智能張拉在橋梁后張施工中問題的探討

黃勇

浙江公路水運(yùn)工程監(jiān)理有限公司 310004

橋梁后張法預(yù)應(yīng)力施工的操作方式包括人工控制張拉和智能系統(tǒng)控制張拉兩種；伸長量測量包括測量千斤頂外設(shè)的標(biāo)尺與梁端之間的距離和測量千斤頂活塞伸長值兩種方法。目前，人工控制張拉的預(yù)應(yīng)力筋伸長量既有采用測量標(biāo)尺距離的方式，又有測量千斤頂活塞伸長值的方式，而智能系統(tǒng)控制張拉的預(yù)應(yīng)力筋伸長量均采用測量千斤頂活塞伸長值的方式。以下根據(jù)后張預(yù)應(yīng)力施工操作方法對預(yù)應(yīng)力筋伸長量及回縮量量測方法予以說明。

一、預(yù)應(yīng)力筋伸長量

（一）人工控制張拉的預(yù)應(yīng)力筋伸長量測量及計(jì)算。

1、人工控制張拉的預(yù)應(yīng)力筋伸長量測量可采用標(biāo)尺測量法、千斤頂安裝就位并經(jīng)嚴(yán)格調(diào)軸對中后，選一根綱絞線，在工具夾片外約1cm的位置安裝帶測量標(biāo)尺的專用夾具。夾具如圖一所示，可采用略大于鋼絞線的短鋼管制作，鋼管上設(shè)旋緊裝置和長條形鋼板標(biāo)尺，標(biāo)尺與鋼管垂直焊接牢靠。

2、當(dāng)張拉至初應(yīng)力б0時(shí)，用鋼板尺測量標(biāo)尺距梁板端面的距離L0（測線應(yīng)緊挨千斤頂并與千斤頂軸線平行）。梁板端面的測量位置應(yīng)作記號(hào)，后續(xù)伸長量測量均應(yīng)對應(yīng)此點(diǎn)。

3、繼續(xù)張拉至相鄰級(jí)應(yīng)力б1（б0=2б0），測量標(biāo)尺距梁端測量點(diǎn)的距離為L1。

4、當(dāng)張拉至控制應(yīng)力бK，須按規(guī)定持荷5min，在持荷即將終止時(shí)，測量標(biāo)尺距梁端測量點(diǎn)距離為LK。

5、預(yù)應(yīng)力筋一端的張拉伸長量L2由б0～бK行程的伸長量和0～бK行程的伸長量（相鄰級(jí)б0～б1推算）兩部分組成。

LZ=（LK-L0）+（L1-L0）-LQ

L0——張拉至初應(yīng)力б0的預(yù)應(yīng)力筋伸長量

L1——張拉至相鄰級(jí)應(yīng)力б1（б0=2б0）的預(yù)應(yīng)力筋伸長量

LK——張拉至控制應(yīng)力бK的預(yù)應(yīng)力筋伸長量

LQ——張拉工作段長度內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長量

6、若預(yù)應(yīng)力筋伸長量采用測量千斤頂活塞伸長值的方式時(shí)，應(yīng)按智能系統(tǒng)控制張拉的預(yù)應(yīng)力筋伸長量量測方式進(jìn)行操作。

（二）智能系統(tǒng)控制張拉的預(yù)應(yīng)力筋伸長量測量及計(jì)算

1、千斤頂安裝就位后，選一根鋼絞線，在工具夾片外約1cm的位置安裝帶測量標(biāo)尺的專用夾具。

2、當(dāng)張拉至初應(yīng)力б0時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)測量并記錄預(yù)應(yīng)力筋伸長量L0。在持荷期間，用鋼板尺測量標(biāo)尺距工具錨墊板端面的距離L0（見示意圖）。錨墊板端面的測量位置應(yīng)作記號(hào)，后續(xù)的內(nèi)縮量測量遠(yuǎn)離應(yīng)對應(yīng)此點(diǎn)。

