雙控法張拉在后張預(yù)應(yīng)力箱梁施工中的應(yīng)用及鋼絞線伸長(zhǎng)值的計(jì)算和測(cè)量方法

白廣州

摘 要：通過(guò)京津城際這一國(guó)內(nèi)首條高速鐵路31.5米箱梁的張拉施工實(shí)例，系統(tǒng)地介紹雙控法張拉在后張預(yù)應(yīng)力箱梁施工中的應(yīng)用技術(shù)及張拉伸長(zhǎng)值的計(jì)算和測(cè)量方法，對(duì)張拉材料及工具、張拉工藝、理論伸長(zhǎng)量的計(jì)算、實(shí)際伸長(zhǎng)量的計(jì)算和測(cè)量、張拉作業(yè)中需要注意的事項(xiàng)等均有詳細(xì)的闡述，在提高施工工藝、保證工程質(zhì)量方面具有較大意義。

關(guān)鍵詞：箱梁；雙控法；預(yù)應(yīng)力；張拉；伸長(zhǎng)值

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）10-0114-03

上世紀(jì)末期，隨著國(guó)外技術(shù)的不斷引進(jìn)消化，我國(guó)橋梁建筑技術(shù)得到迅速提高和發(fā)展，大跨度高預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁被廣泛應(yīng)用。特別是從2005年開(kāi)始，隨著京津城際鐵路的動(dòng)工建設(shè)，我國(guó)高速鐵路建設(shè)大潮正式開(kāi)啟，高鐵建設(shè)中大量使用900噸大跨度高預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，為我國(guó)高速鐵路的發(fā)展做出了較大貢獻(xiàn)。而預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉施工作為后張預(yù)應(yīng)力箱梁施工中的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)控制箱梁的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。為了進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、提高工藝水平，結(jié)合本人在京津城際軌道交通工程施工中的實(shí)際經(jīng)歷，介紹大跨度后張法預(yù)應(yīng)力箱梁的張拉工藝，特別是雙控法在預(yù)應(yīng)力控制方面的應(yīng)用，對(duì)鋼絞線理論伸長(zhǎng)值的計(jì)算方法和實(shí)際伸長(zhǎng)值的計(jì)算和測(cè)量等進(jìn)行系統(tǒng)闡述。

1 工程簡(jiǎn)介

京津城際軌道工程是國(guó)內(nèi)第一條時(shí)速350千米的高速鐵路工程。當(dāng)時(shí)我所在的公司承擔(dān)該工程中楊村特大橋DK50+124—DK80+998.5D段箱梁預(yù)制任務(wù)。該段橋梁采用箱型梁，梁長(zhǎng)32.6m，跨度31.5米，梁高3.095m，橋面寬13.4m，每榀梁重約850噸。該工程完全按照國(guó)家和鐵道部出臺(tái)的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)組織施工，業(yè)主是京津城際軌道工程有限公司。

2 張拉用材料和機(jī)具的規(guī)格參數(shù)

高強(qiáng)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線：抗拉強(qiáng)度1860MPa，彈性模量為1.95×105Mpa，公稱直徑15.20mm（7φ5）；電動(dòng)油泵型號(hào)：2YBZ2—49；千斤頂?shù)男吞?hào)：YDCW4000A；錨具型號(hào)：QVM15-9D、QVM15-12D；夾片型號(hào)：QVM15-00-A-1。

3 主要張拉工藝

（1）對(duì)稱張拉，即鋼絞線兩端同時(shí)張拉，左右兩側(cè)對(duì)稱的孔道同時(shí)張拉。雙控法即張拉力采用油泵讀數(shù)和伸長(zhǎng)量雙控法加以保證，四個(gè)油泵同時(shí)升壓作業(yè)，一個(gè)階段升壓完成并持壓一定時(shí)間后，同時(shí)測(cè)量鋼絞線的伸長(zhǎng)量。

（2）各油泵均加壓至規(guī)定的初應(yīng)力時(shí)，量測(cè)原始油缸伸出量和工具夾片外露量，并做數(shù)據(jù)記錄，量測(cè)時(shí)須停機(jī)；量測(cè)完成后，四臺(tái)千斤頂同時(shí)加壓至規(guī)定的控制應(yīng)力，持荷5分鐘；持荷后同時(shí)量測(cè)各千斤頂油缸伸出量和夾片外露量。每束鋼絞線張拉結(jié)束后，量測(cè)錨具上的夾片外露量和限位板上限位槽的深度，限位槽深度減去夾片外露量就是鋼絞線的回縮量。

