連續(xù)梁單端張拉應(yīng)力損失補(bǔ)強(qiáng)探討

龍思明 劉春林

摘要：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在高鐵施工中得到大量推廣和應(yīng)用，作為連續(xù)梁質(zhì)量控制的關(guān)鍵，預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量尤為關(guān)鍵。因?yàn)樵O(shè)計(jì)或工期等特殊原因影響或變更，受張拉作業(yè)條件和空間限制，必然會(huì)遇到采用單端張拉作業(yè)的特殊情況，受應(yīng)力損失增大的影響，固定端的應(yīng)力一直處于未知狀態(tài)。結(jié)合神農(nóng)架車站特大橋單端張拉作業(yè)，對單端張拉預(yù)應(yīng)力損失進(jìn)行探討，從而為類似結(jié)構(gòu)橋梁單端張拉施工積累經(jīng)驗(yàn)。

Abstract： Prestressed concrete continuous beams have been widely promoted and applied in high-speed railway construction. As the key to continuous beam quality control， the quality of prestressed construction is particularly critical. Due to the influence or change of special reasons such as design or construction period， the tensioning operation conditions and space constraints will inevitably encounter the special situation of single-ended tensioning operation. Affected by the increased stress loss， the stress of the fixed end has been in an unknown state. Combined with the single-ended tensioning operation of the shennongjia station grand bridge， the loss of the single-ended tension prestress is discussed， so as to accumulate experience for the single-ended tension construction of similar structural bridges.

關(guān)鍵詞：連續(xù)梁;單端張拉;應(yīng)力損失補(bǔ)強(qiáng)

Key words： continuous beams;one-end tension;stress loss reinforcement

中圖分類號：U445.57? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）31-0138-02

1? 工程概況

鄭萬高鐵湖北段神農(nóng)架車站多線特大橋位于湖北省神農(nóng)架林區(qū)新華鎮(zhèn)境內(nèi)，神農(nóng)架車站多線特大橋起止里程DK537+149.5～DK538+394.65，中心里程DK538+320，橋梁全長1245.15m，本橋?yàn)槎嗑€特大橋，全橋位于直線及1‰的下坡段。橋址區(qū)屬構(gòu)造溶蝕、侵蝕剝蝕中山地貌區(qū)，地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜周期為0.35g。該橋受地形、國道209、礦區(qū)道路、車站布置、水文控制設(shè)計(jì)。橋臺均采用雙線矩形空心橋臺，簡支梁橋墩采用雙線圓端形空心橋墩，連續(xù)梁橋墩采用雙線圓端形實(shí)體橋墩，本橋基礎(chǔ)均采用1.25m、1.5m樁基礎(chǔ)，最大墩高30m。全橋孔跨布置為：4×32（道岔連續(xù)梁2變4）+（1-32m+1-24m+15-32m+1-24m+2×32m）（4線）+4×32（道岔連續(xù)梁4變2）+6×32（渡線道岔連續(xù)梁）+（60+100+60）m連續(xù)梁，神農(nóng)架車站特大橋簡支梁全部采用支架法現(xiàn)澆施工，（40+56+40）m連續(xù)梁采用掛籃法施工，道岔連續(xù)梁采用支架法施工。本標(biāo)段橋梁簡支箱梁采用球型鋼支座，全線簡支梁固定和縱向活動(dòng)支座設(shè)于線路左側(cè)，橫向和多向活動(dòng)支座設(shè)于線路右側(cè)。該橋34號墩是6×32m渡線道岔連續(xù)梁和（60+100+60）m連續(xù)梁的共用邊墩，墩頂梁縫寬度20cm，導(dǎo)致后合龍的100m連續(xù)梁小里程側(cè)邊跨張拉空間不足，設(shè)計(jì)院出具工作聯(lián)系單“明確后合龍連續(xù)梁改為單端張拉”。

60+100+60m連續(xù)梁采用雙向預(yù)應(yīng)力混凝土變截面、變高度、單箱單室連續(xù)箱梁。二期恒載：120-140kN/m，連續(xù)箱梁采用掛籃懸臂澆筑法施工，梁面寬度12.6m，邊支點(diǎn)處梁面高度4.835m，邊跨預(yù)應(yīng)力布置合計(jì)28束（含BB1備用束），最長束為48.365m，最短束為22.56m。

設(shè)計(jì)管道摩擦系數(shù)0.26，管道偏差系數(shù)0.003，錨口及喇叭口損失按照錨外控制應(yīng)力的6%計(jì)算。通過管道摩阻和錨下應(yīng)力損失測試實(shí)測，？滋=0.266，k=0.00312;錨口、喇叭口損失取4.9%。

2? 預(yù)應(yīng)力控制的思路

為了確保預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量，委托中鐵咨詢橋梁工程設(shè)計(jì)研究院對100m單端張拉進(jìn)行模擬計(jì)算，給定出張拉端和固定端的應(yīng)力值和每束的伸長量?，F(xiàn)場如何控制張拉端的應(yīng)力及應(yīng)力損失的規(guī)律如何，怎么解決才能保障預(yù)應(yīng)力質(zhì)量。表1：60+100+60m單端張拉控制表。