3、繼續(xù)張拉至相鄰級(jí)應(yīng)力б1（б1=2б0），系統(tǒng)自動(dòng)測量并記錄預(yù)應(yīng)力筋伸長量L1。在持荷期間，用鋼板尺測量標(biāo)尺距工具錨墊板端面的距離L1。

4、當(dāng)張拉至控制應(yīng)力бK并持荷5min后，系統(tǒng)自動(dòng)測量并記錄預(yù)應(yīng)力筋伸長量LK。在持荷即將終止時(shí)，用鋼板尺測量標(biāo)尺距工具錨墊板端面的距離LK。

5、預(yù)應(yīng)力筋伸長量計(jì)算應(yīng)考慮張拉過程中工具錨的鋼絞線內(nèi)縮值。

（1）從初應(yīng)力б0張拉至相鄰級(jí)應(yīng)力б1時(shí)工具錨的鋼絞線內(nèi)縮值NS1為：

NS1=（L0-L1）

（2）從初應(yīng)力б0張拉至控制應(yīng)力бK時(shí)工具錨的鋼絞線內(nèi)縮值NS2為：

NS2=（L0-LK）

（3）張拉過程中的工具錨的鋼絞線名義內(nèi)縮值NS為：NS=（NS1+ NS2）

式中：L0——張拉至初應(yīng)力б0時(shí)的鋼絞線內(nèi)縮測量初始值

L1——張拉至相令級(jí)應(yīng)力б1（б1=2б0）時(shí)的鋼絞線內(nèi)縮測量值

LK——張拉至控制應(yīng)力бK時(shí)的鋼絞線內(nèi)縮測量值

6預(yù)應(yīng)力筋一端的張拉伸長量LZ由б0～бK行程的伸長量（需扣除內(nèi)縮值）和0-б0行程的伸長量（相鄰級(jí)б0～б1推算。并扣除內(nèi)縮值）兩部分組成。

LZ=[（LK-L0）-（L0-LK）]+[（L1-L0）-（L0-L1）]-LQ

=（LK-L0）+（L1-L0）+（NS2+ NS1）-LQ

=（LK+L1-2L0）-NS-LQ

7、當(dāng)使用同一類工具錨時(shí)，可將前3片預(yù)制梁板的各孔預(yù)應(yīng)力筋或現(xiàn)澆梁的前5孔預(yù)應(yīng)力筋名義內(nèi)縮值的平均值NS作為后續(xù)預(yù)應(yīng)力張拉施工計(jì)算的固定數(shù)值，在計(jì)算程序中予以設(shè)定，可不再逐束進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測，但應(yīng)定期復(fù)核。預(yù)應(yīng)力筋一端的張拉伸長量LZ為：

LZ=（LK+L1-2L0）-NS-LQ

（三）伸長量偏差計(jì)算。

1、復(fù)核理倫伸長量LL，核對張拉工作段長度內(nèi)鋼絞線的伸長量LQ，若在千斤頂與限位板間加墊錨墊板，則工作段長度應(yīng)計(jì)入加墊的錨墊板厚度。

2、伸長量偏差=（LZ-LL）/ LL。伸長量偏差應(yīng)在±6%之內(nèi)，否則應(yīng)暫停施工，查找原因。

二、預(yù)應(yīng)力筋回縮量（含錨具變形）測量及計(jì)算

（一）人工控制張拉的預(yù)應(yīng)力筋回縮量測量。

當(dāng)張拉至бK、5min持荷及伸長量測量完成后，回油至初應(yīng)力、測量標(biāo)尺距梁端測量點(diǎn)的距離LN。

（二）智能系統(tǒng)張拉的預(yù)應(yīng)力筋回縮量測量。

施工前設(shè)定智能系統(tǒng)的張拉程序，在千斤頂張拉至бK、5min持荷及伸長量自動(dòng)測量完成后，增加一個(gè)步驟，即回油至初應(yīng)力時(shí)持荷，由系統(tǒng)自動(dòng)測量錨固后的剩余伸長量LN，然后按原步驟完成張拉工作。

