后張法預應力簡支箱梁張拉伸長值計算及施工

劉 曉 芳

(中鐵十二局集團第一工程有限公司，陜西 西安 710025)

后張法預應力簡支箱梁張拉伸長值計算及施工

劉 曉 芳

(中鐵十二局集團第一工程有限公司，陜西 西安 710025)

針對蘭新客專后張法預應力簡支箱梁在預應力施工中遇到的問題進行了分析和研究，歸納出后張法預應力簡支箱梁施工生產過程中預應力張拉伸長值計算、施加及封錨施工各階段卡控要點，為今后類似工程施工提供了技術參考。

后張法預應力簡支箱梁，張拉伸長值計算，封錨

隨著我國鐵路客運專線建設進程的推進，后張法預應力簡支箱梁被普遍用于客運專線建設。后張法預應力簡支箱梁作為鐵路橋梁的一部分，它具有跨度大、剛度大、體積大、噸位大、徐變上拱小、雙線整孔的特點，以滿足高速列車對橋梁抗扭和抗彎剛度的要求。

1 箱梁設計基本概況

預制梁均為32 m，24 m雙線整孔箱梁。截面類型為單箱單室等高度簡支箱梁，梁端頂板、底板及腹板局部向內側加厚。梁體混凝土等級為C50。預制后張法預應力簡支箱梁的關鍵特殊工序之一就是預應力施工，其施工質量直接影響到高速列車對橋梁抗扭和抗彎剛度的質量。

2 預應力張拉伸長值計算

按照JTJ 041-2000公路橋梁施工技術規范中計算預應力鋼絞線張拉理論伸長值：ΔL=(Pp×L)/(Ap×Ep)。其中，Pp為預應力鋼絞線的平均張拉力，N，Pp=P[(1-e-(kx+μθ)]/(kx+μθ)，P為預應力鋼絞線張拉端的張拉力，N，x為從張拉端至計算截面的孔道長度，m，θ為從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和，rad，k為孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數，μ為預應力鋼絞線與孔道壁的摩擦系數；L為預應力鋼絞線的長度，mm；Ap為預應力鋼絞線的截面面積，mm2；Ep為預應力鋼絞線的彈性模量，N/mm2。從ΔL計算公式可以看出，鋼絞線的彈性模量Ep和截面面積Ap，它們對計算預應力鋼絞線伸長值的影響最大，而鋼絞線的彈性模量Ep和截面面積Ap中，前者對伸長值影響更大，所以預應力鋼絞線在使用前必須對其彈性模量Ep和截面面積Ap進行檢測試驗。在Pp計算公式中的k和μ值，是影響后張法鋼絞線伸長值計算的兩個重要參數，影響k和μ值的因素很多，如管道的成型方式、施工中管道空間位置布設是否正確、成型管道內是否漏漿等，這些因素在施工中受人為因素影響其變動很大，在現實施工中k和μ值是不穩定的，因此，摩擦系數在施工生產中是定量(每100榀)進行測定(測定方法可參照JTJ 041-2000公路橋梁施工技術規范附錄G-9)，并對施工中影響摩擦系數的施工環節進行嚴格卡控，使k和μ值在某一時間段相對穩定。

3 預應力張拉施工

3.1 施工前的準備工作

1)箱梁混凝土滿足設計要求的張拉強度；2)張拉使用的錨板、夾片，經檢驗合格，并與限位板配套使用；3)施工使用的千斤頂、油泵、油表已配套校驗合格，編號配套使用；4)在終張拉前，應請有資質的檢測單位經過現場孔道摩阻試驗校正Pp值；5)作好施工現場安全圍擋和安全警示提醒牌。

