淺談橋梁超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力張拉控制窗體頂端

張一國

（中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610000）

1 工程概況

鄭州市三環(huán)路快速化工程是鄭州市交通暢通工程的關(guān)鍵性項(xiàng)目，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代鄭州市交通快速化建設(shè)的一項(xiàng)重要任務(wù)，對(duì)緩解城區(qū)主干道交通壓力、合理分布交通流量具有極其重要的作用。隴海路互通立交是鄭州市三環(huán)路快速化工程中的標(biāo)志性工程，為三層全互通立交橋。該項(xiàng)目的突出特點(diǎn)是工程量大，工期緊，施工難度高，質(zhì)量要求嚴(yán)。

本文主要對(duì)施工區(qū)段內(nèi)隴海路主線箱梁的超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)進(jìn)行探討和總結(jié)。隴海路主線高架橋箱梁施工區(qū)段為：K-1+479.9～K-1+994.862、K0+000～K0+065.84，全長(zhǎng)580.802m，現(xiàn)澆混凝土箱梁6 聯(lián)。此以隴海路第六聯(lián)（即LZ06聯(lián)）箱梁為例簡(jiǎn)要說明。

LZ06 聯(lián)箱梁采用現(xiàn)澆混凝土預(yù)應(yīng)力箱梁，跨度為131.68m，梁寬25.3m，梁體為單箱四室斷面，梁底為二次拋物線型漸變，梁底高從2m 漸變到3.5m，拋物線方程為y=（1500/287602）x2+2000

2 張拉方案及材料選定

由于LZ06 聯(lián)箱梁跨度大，主要依靠預(yù)應(yīng)力鋼束作為承受混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)中承受主要荷載的構(gòu)件，該聯(lián)箱梁長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于25m，宜采用兩端張拉的方法。該聯(lián)箱梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用高強(qiáng)低松弛鋼絞線，直徑為ФS15.20mm，截面面積Ag=139mm2，彈性模量Eg=1.95×105Mpa（實(shí)際試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)平均值為Eg=1.97x105Mpa,理論伸長(zhǎng)值按照實(shí)際彈性模量計(jì)算），標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度fpk=1860Mpa；錨具采用OVM15-7、OVM15-9、OVM15-12、OVM15-15、OVM15-17、OVM15-19四種形式，千斤頂選用YCW260KN 型、YCW2500KN 型、YCW3000KN 型和YCW4000KN 型。

