經驗交流：雙控法張拉在后張預應力T型梁中的應用
發布時間：2010-01-14 共1頁
1、前言
隨著現代橋梁建筑技術的不斷提高和發展，跨度高預應力砼梁得到越來越深廣的應用，預應力鋼絞線的張拉施工作為后張預應力T梁施工中的關鍵技術，對控制T梁的質量起著至關重要的作用。結合本人在工程施工中的經歷，談談自已對雙控法張拉在跨度后張預應力T型梁施工中的應用技術
2、工程簡介
幾內亞丁基索河橋位于幾內亞東部康康地區丁基索河上，橋全長245.30m，為7-35m后張預應力砼T型梁橋，梁長35m，梁高2.0m，每跨由三片T梁組成，中梁一片，邊梁兩片，每片梁重約82t，全橋共計24片梁，橋面全寬9m.該工程完全按照國際慣例組織項目的實施，業主是幾內亞共國道路投資局，初步設計單位是法國公司，咨詢工程公司為德國LACKER公司。
3、預應力鋼絞線及張拉指標參數
預應力鋼絞線采用抗拉強度標準值為1860MPa的高強低松弛鋼絞線，彈性模量為1.95×105Mpa，7φ5鋼絞線公稱直徑15.24mm，按美國ASTMA416M-98標準270級執行。錨于梁端的鋼束采用4根9-7φ5鋼絞線；邊梁和中梁錨于梁頂的鋼束分別采用3根和2根7-7φ5鋼絞線。邊梁的9-7φ5和7-7φ5預應力鋼絞線張拉控制應力為0.72Ryb，9-7φ5鋼絞線張拉力為1662KN，7-7φ5鋼絞線張拉力為1312KN；中梁的9-7φ5和7-7φ5預應力鋼絞線張拉控制應力為0.75Ryb，9-7φ5鋼絞線張拉力為1749KN，7-7φ5鋼絞線張拉力為1367KN.施工中，不得對預應力鋼絞線進行超張拉。
張拉千斤頂的型號分別為YCW250B和YCW150B，電動油泵型號為OVM ZB4-500型。采用OVM15-9和OVM15-7錨具，該錨具包括錨頭、錨墊板和與之相配套的錨下螺旋筋等。制梁所用水泥為法國產CPA42.5特種水泥，該水泥具有早期強度增長快的特點，四天強度可達90%左右。
4、張拉工藝
采用兩端對稱同時張拉、張拉力和伸長量雙控法，兩端千斤頂升降壓、畫線、測伸長、插墊等工作一起進行。
千斤頂就位后，先將主油缸少許充油，使之蹬緊，讓預應力鋼絞線繃直，在鋼絞線拉至規定的初應力σ0時，停機量測原始空隙并畫線作標記。
鋼絞線的張拉順序綜合以下幾方面因素核算確定：其一避免張拉時構件截面呈過的偏心受力狀態，不使砼邊緣產生拉應力；其二計算并比較分批張拉的預應力損失值；其三是盡量減小梁體產生過的上拱度，防止梁體開裂或變形嚴重。經綜合比較，采用了兩階段傳力錨固法張拉，即T梁砼強度達90%后，首先張拉錨固于梁端的N1-N4鋼絞線，對此4根鋼絞線的孔道壓漿，然后存梁；為減小T梁的徐變上拱度，錨于梁頂的N5-N7鋼絞線待架梁前再進行張拉并壓漿，隨即架梁。采用兩次張拉工藝的另一優點是：先張拉一部分鋼絞線，對梁體施加較低的預應力，使梁體能承受自重荷載，提前將梁移出生產梁位，可縮短生產臺座使用周期，加快施工進度。
中梁鋼絞線張拉先后順序：N2→N3→N1→N4→N5→N6.邊梁鋼絞線張拉先后順序：N2→N3→N1→N4→N5→N6→N7.預應力鋼絞線張拉施力程序：0→初應力σ0→控制應力σk（持荷2分鐘錨固）。σk為張拉時的控制應力（包括預應力損失在內）。
張拉施工的工作順序：穿束→安裝錨具→安裝千斤頂及張拉設備→張拉、錨固→拆除千斤頂及張拉設備→壓漿→存梁。
5、鋼絞線伸長量計算
預應力鋼絞線張拉時的控制應力，應以張拉時的實際伸長值與理論計算值進行校核。實際伸長值與理論伸長值相差須在6%以內，否則應暫停張拉，查明原因并采取措施加以調整后，再繼續進行張拉。理論伸長值的計算及實際伸長值的量測方法如下：（1）鋼絞線理論伸長值的計算：ΔLL=P0×L/Ay×Eg式中：ΔLL—預應力鋼絞線理論伸長值，cm；L—從張拉端至計算截面孔道長度，cm；Ay—預應力鋼絞線的截面面積，mm2；Eg—預應力鋼絞線的彈性模量，Mpa；P0—預應力鋼絞線的平均張拉力，N；
P0=P×[1-e-（kL+μθ）]/（ kL+μθ）
式中：P—預應力鋼絞線張拉端的張拉力，N；θ—從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和，rad；k—孔道偏差系數，此處取k =0.003；μ—孔道摩擦系數，此處取μ=0.26.本工程項目經計算得出鋼絞線理論伸長值如下表：中梁 鋼束編號 N1 N2 N3 N4 N5 N6鋼束類型 9-7φ5 7-7φ5鋼束計算長度M 34.72 34.78 34.92 35.14 27.06 18.20每端張拉力KN 1749 1367每端理論伸長量CM 11.65 11.50 11.56 11.48 9.86 5.85邊梁 鋼束編號 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7鋼束類型 9-7φ5 7-7φ5鋼束計算長度M 34.72 34.78 34.92 35.14 30.00 24.08 18.20每端張拉力KN 1662 1312每端理論伸長量CM 11.07 10.93 11.10 11.02 9.47 7.40 5.45（2）鋼絞線實際伸長量計算：ΔLS=ΔL1+ΔL2-C式中：ΔL1—從初應力至最張拉應力間的實測伸長值，cm；ΔL2—初應力σ0時的推算伸長值，cm；ΔL2=σ0×L/ Eg；C—砼構件在張拉過程中的彈性壓縮值，一般可略而不計，本處取C=0.2cm.
