魏村橋預應力空心板張拉施工工藝

陸 嚴 蔣建偉

（南水北調中線建管局 北京 100024）

1 工程概況

魏村橋位于南水北調中線京石段總干渠1℃帶樁號213＋608.80，3℃帶樁號447＋729.94處，交叉公路復建段樁號為 K0＋783.32～K1＋229.59，總長446.27m，為3×20m跨鋼筋混凝土預應力空心板梁橋，預應力空心板梁采用C40混凝土預制，邊梁、中梁各6片，底寬124cm，高90cm。每片空心板梁共設置四束鋼絞線，每束鋼絞線由7φS15.2高強低松弛鋼絞線組成，預應力鋼絞線 標 準 強 度 fpk＝ 1570MPa，Ep＝ 1.95×105MPa，張拉控制應力σcon＝1125MPa，錨具采用YM系列錨具及相應配套產品。

2 預應力空心板張拉

2.1 鋼絞線張拉的條件、程序

空心板澆筑的混凝土強度達到90%設計強度時方可張拉，張拉完畢后及時壓漿。

預應力鋼絞線張拉作業的程序：機具率定→分級理論值計算→外錨頭混凝土強度檢查→張拉機具安裝→預緊→分級張拉→鎖定→簽證→封端。

張拉前必須把張拉機具、測力裝置及所需附屬機具準備齊全，并都進行過嚴格的率定和校驗。

2.2 張拉系統

張拉系統是指張拉千斤頂、油壓表、油泵及用于連接它們的高壓油管。本工程采用的是YDC3000B－200、YDC240Q、HYC350型張拉千斤頂。

張拉系統在投入正式使用前，應在具有相應資質的計量單位進行率定并繪制了壓力表讀數與系統出力曲線。

為了確保張拉系統能可靠的進行張拉，在選用張拉設備時其額定出力值一般不要小于鋼絞線束設計預應力值的1.5倍，張拉系統應能在額定出力范圍內以任一增量對鋼絞線束進行張拉，且可在中間相對應的荷載水平上進行可靠穩壓，系統油壓表的精度一般不低于1.5級，壓力表常用讀數不宜超過表盤的75%。

張拉系統在正式使用滿三個月、經拆卸檢修、受到強烈碰撞或損壞后，必須經過重新率定才能繼續使用。在張拉過程中如千斤頂張拉行程不足時，分兩次進行張拉。

2.3 張拉施工方法

為了能安全地將預應力鋼絞線束張拉到設計應力，施工中按如下程序進行張拉。

（1）鋼絞線束張拉按對稱原則雙向張拉，每次張拉不少于兩束。

（2）根據鋼絞線束類型及要求，采取整體張拉、先單根預張拉然后整體張拉或單根－對稱－分級循環張拉方法。

（3）張拉過程分為單股預緊和整束分級張拉兩個階段。

單股預緊張拉的程序：安裝千斤頂→0→112.5MPa（10%σcon）／股→測量鋼絞線伸長值→卸千斤頂。

整束分級張拉：預緊→225MPa（20%σcon）→σcon→穩壓鎖定。

（4）在張拉時，確保鋼絞線束的張拉質量，采用“雙控法”對鋼絞線束張拉進行質量控制，即采用張拉力與鋼絞線束體伸長值來綜合控制鋼絞線束應力，其中采用應力控制為主，伸長量作校驗。張拉力由千斤頂按分級張拉應力來控制。鋼絞線束體理論伸長值按下列公式 （1）和公式 （2）進行計算。

式中：Pp——預應力筋平均張拉力 （N）；

P——預應力筋張拉端的張拉力 （N）；

k——孔道每m局部偏差對摩擦的影響系數；

x——從張拉端至計算截面的孔道長度 （m）；

μ——預應力筋與孔道壁的摩擦系數；

θ——從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和 （rad）；

△L——為理論伸長值 （mm）；

L——預應力筋長度 （mm）；

Ep——預應力筋彈性模量 （MPa，N／mm2）；

As——預應力筋有效截面面積 （mm2）。

張拉力與鋼絞線束體伸長值計算詳見表1。

表1 鋼絞線束理論伸長值系數取值表

將上表中的數值分別代入公式（1）和公式（2）得出各束鋼絞線的平均張拉力Pp值和為理論伸長值△L見表2。

表2 鋼絞線束Pp值和理論伸長值△L表

在張拉過程中，采用分級張拉，各級張拉應力和理論伸長值見表3。

表3 預應力鋼絞線分級張拉理論伸長值表

在張拉過程中，實際伸長值與理論伸長值相比較應保持在6%以內，若發現伸長量異常時，應停止張拉，待查明原因并采取相應措施后方可進行張拉。

（4）張拉時加載速率要平緩，速率宜控制在設計預應力值的0.1／min左右，卸荷載速率宜控制在設計預應力值的0.2／min。

（5）在張拉過程中認真填寫張拉記錄。

2.4 錨具安裝

在進行錨板、夾片安裝時，必須徹底清掃鋼絞線、錨板的錐形孔和夾片牙形不得有油污、泥砂等雜物。

依次安裝好工作錨板、工作夾片和限位板，每個錨孔各裝入一套夾片，夾片上不得沾有灰塵，工作錨板和錨墊板對中并相吻合。

在安裝千斤頂之前先檢查工作錨板和鉆孔是否對中，每個錨孔中是否安裝好夾片，之后依次安裝液壓頂壓器、千斤頂，在千斤頂尾部安裝工具錨板。工具錨板安裝前錨板錐孔中涂一層厚約1mm的退錨靈，以便張拉完成后能自動松開。工具錨片外表面用前涂退錨靈，對準錨孔后將夾片裝入。

工具錨夾片和工作錨夾片兩者不可混用，工具錨夾片使用次數不得超過生產廠家規定的使用次數。工作錨板、限位板和工具錨板之間的鋼絞線一定要保持順直，不得相互扭結。

2.5 封孔回填灌漿和外錨頭保護

封孔回填灌漿在鋼絞線束張拉鎖定后進行，灌漿要求密實可靠，每個孔道一次壓漿完成，不得中斷。在封孔回填灌漿施工前先測量外露鋼絞線長度檢測回縮值，檢查確認鋼絞線束應力已達到穩定的設計鎖定值。封孔回填灌漿采用M50水泥凈漿。在封孔回填灌漿完成后對外錨頭澆筑封端混凝土進行保護，并在齡期內進行有效養護。

3 質量、安全控制注意事項

在進行鋼絞線束張拉時，嚴格按張拉程序進行，嚴格按“雙控法”進行張拉質量控制。

在鋼絞線束張拉施工過程中，最危險的工序是鋼絞線束張拉，處于高應力下的鋼絞線束貯存有巨大的能量，由于錨具失效或鋼絞線束體斷裂而使千斤頂或錨具飛出所造成的后果極其嚴重，在進行張拉之前對所使用的每個錨具都要認真檢查其質量。

張拉時不得碰撞千斤頂，千斤頂后方區域內嚴禁站人，在可能有人員出入的地段設置警示牌和防護設施。