3 腹板束張拉力計(jì)算

(1)錨下控制應(yīng)力

бk=0.75 fpk=1860Mpa=1395Mpa，

(2)單根鋼絞線張拉力

Nk=0.75 fpk×Ag=0.75×1860Mpa×Ag=1395×139=193.905KN

(3)12 束時(shí)的控制力

193.905 ×12 =2326.86KN

4 頂?shù)装濉M梁束張拉力計(jì)算

(1)錨下控制應(yīng)力

бk=0.70×fpk=0.70×1860Mpa=1302Mpa，

(2)單根鋼絞線張拉力

Nk=0.70fpk×Ag=0.75×1860Mpa×Ag=1302×139=180.978KN

(3)頂板、底板鋼絞線9 束時(shí)的控制力

180.978 ×9 =1628.802KN

(4)橫梁鋼絞線17 束時(shí)的控制力

180.978 ×17 =3076.626KN

5 伸長(zhǎng)量計(jì)算

在對(duì)伸長(zhǎng)量進(jìn)行計(jì)算的過程當(dāng)中，具體的操作步驟應(yīng)如下進(jìn)行。首先第一步需要對(duì)預(yù)應(yīng)力束張拉進(jìn)行要求，需要注意的是這一步應(yīng)該按照?qǐng)D紙的總說明來進(jìn)行。具體的操作步驟應(yīng)該是將所有鋼絞線尾端都切成一個(gè)平面，然后需要對(duì)這個(gè)平面進(jìn)行顏色標(biāo)注。在選用顏色的過程當(dāng)中，需要注意，要選擇跟鋼絞線顏色差別比較大的顏色來進(jìn)行，方便后續(xù)進(jìn)行區(qū)別。在進(jìn)行伸長(zhǎng)量的測(cè)量過程當(dāng)中，我們測(cè)量的距離應(yīng)該是我們?cè)谇懊孢M(jìn)行標(biāo)注的平面到錨墊板之間的距離。如果在對(duì)距離進(jìn)行測(cè)量的過程當(dāng)中使用了油缸的伸長(zhǎng)量，那么這種測(cè)量出來的距離是錯(cuò)誤的。在進(jìn)行錨塞回收量的測(cè)量過程當(dāng)中，測(cè)量方法類似。測(cè)量的距離同樣是用顏色標(biāo)注的平面到錨墊板之間的距離。測(cè)量完這個(gè)距離以后，需要利用千斤頂將其進(jìn)行回頂，然后再將平面和錨墊板之間的距離測(cè)量一次。將前后兩次測(cè)量的距離進(jìn)行相減就是我們?cè)诒敬芜^程當(dāng)中所測(cè)量到的錨塞回縮值。在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)的控制過程當(dāng)中，對(duì)伸長(zhǎng)量的計(jì)算是一個(gè)極為重要的環(huán)節(jié)。在上面的一小段當(dāng)中我們簡(jiǎn)要的闡述了對(duì)于伸長(zhǎng)量的簡(jiǎn)要計(jì)算方法，在真正的進(jìn)行伸長(zhǎng)量的計(jì)算過程當(dāng)中，需要通過一些公式來進(jìn)行計(jì)算，在進(jìn)行計(jì)算的過程當(dāng)中應(yīng)該按照上述我們所說的計(jì)算方法一步一步的進(jìn)行，最后在實(shí)際計(jì)算過程當(dāng)中具體的一些公式以及相關(guān)說明如下所示：

ΔL=ΔL1+ΔL2

ΔL1：從10%張拉力到100%的伸長(zhǎng)量

ΔL2： 20%張拉力時(shí)的伸長(zhǎng)量-10%張拉力時(shí)的伸長(zhǎng)量

最后的伸長(zhǎng)量為兩個(gè)千斤頂伸長(zhǎng)量相加之和。

①、裝好兩千斤頂后，同時(shí)張拉到10%的應(yīng)力，量取伸長(zhǎng)值L1

②、繼續(xù)張拉到20%的力，量取伸長(zhǎng)值L2

③、續(xù)張拉到50%的力，量取伸長(zhǎng)值L3，回頂續(xù)張拉到50%的力，量取伸長(zhǎng)值L3-1，50%回頂過程只適用于千斤頂行程不足時(shí)，若張拉時(shí)千斤頂行程足夠則不需此步驟。

④、繼續(xù)張拉到100%的力，量取伸長(zhǎng)值L4

⑤、ΔL2=L2-L1

ΔL1=L4+L3-L3-1-L1

ΔL=ΔL1+ΔL2

6 設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)量

設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)量見表1。

表1 設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)量 單位：mm

7 理論伸長(zhǎng)值計(jì)算

理論伸長(zhǎng)值△L＝P{[1-e-（kx+μθ）]/(kx+μθ)}*L/（Ag*Eg）

式中：P-----預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉力(N)

L-----鋼絞線有效長(zhǎng)度(cm)

Ag----鋼絞線總面積(mm2)

Eg----鋼絞線彈性模量1.97x105(Mpa)

x-----從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度（m）

θ---從張拉端至計(jì)算截面曲線孔部分切線的夾角之和(rad)

k----孔道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)，取0.0015

μ---預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩擦系數(shù)，取0.17

8 張拉質(zhì)量控制措施

8.1 預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)間

預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)間必須以下2 個(gè)條件：

(1)箱梁砼強(qiáng)度必須不小于28 天設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%；

(2)張拉時(shí)箱梁砼彈性模量不低于28 天砼彈性模量的90% 。

8.2 質(zhì)量控制措施及施工注意事項(xiàng)

