雙控張拉在后張預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工中的應(yīng)用

胡偉　苗守峰

摘要：在橋梁施工中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)是一種比較常用的技術(shù)，可以有效提升公路橋梁的穩(wěn)定性和可靠性，延長(zhǎng)其使用壽命，在橋梁維護(hù)和加固中更是發(fā)揮著非常重要的作用。做好預(yù)應(yīng)力施工的有效控制，保證施工質(zhì)量，對(duì)于公路橋梁的施工而言是至關(guān)重要的。文章結(jié)合相應(yīng)的工程實(shí)例，對(duì)雙控張拉技術(shù)在后張預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：雙控張拉；后張預(yù)應(yīng)力；連續(xù)梁施工；交通運(yùn)輸；橋梁工程建設(shè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U445 文章編號(hào)：1009-2374（2015）04-0123-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0342

1 概述

隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的城市化進(jìn)程不斷加快，城市規(guī)模的擴(kuò)大以及人們生活水平的提高，使得人們的出行范圍不斷增加，公路交通運(yùn)輸事業(yè)得到了顯著發(fā)展。在公路橋梁建設(shè)中，各種新的施工技術(shù)和施工工藝的應(yīng)用，使得大跨度高預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁得到了日益廣泛的應(yīng)用，其施工質(zhì)量直接關(guān)系著公路交通運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定和安全，受到了廣泛的關(guān)注和重視。在預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工中，預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉是一個(gè)非常關(guān)鍵的步驟，對(duì)于連續(xù)梁施工質(zhì)量的控制起到了至關(guān)重要的作用，需要施工人員充分重視，采取相應(yīng)的管理和控制措施，確保公路橋梁的施工可以滿足設(shè)計(jì)要求。

2 預(yù)應(yīng)力施工中的雙控張拉技術(shù)

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)多應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)，主要是在混凝土結(jié)構(gòu)承受荷載前，預(yù)先對(duì)其施加一定的壓力，使其能夠在外荷載作用下時(shí)的受拉區(qū)混凝土內(nèi)部，產(chǎn)生相應(yīng)的壓應(yīng)力，從而抵消或者削減外荷載所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，使得結(jié)構(gòu)可以在正常使用的情況下，不產(chǎn)生裂縫或者較晚產(chǎn)生裂縫。從預(yù)應(yīng)力張拉位置劃分，預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以分為體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和體內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，前者作用于混凝土結(jié)構(gòu)外部，多用于混凝土結(jié)構(gòu)的維護(hù)和加固，后者作用于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，一般在施工中普遍應(yīng)用。從預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)間劃分，預(yù)應(yīng)力技術(shù)又可以分為先張預(yù)應(yīng)力和后張預(yù)應(yīng)力，前者指在混凝土澆筑前張拉預(yù)應(yīng)力筋，并將張拉的預(yù)應(yīng)力筋臨時(shí)錨固在鋼?；蚺_(tái)座上，之后澆筑混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以上時(shí)，放松預(yù)應(yīng)力筋，借助混凝土與預(yù)應(yīng)力筋的粘結(jié)，對(duì)混凝土施加預(yù)應(yīng)力；后者則指先澆筑混凝土，待其達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以上時(shí)，對(duì)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉，在橋梁和大跨度建筑中被廣泛應(yīng)用。在公路橋梁工程中，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，可以對(duì)橋梁材料的性能進(jìn)行全面充分的挖掘，使得橋梁內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，各個(gè)組件也可以及早適應(yīng)壓力，從而有效提升橋梁的穩(wěn)定性和剛性。不僅如此，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，可以有效節(jié)約橋梁施工中應(yīng)用的材料，降低施工成本，對(duì)于現(xiàn)代公路橋梁的施工而言是非常重要的。

在預(yù)應(yīng)力施工中，雙控張拉并不是指在預(yù)應(yīng)力筋兩端進(jìn)張拉，而是指對(duì)張拉應(yīng)力以及鋼絞線張拉伸長(zhǎng)值的控制。以控制張拉應(yīng)力為主，利用鋼絞線的伸長(zhǎng)值為校核，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于預(yù)應(yīng)力施工的有效控制，確保橋梁預(yù)應(yīng)力張拉的準(zhǔn)確性和可靠性。

3 雙控張拉在后張預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工中的應(yīng)用

這里結(jié)合相應(yīng)的工程實(shí)例，對(duì)雙控張拉在后張預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工中的應(yīng)用進(jìn)行分析和討論，希望可以為相關(guān)工程的施工提供一定參考。