6、張拉注意事項
（1）鋼絞線張拉前應全面檢查錨具、千斤頂及油泵等張拉設備的性能、型號、數量等是否附合設計和施工要求。特別是千斤頂要與油泵、油壓表、油管等一起進行配套標定。
?。?）千斤頂給油、回油工序必須緩慢平穩的進行，防止出現滑斷絲現象。鋼絞線張拉后及時對其作畫線標記并進行定期觀測。
?。?）張拉現場應有明顯標志，與該工作無關的人員嚴禁入內。張拉或退楔時，千斤頂后面不得站人，以防預應力鋼絞線拉斷或錨具、楔塊彈出傷人。
?。?）已張拉好而尚未壓漿的梁，嚴禁劇烈震動，以防預應力鋼絞線裂斷而釀成重事故。
7、結束語
鋼絞線的張拉控制技術是后張法預應力砼梁施工中的核心技術，只有進行精確的計算、正確的操作方法和嚴格的施工工藝，才能達到較高的施工質量。丁基索河橋T型梁采取上述施工方法和控制措施，有效地保證了T梁的施工質量，贏得了幾內亞政府、咨詢工程師及世行代表的一致好評。
隨著現代橋梁建筑技術的不斷提高和發展，跨度高預應力砼梁得到越來越深廣的應用，預應力鋼絞線的張拉施工作為后張預應力T梁施工中的關鍵技術，對控制T梁的質量起著至關重要的作用。結合本人在工程施工中的經歷，談談自已對雙控法張拉在跨度后張預應力T型梁施工中的應用技術
2、工程簡介
幾內亞丁基索河橋位于幾內亞東部康康地區丁基索河上，橋全長245.30m，為7-35m后張預應力砼T型梁橋，梁長35m，梁高2.0m，每跨由三片T梁組成，中梁一片，邊梁兩片，每片梁重約82t，全橋共計24片梁，橋面全寬9m.該工程完全按照國際慣例組織項目的實施，業主是幾內亞共國道路投資局，初步設計單位是法國公司，咨詢工程公司為德國LACKER公司。
3、預應力鋼絞線及張拉指標參數
預應力鋼絞線采用抗拉強度標準值為1860MPa的高強低松弛鋼絞線，彈性模量為1.95×105Mpa，7φ5鋼絞線公稱直徑15.24mm，按美國ASTMA416M-98標準270級執行。錨于梁端的鋼束采用4根9-7φ5鋼絞線；邊梁和中梁錨于梁頂的鋼束分別采用3根和2根7-7φ5鋼絞線。邊梁的9-7φ5和7-7φ5預應力鋼絞線張拉控制應力為0.72Ryb，9-7φ5鋼絞線張拉力為1662KN，7-7φ5鋼絞線張拉力為1312KN；中梁的9-7φ5和7-7φ5預應力鋼絞線張拉控制應力為0.75Ryb，9-7φ5鋼絞線張拉力為1749KN，7-7φ5鋼絞線張拉力為1367KN.施工中，不得對預應力鋼絞線進行超張拉。
張拉千斤頂的型號分別為YCW250B和YCW150B，電動油泵型號為OVM ZB4-500型。采用OVM15-9和OVM15-7錨具，該錨具包括錨頭、錨墊板和與之相配套的錨下螺旋筋等。制梁所用水泥為法國產CPA42.5特種水泥，該水泥具有早期強度增長快的特點，四天強度可達90%左右。
4、張拉工藝
采用兩端對稱同時張拉、張拉力和伸長量雙控法，兩端千斤頂升降壓、畫線、測伸長、插墊等工作一起進行。
千斤頂就位后，先將主油缸少許充油，使之蹬緊，讓預應力鋼絞線繃直，在鋼絞線拉至規定的初應力σ0時，停機量測原始空隙并畫線作標記。
鋼絞線的張拉順序綜合以下幾方面因素核算確定：其一避免張拉時構件截面呈過的偏心受力狀態，不使砼邊緣產生拉應力；其二計算并比較分批張拉的預應力損失值；其三是盡量減小梁體產生過的上拱度，防止梁體開裂或變形嚴重。經綜合比較，采用了兩階段傳力錨固法張拉，即T梁砼強度達90%后，首先張拉錨固于梁端的N1-N4鋼絞線，對此4根鋼絞線的孔道壓漿，然后存梁；為減小T梁的徐變上拱度，錨于梁頂的N5-N7鋼絞線待架梁前再進行張拉并壓漿，隨即架梁。采用兩次張拉工藝的另一優點是：先張拉一部分鋼絞線，對梁體施加較低的預應力，使梁體能承受自重荷載，提前將梁移出生產梁位，可縮短生產臺座使用周期，加快施工進度。
