后張法預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁張拉施工要點(diǎn)

董磊

（安徽三建工程有限公司，安徽 合肥 230001）

1 工程概況

某城市快速路主線橋，橋長485.50 m，橋?qū)?8.20 m，最大橋高10 m。該橋梁工程分為左右兩幅，右幅共六聯(lián)連續(xù)箱梁，其中第一聯(lián)與第三聯(lián)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，其余為鋼筋混凝土連續(xù)箱梁；左幅共六聯(lián)連續(xù)箱梁，其中第三聯(lián)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，其余為鋼筋混凝土連續(xù)箱梁。此項目的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁采用智能張拉工藝施工，具有一定的代表性，可供類似項目借鑒參考。

2 預(yù)應(yīng)力張拉施工要點(diǎn)

2.1 張拉前期準(zhǔn)備

2.1.1 材料準(zhǔn)備

①鋼絞線。預(yù)應(yīng)力張拉用鋼絞線按照不高于60 t 為一個批次進(jìn)行檢驗，檢驗時隨機(jī)從每個批次中抽檢3 盤，再分別從3 盤中隨機(jī)截取1 組，然后對截取的鋼絞線樣品的直徑偏差、外觀質(zhì)量以及力學(xué)性能進(jìn)行試驗，各項性能檢驗合格后方可用于預(yù)應(yīng)力張拉。②錨具、夾具。張拉錨固用錨具及夾片進(jìn)場后，應(yīng)按要求對其外觀、硬度、規(guī)格進(jìn)行檢測，并進(jìn)行靜載錨固性能試驗。錨夾具外觀、尺寸檢測時的抽樣比例為2%且不少于10套，硬度檢測時的抽樣比例為3%且少于5套。③波紋管。波紋管進(jìn)場后，應(yīng)對其產(chǎn)品合格證、質(zhì)量證明書進(jìn)行檢查，并根據(jù)規(guī)格與型號對波紋管外觀、尺寸、力學(xué)性能等進(jìn)行分批檢驗，對于檢驗質(zhì)量不滿足要求的嚴(yán)禁使用。

2.1.2 設(shè)備標(biāo)定

該項目張拉施工采用智能張拉設(shè)備，張拉前應(yīng)按要求對千斤頂、油泵進(jìn)行配套標(biāo)定，每個千斤頂應(yīng)按要求校驗兩次，然后根據(jù)兩次油表的平均值進(jìn)行回歸，得出回歸方程。千斤頂校驗時，應(yīng)控制校正系數(shù)小于1.05，校正超過6 個月或張拉次數(shù)超過300次時應(yīng)重新予以校正，且千斤頂更換配件或維修后也應(yīng)按要求重新校正。張拉作業(yè)時選擇防震壓力表，壓力表最大讀數(shù)應(yīng)為1.50～2.00 倍張拉力，精度采用0.40 級，壓力表校正有效期為1個月，出現(xiàn)故障或讀數(shù)出現(xiàn)誤差時應(yīng)重新校正。采用智能張拉設(shè)備進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉時，將鋼束張拉力與理論伸長量輸入智能控制柜，然后啟動自動張拉，張拉系統(tǒng)就能夠自動完成送油張拉、停頓保壓以及回油錨固，自動測量與記錄油表壓力及活塞伸長量。

2.2 預(yù)應(yīng)力筋加工

2.2.1 下料

結(jié)合孔道長度、工作錨厚度、張拉設(shè)備厚度以及張拉時的余量，計算得出預(yù)應(yīng)力筋的實際下料長度，然后使用切斷機(jī)將預(yù)應(yīng)力筋切斷下料，嚴(yán)禁使用電弧焊破斷。其中，采用兩端實施張拉時，下料長度L的計算公式如下：