3.1 工程概況

寸灘長(zhǎng)江大橋?yàn)橹貞c機(jī)場(chǎng)專用快速路工程南段的控制性工程，寸灘長(zhǎng)江大橋全長(zhǎng)1.6km，分主橋及南北引橋二大部分。寸灘長(zhǎng)江大橋主橋?yàn)橹骺?80m的鋼箱梁?jiǎn)慰珉p塔懸索橋，主纜邊跨250m，分跨為250m+880m+250m，主跨矢跨比1/8.8，兩根主纜中心距39.2m。主塔為門式框架結(jié)構(gòu)，主纜錨固系統(tǒng)采用后錨梁錨固系統(tǒng)，兩岸錨碇為重力式結(jié)構(gòu)。連續(xù)梁的施工采用掛籃懸臂澆筑施工，先合攏邊跨后合攏分跨，在對(duì)連續(xù)梁進(jìn)行施工的過(guò)程中，采用的后張預(yù)應(yīng)力技術(shù)，并結(jié)合雙控法的有效控制，以保證施工質(zhì)量。

3.2 主塔預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)

主塔采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，塔柱全高（從塔座頂面算至鞍罩頂）192.5m，分別由上、中、下塔柱，上、中、下橫梁及塔頂鞍罩幾部分組成。主塔橫橋向?yàn)殚T式框架結(jié)構(gòu)，兩塔柱間的橫向中心間距，從塔底到塔頂?shù)葘挒?9.2m。塔柱為四周以兩個(gè)圓弧相連接的特殊矩型截面，截面縱、橫向相接處采用圓弧順接，景觀效果突出，兩個(gè)圓弧半徑均為80cm。塔柱橫橋向尺寸等寬為6.0m，縱橋向尺寸從頂面8.0m變化到塔底10.0m。其中塔柱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，上、中、下橫梁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。主塔上、中、下橫梁均為預(yù)應(yīng)力混凝土單箱單室結(jié)構(gòu)。下橫梁中間高7m，邊緣因景觀要求，在與塔柱連接處6m范圍內(nèi)梁底以長(zhǎng)度半徑為3m的圓弧變化，梁高由7m增至10m。橫橋向長(zhǎng)33.2m，順橋向?qū)?m，頂、底板厚度均為0.8m，腹板厚度為1.0m。為利于橫梁頂面布置支座墊石及阻尼裝置的固定墊塊，在邊跨混凝土梁支座下方和主跨阻尼裝置的固定墊塊下方設(shè)置1.5m厚橫隔板，在邊、主跨主梁支座下方腹板上設(shè)置牛腿，下橫梁頂面設(shè)有進(jìn)人孔。中橫梁高4.5m，橫橋向長(zhǎng)33.2m，順橋向?qū)?m，頂、底板、腹板厚度均為0.6m，在上橫梁和中橫梁之間設(shè)置的中國(guó)結(jié)造型鏤空雕花下方設(shè)置1.0m厚橫隔板，兩邊立柱下方頂板下設(shè)置牛腿。在與兩邊塔柱連接處2.25m范圍內(nèi)中橫梁底部設(shè)置有高1.5m的裝飾塊。中橫梁頂面設(shè)有進(jìn)人孔。上橫梁高6.0m，橫橋向長(zhǎng)約33.2m，順橋向?qū)?.0m，采用單箱單室截面，頂、底、腹板厚度均為0.6m。頂面設(shè)有進(jìn)人孔。為配合牌樓塔造型的景觀要求，在上、中橫梁處塔柱外側(cè)分別設(shè)置了長(zhǎng)9.5m和6m的裝飾塊。在施工中，應(yīng)該嚴(yán)格控制塔柱的傾斜度誤差不大于1/3000塔高，且塔柱軸線偏差不大于30mm，塔柱斷面尺寸偏差不大于20mm，施工模板應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度與剛度，最好使用新制木模，內(nèi)外模板安裝質(zhì)量要滿足《重慶市市政工程普通清水混凝土施工技術(shù)規(guī)程》（DBJ/50-073-2008）要求，在木模內(nèi)側(cè)涂刷脫模劑，以確保結(jié)構(gòu)尺寸偏差滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，同時(shí)保證塔柱外觀質(zhì)量。主塔施工中的勁性骨架由施工單位自行考慮，施工中需注意骨架的剛度與連接問(wèn)題，以確保定位精度。