（三）預(yù)應(yīng)力筋回縮量計(jì)算。

預(yù)應(yīng)力筋回縮量SH為：

SH=（LK-LN）-（1-б0/бK）LQ

式中：（1-б0/бK）LQ——指б0～бK行程的千斤頂工作段長度的鋼絞線伸長量

預(yù)應(yīng)力筋回縮量SH應(yīng)不大于6mm，否則應(yīng)暫停施工，查找原因。

三、其它事頂

1、預(yù)應(yīng)力筋伸長量測量試、理論伸長量、千斤頂工作段長度的伸長量計(jì)算值（一端）、伸長量偏差計(jì)算公式、預(yù)應(yīng)力筋回縮量計(jì)算公式等信息應(yīng)填寫在張拉記錄表中，以利于復(fù)核計(jì)算。采用智能張拉系統(tǒng)施工（或人工測量活塞伸長值）時(shí)，張拉記錄中還應(yīng)注明張拉時(shí)工具錨錨固過程中鋼絞線的內(nèi)縮值NS。

2、對于多行程張拉，倒頂時(shí)的中間行程的數(shù)據(jù)需完整檢測、記錄并計(jì)算。

3、張拉施工初期，應(yīng)比較各孔預(yù)應(yīng)力筋在初應(yīng)力至相鄰級(jí)應(yīng)力區(qū)間的伸長量數(shù)值，當(dāng)變異性較大時(shí)，可適當(dāng)提高初應(yīng)力值。

4、張拉施工方案應(yīng)包括各階段工作內(nèi)容，計(jì)算書中的張拉計(jì)算步驟應(yīng)清晰、完整。

5、采用智能系統(tǒng)張拉前應(yīng)檢查活塞上的位移傳感器是否牢固，張拉過程應(yīng)定期校核位移傳感器與實(shí)測值之間的偏差。偏差量不合格時(shí)，應(yīng)修理或更換位移傳感器。

6、關(guān)于張拉設(shè)備中錨具及限位板之間的配套問題應(yīng)引起相關(guān)施工人員的重視。按照規(guī)定限位板和錨具必須配套使用，因?yàn)閵A片在張拉前后外露量與限位板的限位槽深度有嚴(yán)格要求，如果該槽深度大于夾片外露量過多，將使得夾片過早合擾，造成張拉應(yīng)力損失過大，以致張拉伸長量與理論伸長量偏差過大。反之，如果該槽深度大于夾片外露量，則會(huì)使得夾片無預(yù)緊力，不利于夾片與鋼鉸線同步縮，可能增大鋼絞線回縮量。

（四）、針對本項(xiàng)目智能張拉設(shè)備在應(yīng)用中存在的一些問題探討

本項(xiàng)目采用的是廣西柳州黔橋工程材料有限公司生產(chǎn)的YCW2508B型號(hào)張拉設(shè)備，經(jīng)過分析其計(jì)算過程與計(jì)算結(jié)果后得出結(jié)論，該儀器計(jì)算的最終鋼絞線伸長量，已經(jīng)扣除了本文中提到的所有內(nèi)縮量（梁體內(nèi)鋼絞線及千斤頂內(nèi)鋼絞線內(nèi)縮量）。但是經(jīng)過本文前面分析及“公路橋涵施工規(guī)范”規(guī)定，梁體內(nèi)鋼絞線內(nèi)縮量是不能減去。

經(jīng)與廠家溝通得知他們技術(shù)人員在設(shè)計(jì)軟件時(shí)并未按照公路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且在計(jì)算理論伸長量時(shí)也只是采用簡化公式計(jì)算，所以計(jì)算結(jié)果與使用“橋規(guī)”計(jì)算結(jié)果存在差別。

鑒于以上情況，本項(xiàng)目在實(shí)施過程中只是利用了該設(shè)備測量的各項(xiàng)實(shí)測數(shù)據(jù)，最終伸長量是通過自編計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行重新計(jì)算。經(jīng)過150片梁板試驗(yàn)后，證明采用該方法得到的結(jié)果與理論計(jì)算值比較，偏差在±6%以內(nèi)。符合規(guī)范要求。

參考文獻(xiàn)：

（1）《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范—JTG/TF50-2011》；

（2）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》；