式（1）中：l 代表孔道長度；l1代表工作錨厚度；l2代表張拉設(shè)備厚度；l3代表工具錨厚度，均以m為單位；λ代表張拉余量，取值為0.10 m。

2.2.2 穿束

張拉施工所用預(yù)應(yīng)力束是由多根鋼絞線組成，穿束前須按要求進(jìn)行編束，編束時應(yīng)先理順鋼絞線，再用鐵絲綁扎，間距為1.00～1.50 m，并控制所有鋼絞線排列整齊、松緊一致，防止鋼絞線間彼此纏繞影響受力而導(dǎo)致張拉時出現(xiàn)斷絲。完成編束后，應(yīng)將預(yù)應(yīng)力筋端頭包裹，防止穿束時破壞波紋管。

2.3 張拉參數(shù)計算

2.3.1 伸長量計算

正式張拉前，應(yīng)再次校核圖紙中的理論值，并結(jié)合張拉設(shè)備標(biāo)定時的線性回歸方程與材料相關(guān)參數(shù)等，計算鋼絞線理論伸長量，以此作為后期張拉作業(yè)的依據(jù)。其中，鋼絞線理論伸長量公式如下：

式（2）中：P 為張拉力，單位為N；L 為預(yù)應(yīng)力束長度，單位為mm；X為孔道長度（張拉端至計算截面，單位為m）；A為預(yù)應(yīng)力筋斷面積，單位為mm2；E 為實際測量的彈性模量，單位為MPa；K為孔道偏差系數(shù)，取值為0.001 5；μ為孔道摩阻系數(shù)，取值為0.25；θ為張拉端至計算截面切線角之和，單位為rad。在計算鋼束的伸長量時，其彈性模量應(yīng)根據(jù)要求取試驗值，最后通過分段計算后疊加得出鋼束的理論伸長量。

2.3.2 油表讀數(shù)計算

預(yù)應(yīng)力張拉前，應(yīng)首先對千斤頂予以校正標(biāo)定，每個千斤頂進(jìn)行兩次校驗，根據(jù)兩次校驗結(jié)果的平均值進(jìn)行回歸，得出千斤頂及油表的回歸方程，并結(jié)合錨口摩阻損失與張拉力大小進(jìn)行油表讀數(shù)P的計算。油表讀數(shù)計算公式為：

P=AF+B （3）

式（3）中：A、B為回歸系數(shù)，結(jié)合校驗報告計算得出；F為千斤頂張拉值，F(xiàn)＝設(shè)計張拉值＋錨口摩阻損失。需要注意的是，在實施張拉作業(yè)時，應(yīng)對油表精準(zhǔn)性及工作性能進(jìn)行檢查校核，以免油壓表失效而影響張拉精度。油壓表應(yīng)選擇防震型，最大油表讀數(shù)應(yīng)為1.50～2.00 倍張拉力，使用過程中誤差超標(biāo)或發(fā)生故障時應(yīng)重新校正。

2.3.3 孔道摩阻系數(shù)計算

預(yù)應(yīng)力束長度較大時，孔道摩擦阻力使得預(yù)應(yīng)力損失變大，因此，務(wù)須要在張拉作業(yè)前，結(jié)合現(xiàn)場實際測量孔道摩阻，并通過測定的孔道摩阻值，計算得出預(yù)應(yīng)力筋與孔道摩擦系數(shù)，并據(jù)此對實際張拉控制應(yīng)力予以計算修正。其中，孔道摩阻系數(shù)μ計算公式為：

μ=［-ln（F2/F1）-kx］/θ （4）

式（4）中：F1、F2分別為主動端與被動端拉力，單位為kN；θ為曲線段預(yù)應(yīng)力筋轉(zhuǎn)角，單位為rad；k 為孔道局部偏差系數(shù)；x為預(yù)應(yīng)力筋長度，單位為m。