3.3 預(yù)應(yīng)力張拉

在混凝土強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%以上時(shí)，且齡期不小于5天方可張拉預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力管道定位措施應(yīng)能確保在混凝土澆筑過(guò)程中管道不發(fā)生偏移，定位網(wǎng)間距不得大于設(shè)計(jì)要求。嚴(yán)格按照施工規(guī)范的相關(guān)要求及時(shí)對(duì)管道進(jìn)行壓漿以確保結(jié)構(gòu)的耐久性，同時(shí)在預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿完成后按照施工規(guī)范的要求及時(shí)封錨。為了保證施工質(zhì)量，這里采用雙控張拉法使用。

3.3.1 預(yù)應(yīng)力鋼絞線及張拉指標(biāo)參數(shù)?？v向預(yù)應(yīng)力鋼束采用高強(qiáng)低松弛鋼絞線，抗拉強(qiáng)度為1860MPa，直徑15.2mm。預(yù)應(yīng)力管道的形成應(yīng)該采用金屬波紋管成孔，確保其能夠滿足《預(yù)應(yīng)力混凝土用金屬波紋管》的相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在合攏段，由于應(yīng)力相對(duì)集中，因此應(yīng)該采用增強(qiáng)型金屬波紋管，其他部位可以采用標(biāo)準(zhǔn)型，以降低工程造價(jià)。對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的錨固采用自錨式拉絲體系，使用的錨具應(yīng)該符合《鐵路工程預(yù)應(yīng)力筋用夾片式錨具、夾具和連接器技術(shù)條件》。同時(shí)，需要配置相應(yīng)的配套千斤頂設(shè)備。

鋼絞線張拉指標(biāo)參數(shù)為：在錨口以及喇叭口，預(yù)應(yīng)力的損失按照錨外控制應(yīng)力的6%進(jìn)行計(jì)算，管道壁與鋼筋的摩擦系數(shù)取0.25；每m管道對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)位置的偏差系數(shù)取0.003，錨頭變形以及鋼筋回縮值取6mm；其他預(yù)應(yīng)力的損失按照相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。

3.3.2 張拉工藝。千斤頂就位，對(duì)鋼絞線施加一定的拉力，使得預(yù)應(yīng)力鋼絞線繃直。待張拉至規(guī)定的初應(yīng)力時(shí)，停止張拉，對(duì)原始空隙進(jìn)行測(cè)量，并作出相應(yīng)的標(biāo)記。需要結(jié)合多個(gè)方面的因素，對(duì)鋼絞線的張拉順序進(jìn)行合理安排，這些因素包括：其一，在張拉時(shí)，應(yīng)避免構(gòu)件截面處于過(guò)大的偏心受力狀態(tài)，避免在混凝土邊緣產(chǎn)生拉應(yīng)力；其二，對(duì)分批張拉的預(yù)應(yīng)力損失值進(jìn)行計(jì)算；其三，盡可能減小梁體上拱度，避免出現(xiàn)梁體變形或開(kāi)裂的情況。在張拉過(guò)程中，需要注意以下問(wèn)題，例如，對(duì)于縱向預(yù)應(yīng)力筋而言，應(yīng)該兩端同步同時(shí)左右對(duì)稱張拉，最大不平衡束不能超過(guò)1束，張拉順序?yàn)橄雀拱逶夙敯搴蟮装?，從外向?nèi)左右對(duì)稱進(jìn)行，在張拉過(guò)程中，應(yīng)該始終保持兩端預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值基本一致。預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，應(yīng)該采取預(yù)應(yīng)力筋張拉壓力與伸長(zhǎng)值雙控措施，以油壓表對(duì)應(yīng)力進(jìn)行控制，張拉至初始應(yīng)力值時(shí)，應(yīng)該在預(yù)應(yīng)力筋上做出標(biāo)記，作為伸長(zhǎng)值測(cè)量的起點(diǎn)，對(duì)于伸長(zhǎng)值的測(cè)量應(yīng)該兩端同時(shí)進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

在后張法預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的施工中，鋼絞線的張拉控制屬于核心技術(shù)，直接影響預(yù)應(yīng)力施工的效果，需要施工人員的充分和重視，以保證工程整體的施工質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：胡偉（1980-），男，四川武勝人，中鐵二院（成都）咨詢監(jiān)理有限責(zé)任公司重慶分公司工程師。

（責(zé)任編輯：陳 倩）