中梁鋼絞線張拉先后順序：N2→N3→N1→N4→N5→N6.邊梁鋼絞線張拉先后順序：N2→N3→N1→N4→N5→N6→N7.預應力鋼絞線張拉施力程序：0→初應力σ0→控制應力σk（持荷2分鐘錨固）。σk為張拉時的控制應力（包括預應力損失在內）。
張拉施工的工作順序：穿束→安裝錨具→安裝千斤頂及張拉設備→張拉、錨固→拆除千斤頂及張拉設備→壓漿→存梁。
5、鋼絞線伸長量計算
預應力鋼絞線張拉時的控制應力，應以張拉時的實際伸長值與理論計算值進行校核。實際伸長值與理論伸長值相差須在6%以內，否則應暫停張拉，查明原因并采取措施加以調整后，再繼續進行張拉。理論伸長值的計算及實際伸長值的量測方法如下：（1）鋼絞線理論伸長值的計算：ΔLL=P0×L/Ay×Eg式中：ΔLL—預應力鋼絞線理論伸長值，cm；L—從張拉端至計算截面孔道長度，cm；Ay—預應力鋼絞線的截面面積，mm2；Eg—預應力鋼絞線的彈性模量，Mpa；P0—預應力鋼絞線的平均張拉力，N；
P0=P×[1-e-（kL+μθ）]/（ kL+μθ）
式中：P—預應力鋼絞線張拉端的張拉力，N；θ—從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和，rad；k—孔道偏差系數，此處取k =0.003；μ—孔道摩擦系數，此處取μ=0.26.本工程項目經計算得出鋼絞線理論伸長值如下表：中梁 鋼束編號 N1 N2 N3 N4 N5 N6鋼束類型 9-7φ5 7-7φ5鋼束計算長度M 34.72 34.78 34.92 35.14 27.06 18.20每端張拉力KN 1749 1367每端理論伸長量CM 11.65 11.50 11.56 11.48 9.86 5.85邊梁 鋼束編號 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7鋼束類型 9-7φ5 7-7φ5鋼束計算長度M 34.72 34.78 34.92 35.14 30.00 24.08 18.20每端張拉力KN 1662 1312每端理論伸長量CM 11.07 10.93 11.10 11.02 9.47 7.40 5.45（2）鋼絞線實際伸長量計算：ΔLS=ΔL1+ΔL2-C式中：ΔL1—從初應力至最張拉應力間的實測伸長值，cm；ΔL2—初應力σ0時的推算伸長值，cm；ΔL2=σ0×L/ Eg；C—砼構件在張拉過程中的彈性壓縮值，一般可略而不計，本處取C=0.2cm.
6、張拉注意事項
（1）鋼絞線張拉前應全面檢查錨具、千斤頂及油泵等張拉設備的性能、型號、數量等是否附合設計和施工要求。特別是千斤頂要與油泵、油壓表、油管等一起進行配套標定。
?。?）千斤頂給油、回油工序必須緩慢平穩的進行，防止出現滑斷絲現象。鋼絞線張拉后及時對其作畫線標記并進行定期觀測。
?。?）張拉現場應有明顯標志，與該工作無關的人員嚴禁入內。張拉或退楔時，千斤頂后面不得站人，以防預應力鋼絞線拉斷或錨具、楔塊彈出傷人。
?。?）已張拉好而尚未壓漿的梁，嚴禁劇烈震動，以防預應力鋼絞線裂斷而釀成重事故。
7、結束語
鋼絞線的張拉控制技術是后張法預應力砼梁施工中的核心技術，只有進行精確的計算、正確的操作方法和嚴格的施工工藝，才能達到較高的施工質量。丁基索河橋T型梁采取上述施工方法和控制措施，有效地保證了T梁的施工質量，贏得了幾內亞政府、咨詢工程師及世行代表的一致好評。