3? 預(yù)應(yīng)力元件及測試

3.1 預(yù)應(yīng)力元件設(shè)置

為了準(zhǔn)確反應(yīng)和測試固定端的應(yīng)力，在固定端安裝應(yīng)力元件（穿心式力傳感器，產(chǎn)品型號為JMZX-3103AT），在每預(yù)應(yīng)力束安裝2個(gè)，通過選擇每束預(yù)應(yīng)力其中2根進(jìn)行測試，應(yīng)力元件固定在錨墊板和擠壓套之間，外套PVC管，選擇進(jìn)行應(yīng)力測試的鋼絞線（錨墊板和約束環(huán)之間）采用PVC管進(jìn)行保護(hù)，約束環(huán)處采用泡沫膠進(jìn)行封堵防止進(jìn)漿，確保測試的鋼絞線保持自由狀態(tài)，防止固結(jié)影響測試的準(zhǔn)確性。

按照對應(yīng)的預(yù)應(yīng)力束編號，對應(yīng)力元件線纜進(jìn)行對應(yīng)編號，防止混亂。

3.2 預(yù)應(yīng)力施工

根據(jù)設(shè)計(jì)錨下張拉控制應(yīng)力、摩阻及錨下應(yīng)力損失報(bào)告、校頂報(bào)告計(jì)算張拉控制應(yīng)力，按照設(shè)計(jì)圖紙張拉順序，由遠(yuǎn)及近、由外向內(nèi)依次進(jìn)行。

根據(jù)固定端應(yīng)力計(jì)算單根鋼絞線的拉力。本次選擇具有代表性的5束鋼絞線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

3.3 固定端預(yù)應(yīng)力測試

委托西南交通大學(xué)采用JMZX-3006型綜合測試儀對元件線纜進(jìn)行連接，單端張拉至設(shè)計(jì)值時(shí)（張拉控制應(yīng)力考慮錨口、喇叭口損失4.9%），直接對固定端的應(yīng)力進(jìn)行測試，根據(jù)顯示數(shù)值判定，本次統(tǒng)計(jì)預(yù)應(yīng)力固定端實(shí)測如表3。

3.4 補(bǔ)充張拉

現(xiàn)場根據(jù)JMZX-3006型綜合測試儀實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，對張拉端進(jìn)行補(bǔ)充張拉，直至固定端數(shù)據(jù)顯示滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，停止張拉并持荷5min，儀器顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定后回油。

根據(jù)記錄張拉油表的數(shù)據(jù)，反算張拉控制應(yīng)力。（表4）

3.5 應(yīng)力損失探討

①設(shè)計(jì)明確的固定端控制應(yīng)力比計(jì)算固定端應(yīng)力小1.7-3.5%，長度在50m以內(nèi)預(yù)應(yīng)力張拉滿足設(shè)計(jì)要求。

②超張拉3%時(shí)，鋼絞線的張拉控制應(yīng)力達(dá)到鋼絞線設(shè)計(jì)控制應(yīng)力的72%，σcon≤0.75fpk，符合規(guī)范要求。

③應(yīng)力損失增大的原因主要是提前穿設(shè)鋼絞線，預(yù)應(yīng)力管道定位和約束環(huán)安裝位置與設(shè)計(jì)存在偏差;同時(shí)也有存在局部固結(jié)的可能。

④建議單端張拉應(yīng)對設(shè)計(jì)錨下張拉控制應(yīng)力進(jìn)行調(diào)整，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)，應(yīng)超張拉2-3%時(shí)，固定端的張拉力滿足設(shè)計(jì)要求。

⑤建議單端張拉時(shí)，將邊跨合龍和邊跨現(xiàn)澆整體澆筑，可以避免預(yù)應(yīng)力管道多次接頭，有利于減小管道的定位偏差;可以節(jié)約施工時(shí)間約10d。

3.6 單端張拉施工注意事項(xiàng)

①預(yù)應(yīng)力管道定位必須準(zhǔn)確。

②加強(qiáng)波紋管的保護(hù)和管道口的封堵，防止進(jìn)漿堵塞。

③做好油表和千斤頂?shù)男ｒ?yàn)，確保張拉設(shè)備正常。

④注意錨下控制應(yīng)力和錨外控制應(yīng)力區(qū)別，防止張拉應(yīng)力不足。

⑤通過對管道進(jìn)行壓風(fēng)測試，消除管道內(nèi)鋼絞線出現(xiàn)漏漿或固結(jié)的可能性。

⑥將備用束穿入鋼絞線，防止張拉產(chǎn)生意外時(shí)，通過設(shè)計(jì)檢算確認(rèn)后可以進(jìn)行張拉補(bǔ)強(qiáng)。

4? 結(jié)束語

本文通過60+100+60m連續(xù)梁邊跨單端張拉應(yīng)力測試和控制，主要了解設(shè)計(jì)在固定端張拉應(yīng)力控制要求，現(xiàn)場如何控制固定端張拉應(yīng)力等進(jìn)行分析，可為今后類似結(jié)構(gòu)橋梁單端張拉預(yù)應(yīng)力施工提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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