（3）鋼絞線張拉順序如表1所示。

預(yù)應(yīng)力孔道編號(hào)如圖1所示。

（4）橋梁砼強(qiáng)度達(dá)60%（33.5MPa）后，首先按照上表所示預(yù)張拉順序進(jìn)行預(yù)張拉；砼強(qiáng)度達(dá)80%（43.5MPa）后，按照上表所示初張拉順序進(jìn)行初張拉；初張拉后可將梁移出生產(chǎn)臺(tái)位進(jìn)行存梁。梁進(jìn)入存梁臺(tái)位后，待砼強(qiáng)度達(dá)100%（53.5MPa）后，按照上表所示終張拉順序進(jìn)行終張拉。終張拉完成后觀察鋼絞線，12小時(shí)內(nèi)如無(wú)異常情況立即封堵錨頭并在終張拉結(jié)束后48小時(shí)內(nèi)進(jìn)行管道真空輔助壓漿。

4 鋼絞線伸長(zhǎng)量的計(jì)算

4.1 鋼絞線理論伸長(zhǎng)值的計(jì)算

4.1.1 公式及涵義

4.2.2 量測(cè)方法

A、B兩千斤頂同時(shí)張拉一束鋼絞線，在兩油泵均加壓至初應(yīng)力時(shí)測(cè)得A端油缸伸出量為a，B端為c；A端夾片外露量為e，B端為g。在兩油泵均加壓至控制應(yīng)力時(shí)測(cè)得A端油缸伸出量為b，B端為d；A端夾片外露量為f，B端為h。則該束鋼絞線此次張拉的伸長(zhǎng)量ΔL1=（b-a）-（e-f）+（d-c）-（g-h）。

5 張拉注意事項(xiàng)

（1）鋼絞線張拉前應(yīng)全面檢查錨具、千斤頂及油泵等張拉設(shè)備的性能、型號(hào)、數(shù)量等是否符合設(shè)計(jì)和施工要求。特別是千斤頂要與油泵、油壓表、油管等一起進(jìn)行配套標(biāo)定。

（2）千斤頂給油、回油工序必須緩慢平穩(wěn)的進(jìn)行，防止出現(xiàn)滑斷絲現(xiàn)象。鋼絞線張拉后及時(shí)對(duì)其作畫線標(biāo)記并進(jìn)行觀測(cè)。

（3）張拉現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有明顯標(biāo)志，與該工作無(wú)關(guān)的人員嚴(yán)禁入內(nèi)。張拉或退楔時(shí)，千斤頂后面不得站人，以防預(yù)應(yīng)力鋼絞線拉斷或錨具、楔塊彈出傷人。

（4）已張拉好而尚未壓漿的梁，嚴(yán)禁吊運(yùn)或劇烈震動(dòng)，以防預(yù)應(yīng)力鋼絞線裂斷而釀成重大事故。

（5）理論伸長(zhǎng)值計(jì)算中，鋼絞線N4采取的是兩端張拉，所以在進(jìn)行伸長(zhǎng)量計(jì)算時(shí)是計(jì)算一半鋼絞線的伸長(zhǎng)值然后乘以二的方法；而對(duì)于非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，在計(jì)算鋼絞線的伸長(zhǎng)值時(shí)，計(jì)算原則是從兩側(cè)向中間分段計(jì)算，至跨中某一點(diǎn)時(shí)鋼絞線的受力基本相等即可，而不是簡(jiǎn)單的分中計(jì)算。

（6）鋼絞線的分段原則是將整根鋼絞線根據(jù)設(shè)計(jì)線形分成曲線連續(xù)段及直線連續(xù)段，而不能將直線段及曲線段分在同一段內(nèi)。

6 結(jié)語(yǔ)

張拉工序是預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工中的關(guān)鍵工序，同時(shí)也是質(zhì)量最難管控的工序之一，在施工前必須進(jìn)行精確細(xì)致的計(jì)算、進(jìn)行嚴(yán)格的油泵校核和千斤頂檢查、根據(jù)油泵校核情況編制各張拉階段油泵讀數(shù)表、對(duì)張拉工藝進(jìn)行細(xì)化并嚴(yán)格培訓(xùn)，這樣才能保證預(yù)制梁的施工質(zhì)量。我公司在京津城際軌道交通工程的橋梁施工中嚴(yán)格按照本文所述方法和措施進(jìn)行施工，有力地保證了全國(guó)第一條高速鐵路預(yù)制箱梁的施工質(zhì)量。雙控法張拉在后張預(yù)應(yīng)力箱梁施工中的應(yīng)用已經(jīng)比較普遍和成熟，工程實(shí)踐證明這種方法是科學(xué)可靠的。通過(guò)油泵壓力表和鋼絞線伸長(zhǎng)量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)對(duì)鋼絞線張拉力進(jìn)行控制，極大的提高了可靠性。對(duì)于鋼絞線伸長(zhǎng)值的計(jì)算和測(cè)量方法并不限于本文所述，通過(guò)工程實(shí)踐不斷總結(jié)優(yōu)化，還會(huì)有更科學(xué)更方便的計(jì)算和測(cè)量方法，隨著張拉機(jī)具和測(cè)量手段的改進(jìn)和發(fā)展，計(jì)算方法也隨之改進(jìn)。本文只是對(duì)目前工程中常用的比較可靠的一種方法進(jìn)行闡述，以通過(guò)本工程實(shí)踐對(duì)我們的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，以求拋磚引玉。

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