3.2 施工過程控制技術

1)預(初)張拉：當混凝土強度達到設計強度的60%后，可進行預張拉；當混凝土強度達到設計強度的80%后，方可進行初張拉；當混凝土強度、彈性模量都達到設計值的100%時方可進行終張拉。2)安裝千斤頂時，給鋼絞線束略微施加力，使其拉緊，再次調整千斤頂位置，使錨板、千斤頂、孔道三者之軸線重合，同時要注意檢查每根鋼絞線是否受力。3)嚴格按照設計施工圖預應力鋼絞線張拉順序，在箱梁兩端和箱梁縱向中心線兩側同時、同步、逐級施加預應力；預應力按15%～20%分級加載，初始→0.15Fk→0.30Fk→0.5Fk→0.7Fk→Fpk。施加預應力要緩慢均勻，每級加載到節點荷載時，箱梁兩端要指定專人在持荷狀態下測量油缸外露量并做好記錄。4)兩端同時加荷到0.15Fk量測油缸外露量及工具夾片外露量，作為鋼絞線初始伸長量，并在外露鋼絞線束上做好記號，作為觀察張拉過程中是否滑絲的標記；然后兩端同時加荷到0.3Fk，0.5Fk，0.7Fk，Fpk，每級應力施加到位均要測量千斤頂油缸外露量并做好記錄，同時觀察標記，看是否有滑絲。加荷到Fpk時，維持油壓表讀數不變情況下持荷5 min，同時觀察標記，看是否有滑絲，再次測量油缸外露量和工具夾片外露量，并作好記錄。5)鋼絞線張拉伸長值計算：箱梁每束預應力施加到設計值、持荷狀態下，兩端記錄人分別計算該束鋼絞線的張拉伸長值，按照單端伸長量實際計算公式：ΔL單端=(Fpk-0.15Fk)- 夾片回縮量，總伸長量ΔL為兩端伸長量之和。6)鋼絞線束錨固：鋼絞線張拉伸長值與理論計算伸長值相對比，若鋼絞線張拉伸長值在理論計算伸長值的(1±6%)倍范圍內，此鋼絞線束方可卸千斤頂錨固。若出現超范圍的情況，應停止預應力張拉施工，查明原因，抽出本束鋼絞線，重新穿束，重新張拉。7)鋼絞線束錨固完成后，要求夾片外露要平齊，不得有錯牙。應立即在錨板后外露的鋼絞線上做防滑觀察標記。8)后張法預應力箱梁終張拉后要實測梁體彈性上拱值，實測彈性上拱值不宜大于設計計算值的1.05倍，終張拉30 d后實測上拱度小于±L/3 000。

4 封錨

1)終張拉24 h后，經測量梁體撓度合格、查看錨板后外露的鋼絞線上做防滑觀察標記，若無滑絲現象產生，方能切割外露多余的鋼絞線，進行封錨。2)切割鋼絞線時，不得用火焰切割，施工中采用手持式砂輪切割機來切割鋼絞線；鋼絞線在錨板外的外露長度不小于30 mm。3)對外露的錨墊板、錨板、夾片、鋼絞線需用防水涂料作防銹處理。

5 注意事項

1)箱梁試生產期間，請有資質的檢測單位現場做孔道摩阻試驗，驗證施工工藝是否滿足設計要求，必要時應由設計單位對張拉控制應力進行調整，正常生產后每100孔箱梁做一次孔道摩阻試驗測試。2)箱梁混凝土強度和彈性模量滿足張拉要求時，就及時安排施工，防止箱梁澆筑后因張拉不及時導致梁體的開裂。3)整孔箱梁斷絲、滑絲總數不得超過預應力鋼絞線總數的0.5%，且1束內斷絲不得超過1絲，也不得在梁體的同一側。如斷絲、滑絲超過規范要求，則采用單頂退錨，更換鋼絞線重新張拉。4)張拉使用的油壓表為高壓防震油表，使用有效期限為一周，一周后經試驗校驗合格后方可再次使用；高壓防震油表的精度不得低于0.4級，最小分度值為0.5 MPa。 5)張拉采用的千斤頂噸位應滿足箱梁設計最大張拉力的1.5倍，千斤頂的校正系數不得大于1.05，使用有效期限為一個月且工作次數不超過200次。6)隨著限位板使用次數的增加，在上百噸的壓力作用下，限位板的支撐部分會受力變形，限位凹槽深度變小，在張拉時夾片會將鋼絞線外表刮傷，鋼絞線直徑變小，夾片齒牙間被鐵屑充滿，回頂時，鋼絞線會損傷夾片齒牙，導致滑絲。

6 結語

在施工中，預應力張拉施工屬于高危險隱蔽工作，施工全程需要質檢人員的旁站監控，施工作業人員必須經過崗前培訓，經現場操作考試合格后方能上崗作業。同時還應加強監控預應力孔道施工，特別是預應力孔道定位網片的制作和安裝、端模上預埋錨墊板的安裝，確保其空間位置準確性，盡量避免因施工中的主觀原因調整張拉控制應力值，既而保證后張法預應力簡支箱梁的施工質量和使用性能。

[1] JTJ 041-2000，公路橋涵施工技術規范[S].

[2] 周水興.路橋施工計算手冊[M].北京：人民交通出版社，2010.

[3] 鐵建設[2005]160號，客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準[S].

[4] TZ 213-2005，客運專線鐵路橋涵施工技術指南[S].

Thetensionvaluecalculationandconstructionofposttensionedpre-stressedconcretesimplysupportedboxgirder

LIUXiao-fang

(FirstEngineeringLimitedCompany,ChinaRailway12thBureauGroup,Xi’an710025,China)

This paper analyzed and researched the encountered problems of Lanxin passenger special post tensioned pre-stressed concrete simply supported box girder in pre-stressed construction, summed up the calculation, summarized the tension value calculation and construction of post tensioned pre-stressed concrete simply supported box girder and the control key points in sealing anchor construction each stage, provided technical reference for future similar engineering construction.

post tensioned pre-stressed concrete simply supported box girder, tension value calculation, sealing anchor

1009-6825(2014)14-0197-02

2014-03-08

劉曉芳(1980- )，女，工程師

U445

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