(1) 為了能夠保證橋梁的質(zhì)量，在進(jìn)行張拉的過程當(dāng)中，為了確保建筑不會(huì)受到損傷，在張拉時(shí)應(yīng)該采用張拉力和伸長(zhǎng)量系雙控。需要注意的是在張拉的過程當(dāng)中，應(yīng)該以張拉力為主，并且要對(duì)其進(jìn)行校核，在校核的過程當(dāng)中應(yīng)該以伸長(zhǎng)量為標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行治療的過程當(dāng)中當(dāng)實(shí)際的張拉力，當(dāng)我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候在張拉力的時(shí)候，我們應(yīng)該是用實(shí)際的伸長(zhǎng)量來進(jìn)行量取。

(2)張拉機(jī)具與錨具應(yīng)配套使用。

(a)張拉過程中,預(yù)應(yīng)力筋經(jīng)常出現(xiàn)斷絲時(shí)。

(b)千斤頂漏油嚴(yán)重時(shí)。

(c)油壓表指針不回表時(shí)。

(d)調(diào)換千斤頂油壓表時(shí)。

(e)壓力表受到碰撞后或油泵傾覆過。

(3)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線施加壓力之前，必須完成或檢驗(yàn)以下工作：

(a)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)具備批準(zhǔn)的張拉程序和現(xiàn)場(chǎng)施工說明書。

(b)現(xiàn)場(chǎng)已有具備預(yù)應(yīng)力施工和正確操作知識(shí)的施工人員。

(c)錨具安裝正確，砼已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度。

(d)施工現(xiàn)場(chǎng)已具備確保全體操作人員和設(shè)備安全必要的預(yù)防措施。

(e)實(shí)施張拉時(shí)，應(yīng)使千斤頂?shù)膹埨Φ淖饔镁€與預(yù)應(yīng)力鋼絞線的軸線重合一致。

(4)預(yù)應(yīng)力施加時(shí)要均勻、對(duì)稱、勻速緩慢，使混凝土的應(yīng)變均勻而緩慢，防止應(yīng)力集中而出現(xiàn)端部混凝土被拉裂。

(5)所有預(yù)應(yīng)力張拉過程中均應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真填寫施工原始記錄。

(6)預(yù)應(yīng)力鋼束張拉后，應(yīng)在距錨頭3cm 處切割，切割采用手持式砂輪機(jī)，嚴(yán)禁采用電弧、氧炔焰切割。

9 結(jié)束語

預(yù)應(yīng)力張拉是箱梁施工中非常重要的工序，采用合理、科學(xué)的施工方法尤為重要，嚴(yán)格執(zhí)行各道施工工序的過程控制，確保預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量。總而言之，在進(jìn)行橋梁預(yù)應(yīng)力施工的過程當(dāng)中，對(duì)鋼絞線的張拉技術(shù)似乎施工環(huán)節(jié)的重要技術(shù)。也是施工團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行橋梁預(yù)應(yīng)力施工過程當(dāng)中，比較難以實(shí)施的一個(gè)工作。在進(jìn)行施工的過程當(dāng)中，要想有效的保證鋼絞繩的質(zhì)量可以達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，一定要對(duì)張拉技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的把控。在本篇文章當(dāng)中，我們結(jié)合了鄭州市西三環(huán)的一處預(yù)應(yīng)力張拉施工的具體情況出發(fā)，從張拉力的方案及材料的選定以及腹板束張拉力等多個(gè)方面進(jìn)行考慮，從而確保預(yù)應(yīng)力張拉施工的質(zhì)量可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。最后希望通過本篇文章的講訴，可以幫助施工團(tuán)隊(duì)做好對(duì)橋梁施工過程當(dāng)中預(yù)應(yīng)力張拉控制的工作。