)此計(jì)算鋼絞線實(shí)際伸長(zhǎng)量。當(dāng)張拉力達(dá)到控制張拉力時(shí)，油泵持荷2 min。油泵持荷完成后，兩端油泵同時(shí)卸荷，千斤頂自動(dòng)回油收回張拉缸，整個(gè)張拉工作完成。

3.2.4 伸長(zhǎng)量量測(cè)及計(jì)算

為了將鋼絞線束緊和克服靜摩察，須對(duì)鋼絞線束施加初始張拉力，其值為控制張拉力σk的10%，它的伸長(zhǎng)量以10%σk、20%σk荷載時(shí)量測(cè)的實(shí)際伸長(zhǎng)量值推導(dǎo)。

實(shí)際伸長(zhǎng)量的計(jì)算過(guò)程如下：兩端同時(shí)張拉至10%σk時(shí)，分別量取兩端千斤頂活塞外露量L左1、L右1；張拉至20%σk時(shí)，分別量取兩端千斤頂活塞外露量L左2、L右2；張拉至100%σk時(shí)，分別量取兩端千斤頂活塞外露量L左3、L右3，實(shí)際伸長(zhǎng)量計(jì)算如下：

3.2.5 張拉控制

采取“雙控”指標(biāo)，即以張拉力控制為主，以伸長(zhǎng)量進(jìn)行校核控制，實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值應(yīng)符合規(guī)范要求，控制在±6%以?xún)?nèi)。否則，應(yīng)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。

4 施工體會(huì)

通過(guò)同江1標(biāo)12座橋梁的橋板預(yù)制施工，對(duì)準(zhǔn)確有效地建立橋板混凝土預(yù)應(yīng)力有以下幾點(diǎn)施工體會(huì)：

（1）施工人員要認(rèn)真識(shí)圖，準(zhǔn)確掌握橋板體型尺寸、鋼筋及埋件布置要求；

（2）在模板、鋼筋制安工序中嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”，確保橋板體型尺寸、鋼筋及埋件布置符合設(shè)計(jì)圖紙要求；

（3）橋板混凝土澆筑工序中嚴(yán)格執(zhí)行旁站制度，對(duì)混凝土拌制運(yùn)輸、入倉(cāng)、平倉(cāng)、振搗進(jìn)行過(guò)程控制，確?；炷翝仓|(zhì)量及埋件完好；

（4）橋板鋼絞線束張拉施工前，做好張拉設(shè)備配套及校驗(yàn)工作；

（5）做好張拉施工技術(shù)交底工作，確保施工人員準(zhǔn)確掌握張拉施工次序、張拉施工程序、張拉分級(jí)升荷要求、伸長(zhǎng)量量測(cè)及記錄辦法；

（6）做好張拉施工人員組織工作，確保千斤頂、油泵有專(zhuān)人操作，并有專(zhuān)人進(jìn)行伸長(zhǎng)量量測(cè)及記錄。張拉施工前要進(jìn)行演練，確保施工人員操作熟練、配合得當(dāng)。

5 結(jié)語(yǔ)

同江1標(biāo)12座橋共計(jì)309片橋板在2013年底預(yù)制完成，并吊裝上橋。在橋板混凝土預(yù)應(yīng)力施工中，各種數(shù)據(jù)計(jì)算正確，張拉施工工藝嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。在橋板體型、鋼筋及埋件制作安裝、混凝土質(zhì)量已滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的情況下，通過(guò)后張法施工，準(zhǔn)確有效地建立了橋板混凝土預(yù)應(yīng)力。309片橋板吊裝上橋后進(jìn)行了橋面鋪裝等后續(xù)工作，12座橋中通車(chē)時(shí)間最小者已超過(guò)8個(gè)月。經(jīng)監(jiān)測(cè)，12座橋運(yùn)行狀態(tài)良好。本工程橋板混凝土預(yù)應(yīng)力施工經(jīng)驗(yàn)可為類(lèi)似工程提供參考。

［1］JTG/T F50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］GB/T5224-2003預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線［S］.

［3］GB/T14370-2007預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器［S］.