2.4 預(yù)應(yīng)力筋張拉

2.4.1 張拉流程

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁張拉作業(yè)流程見表1。

表1 張拉流程表

該項目預(yù)應(yīng)力張拉采用后張法，單塊張拉先后順序為：縱向鋼束張拉→豎向鋼束張拉→橫向鋼束張拉。整體張拉先后順序為：腹板縱向鋼束張拉→邊跨縱向鋼束張拉（頂、底板）→中跨鋼束張拉（頂、底板）。整個預(yù)應(yīng)力張拉施工過程，須嚴(yán)格依照0→10%σk→20%σk→100%σk持荷5 min（錨固）的作業(yè)流程實施張拉，直至張拉滿足規(guī)定的張拉值。

2.4.2 張拉方法

①預(yù)應(yīng)力張拉前，應(yīng)安排技術(shù)人員檢查張拉端喇叭口、工作錨、限位板以及千斤頂之間是否保持完全密貼，且與孔道軸線是否保持垂直，防止千斤頂因自重形成V形夾角而導(dǎo)致鋼絞線伸長值出現(xiàn)較大偏差。②通過前期標(biāo)定的回歸方程及材料相關(guān)參數(shù)，對張拉鋼絞線理論伸長量予以計算，然后采用“油表讀數(shù)為主，伸長量校核為輔”雙控的方法控制張拉，進(jìn)而有效確保預(yù)施應(yīng)力的準(zhǔn)確性、可靠性和可操作性，保證預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁張拉作業(yè)質(zhì)量。③預(yù)應(yīng)力張拉時，應(yīng)按要求從兩端對稱同步張拉，對于長束和短束預(yù)應(yīng)力束，應(yīng)按照“先長束、后短束”實施張拉，不平衡束的數(shù)量不得超過一束。④張拉時為避免鋼絞線彎曲與初始應(yīng)力不均的影響，應(yīng)確保張拉值滿足一定的初始值要求后，再用鋼板尺對實際伸長量進(jìn)行測量。⑤在現(xiàn)場開展張拉作業(yè)時，將理論伸長量與測量得到的實際伸長量予以對比，若兩者偏差大于6%，應(yīng)查明原因找出故障后再繼續(xù)張拉；若伸長量誤差小于6%，則表明預(yù)應(yīng)力張拉滿足要求，此時可繼續(xù)進(jìn)行下一工序作業(yè)。⑥完成張拉作業(yè)，且對伸長值進(jìn)行校核無誤后結(jié)束張拉，對一端進(jìn)行錨固處理，然后校核另一端張拉力，若張拉力值不滿足要求，則應(yīng)根據(jù)設(shè)計張拉值進(jìn)行補(bǔ)足后再予以錨固處理。

2.5 管道壓漿、封錨

①管道壓漿前，應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定壓漿液配比，并上報監(jiān)理審批。漿液配制時優(yōu)選P.O42.5 水泥，水泥及外加劑應(yīng)具有良好的相容性，不得含有對預(yù)應(yīng)力鋼筋具有腐蝕性的氯鹽、硝酸鹽以及其它腐蝕性物質(zhì)，同時，所用高效減水劑的相應(yīng)具體參數(shù)應(yīng)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，且拌制完成的漿液應(yīng)于40 min內(nèi)用完。②張拉完成后，應(yīng)在48 h內(nèi)完成壓漿。壓漿時，應(yīng)由最低點(diǎn)壓漿，在孔道密實并從排氣孔流出與規(guī)定流動度一致的漿液。③完成張拉后，采用砂輪鋸將外露多余的鋼絞線切斷，然后對錨墊板、錨具、預(yù)應(yīng)力束位置進(jìn)行清理，并用聚氨酯做防水處理，最后按要求予以封錨處理。

3 結(jié)語

箱梁張拉須嚴(yán)抓緊控、規(guī)范施工，抓好自原材選取、設(shè)備標(biāo)定、張拉計算到張拉施工、壓漿封錨等各環(huán)節(jié)的施工管控，多舉措確保箱梁建設(shè)質(zhì)量優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)。