“雙控”法張拉在懸臂連續(xù)梁施工中的應(yīng)用

湯懷凱

預(yù)應(yīng)力筋張拉中的“雙控”技術(shù)是指預(yù)應(yīng)力筋張拉以張拉控制應(yīng)力為主，并以鋼絞線伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核，實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。實(shí)施“雙控”技術(shù)的目的是切實(shí)加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋張拉作業(yè)中的技術(shù)安全保證措施，使其科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化和程序化，提高預(yù)加應(yīng)力的準(zhǔn)確性、可靠性和可操作性，保證預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工質(zhì)量。本文結(jié)合工程實(shí)例介紹懸臂連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力筋張拉中的應(yīng)力控制和伸長(zhǎng)值控制技術(shù)，并給出理論伸長(zhǎng)值的準(zhǔn)確、實(shí)用計(jì)算方法。

1 預(yù)應(yīng)力筋張拉應(yīng)力控制

1.1 錨下控制應(yīng)力σk和設(shè)計(jì)張拉力Pk

《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，構(gòu)件預(yù)加應(yīng)力時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋在構(gòu)件端部(錨下)的控制應(yīng)力σk≤0.75fpk。其中，fpk為鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計(jì)張拉力按下式計(jì)算:Pk=σk×n×Ay。其中，n為預(yù)應(yīng)力筋的股數(shù)或根數(shù);Ay為單股或單根預(yù)應(yīng)力筋面積，mm2。

1.2 張拉程序和張拉順序

對(duì)于后張法預(yù)應(yīng)力筋張拉(以鋼絞線為例)，當(dāng)采用低松弛預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，其張拉程序?yàn)?0→0.1σk(做測(cè)量標(biāo)記)→0.2σk(量測(cè)伸長(zhǎng)量)→0.2σk(量測(cè)伸長(zhǎng)量并持荷 2 min)→回油(測(cè)錨固回縮量)→卸頂。

1.3 張拉應(yīng)力控制

預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)嚴(yán)格按照張拉程序和張拉順序從兩端同時(shí)進(jìn)行，其張拉應(yīng)力控制依據(jù)表1進(jìn)行。

表1 預(yù)應(yīng)力筋張拉應(yīng)力控制

2 預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)值控制

2.1 理論伸長(zhǎng)值計(jì)算

預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長(zhǎng)值可按下式計(jì)算:

2.2 實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值

其中，ΔL1為從零至初張拉時(shí)的推算伸長(zhǎng)值;ΔL2為從初張拉至控制應(yīng)力時(shí)的實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值。

2.3 伸長(zhǎng)值校核與判斷

采用應(yīng)力控制方法張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，應(yīng)以伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核，實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求 W。若設(shè)計(jì)無(wú)明確規(guī)定，則實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值應(yīng)控制在6%以內(nèi)，即:

或(1-6%)ΔL理≤ΔL實(shí)≤(1+6%)ΔL理。

如果校核不滿足上式，應(yīng)暫停張拉，待查明原因采取措施后，方可繼續(xù)張拉。若符合上述校核要求，則表明采用應(yīng)力控制方法張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，應(yīng)力控制是準(zhǔn)確可靠的。

3 工程實(shí)例

3.1 鋼束張拉應(yīng)力控制

1)錨下控制應(yīng)力 Rk和設(shè)計(jì)張拉力Pk。鋼束采用1×7-15.2-1 860-GB/15224-2003預(yù)應(yīng)力鋼絞線，0號(hào)塊分7股一束和16股一束兩種，每股鋼絞線截面面積 Ay=140 mm2，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 fpy=1 860 MPa，彈性模量 Ep=195GPa。經(jīng)抽樣送驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合GB 5224-85的規(guī)定。0號(hào)塊 T1鋼束錨下控制應(yīng)力采用 σk=1 302 MPa≤0.75fpy=1 395 MPa，符合《橋規(guī)》的規(guī)定。鋼束設(shè)計(jì)張拉力Pk計(jì)算見(jiàn)表2。

表2 鋼束設(shè)計(jì)張拉力 Pk計(jì)算表

2)張拉程序和張拉順序。按照《橋規(guī)》規(guī)定的張拉程序?yàn)?0→0.1σk(做測(cè)量標(biāo)記)→0.2σk(量測(cè)伸長(zhǎng)量)→σk(量測(cè)伸長(zhǎng)量并持荷2 min)→回油(測(cè)錨固回縮量)→卸頂。鋼束張拉順序嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的先后順序進(jìn)行。

表3 張拉機(jī)具配套校驗(yàn)情況

3)張拉機(jī)具的校驗(yàn)。縱向預(yù)應(yīng)力張拉采用兩端同時(shí)對(duì)稱張拉。千斤頂和壓力表配套，張拉之前進(jìn)行校驗(yàn)，并確定了張拉力與壓力表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線見(jiàn)表3。

4)張拉應(yīng)力控制。鋼束張拉應(yīng)嚴(yán)格按照張拉程序和張拉順序從兩端同時(shí)進(jìn)行。

3.2 鋼束伸長(zhǎng)值控制

以652號(hào)墩0號(hào)塊腹板束張拉為例，其理論伸長(zhǎng)值計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值分別見(jiàn)表4和表5。

表4 鋼束張拉理論伸長(zhǎng)值計(jì)算結(jié)果

表5 主梁鋼束實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值結(jié)果

由于本橋規(guī)定，采用實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值差控制在6%以內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)校核。通過(guò)0號(hào)塊8組鋼束應(yīng)力控制張拉時(shí)的伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值比較，全部在允許范圍以內(nèi)。故評(píng)判:0號(hào)塊建立的預(yù)應(yīng)力是準(zhǔn)確可靠的，均符合設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

1)確定錨下控制應(yīng)力。設(shè)計(jì)有明確規(guī)定，它是確定設(shè)計(jì)張拉力的依據(jù);按張拉程序張拉，根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的類型，按照《橋規(guī)》規(guī)定，一般采取兩端同時(shí)對(duì)稱張拉;減小預(yù)應(yīng)力損失，提高預(yù)應(yīng)力筋的有效預(yù)應(yīng)力;2)校驗(yàn)張拉機(jī)具。它是決定預(yù)應(yīng)力筋在張拉過(guò)程中應(yīng)力控制準(zhǔn)確性和可靠性的重要保證措施，是“雙控”技術(shù)——應(yīng)力控制的核心環(huán)節(jié);3)計(jì)算預(yù)應(yīng)力筋理論伸長(zhǎng)值。它是校核實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值是否在允許范圍的依據(jù)，也是“雙控”技術(shù)——伸長(zhǎng)值控制的關(guān)鍵內(nèi)容。

工程實(shí)踐表明，采用筆者提出的方法控制預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力和伸長(zhǎng)值理想，主梁變形良好。

[1] TB 10002.1～TB10002.5-2005，鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] TB 10002.3-2005，鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] 鐵建設(shè)[2005]160號(hào)，鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4] TZ 210-71，鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南[S].