现浇预应力混凝土连续箱梁预应力张拉施工技术探讨

摘要：本文以某跨线桥后张预应力连续箱梁的施工为例，介绍了预应力混凝土张拉技术的基本原理及其在大跨径桥梁施工中的工艺流程和技术要点。

关键词：预应力;连续箱梁;张拉技术

中图分类号：TU2 文献标识码：A

预应力是指在构件(或结构)中预先施加应力,来解决混凝土抗拉性能差的缺陷。预应力技术包括结构的设计计算、预应力的施加与锚固、预应力材料等方面。预应力结构具有良好的抗裂性能和抗变形的能力，预应力技术在大跨度的桥梁工程中被广泛应用。

1 张拉前的注意事项

1.1 张拉前应除去锚垫板、喇叭口、钢绞线上的灰浆。锚环、夹具必须清洁，不允许钢绞线、锚环、夹具上有浮锈、油污、混凝土等杂物。

1.2 根据每批钢绞线的实际直径随时调整千斤顶限位板的限位尺寸，最标准的尺寸应使钢绞线只有夹片的牙痕而无刮痕。

1.3 安装锚具时，锚环必须装在锚下垫板止口环内，工作锚环要对中，夹片均匀打紧并外露一致；千斤顶上的工具锚孔位与构件端部工作锚的孔位排列一致，以防钢绞线在千斤顶穿心孔内交叉；安装张拉设备时，做到孔道、锚环、千斤顶三对中。

1.4 张拉前对千斤顶进行校验,并根据回归方程计算出压力表读数。将计算好的数据填在卡片上在现场做出明显标识，供张拉时使用。

1.5 若夹片购置时间较长应在上夹片前在夹片的光滑面上均匀涂抹一层光蜡以减少夹片与锚具的摩擦，增强其自锁性能。

1.6 检查锚垫板下混凝土是否有蜂窝和空洞，必要时采取补强措施，向孔内压风，清除孔内杂物，穿束前应用压力水冲洗孔内杂物，观察有无串孔现象再用风压机吹干孔内水份。

2 张拉过程及注意事项

为了保证混凝土获得必要的预加应力，除了必须正确确定预应力筋的张拉控制应力值外，还要采取适当的张拉程序，使预应力损失值不超过允许值。预应力张拉程序有一遍张拉和两遍张拉、多遍张拉三种。一遍张拉程序比较简单，二遍张拉程序比一遍张拉程序复杂，但可以两次测量伸长值，有所比较，易于发现问题，且对于个别比例极限较低的硬钢，经过第一遍张拉后比例极限提高，在第二遍张拉时就不会再有残余变形，可以消除其影响，通常在重要构件时采用。至于多遍张拉程序，则仅在个别情况下处理张拉过程中发生的异常现象时采用。本文仅介绍一次张拉的过程及应该注意的事项。

2.1 张拉施工工艺流程

钢绞线下料、编束清理、修正管口、穿束、检查混凝土强度安装工作锚具(或连接器)安装限位板安装千斤顶安装工具锚千斤顶进油张拉伸长量校核持荷卸荷锚固记录千斤顶回油、工具锚松脱关闭油泵、千斤顶复位、依次卸下锚具、千斤顶孔道压浆、封锚按跨线桥施工图纸要求，当混凝土强度达到设计强度的95%以上，且弹性模量达到设计强度的90%以上，方可进行张拉。

2.2 张拉程序

0-初应力(10%)-二次初应力(20%)-50%应力(倒顶)

0-50%应力-100%应力-持荷2分钟-锚固。

由于跨线桥主跨125m，分为两次张拉过程，根据理论伸长量的计算两次张拉钢束的伸长值均超过了20cm(千斤顶行程)，因此必须进行倒顶，在倒顶过程中，回油前后要精确测量钢绞线的回缩值以保证实测伸长量的准确性。张拉操作时，应按设计要求采用应力和伸长量双项控制的方法(以应力控制为主)，张拉前还需在梁两端及跨中顶面上布置高程测点，张拉过程中观察各测点的高程变化。

2.3 张拉顺序

在张拉过程中，要非常注意张拉的顺序，一般在横断面上应以中线为轴对称张拉；由于跨线桥为三肋两室的结构，因此在张拉过程中先对称张拉边肋，然后张拉中肋以保证整个张拉过程中箱梁混凝土受力和变形均匀，根据图纸要求在箱梁高度方向上张拉顺序：由上至下。

3 伸长量计算、量测与校核

3.1 钢绞线的理论伸长值可按下式计算：

L=PpL／ApEp

其中Pp=P(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)

P-预应力筋张拉端的张拉力，N；

Pp-预应力筋平均张拉力，N；

L-预应力筋长度，m；

Ap-预应力筋截面面积，mm2；

Ep-预应力筋的弹性模量，Mpa；

x-从张拉端到计算截面孔道长度，m；

θ-从张拉端到计算截面曲线孔道部分切角之和(rad)；

k-孔道每米局部偏差对摩擦影响系数；

μ-预应力筋与孔道之间的摩擦系数；

对跨线桥这种由直线段与多曲线段组成的曲线筋伸长量应分段计算，然后迭加，计算时将每段两端扣除孔道摩阻损失后的拉力求出，然后再精确计算每段的张拉伸长值。

3.2张拉伸长值的量测

张拉伸长值使用精度不大于1mm标尺量测千斤顶油缸的行程，具体操作如下：

3.2.1在初始应力前，量测油缸的外露长度；在施加初始应力过程中(0-10%-20%)，量测油缸的外露长度；量测倒顶前(50%应力)油缸的外露长度；量测回油后钢束回缩量及观察压力表应力变化及时记录。

3.2.2量测50%应力时油缸的外露长度；量测100%应力时油缸的外露长度；量测回油后钢束回缩量。

L=L1+L2-A-B

L1-从初始应力至50%应力(倒顶前)的伸长值

L2-从50%应力(倒顶后)至100%应力的伸长值

A-千斤顶夹具、预应力筋回缩值

B-工作长度伸长值A、B值的确定

预应力筋、夹具的回缩，设计人员在计算因回缩引起预应力损失(δs2)时已考虑，其取值一般为6mm。而在实际施工中，因限位板槽口的深浅(桥限位板深度为8mm)，预应力直径偏差的大小，往往会造成回缩值大于6mm。因此要根据现场实情量测。

A=实测回缩值-6mm

B值根据公式计算求得(一般为千斤顶段的伸长量)

3.2.3预应力筋应力回缩损失的控制

油泵卸荷时，钢绞线锁紧在锚具内，夹片会内缩，一般为6mm。实际施工中受一些不确定因素的影响钢绞线内缩不止6mm或小于6mm。因此造成的预应力损失在施工中根据现场的实际情况必须予以补偿以保证伸长量的准确性。

3.3张拉伸长值校核、控制预应力筋张拉时，实际伸长值与理论伸长值偏差应控制在±6%范围以内，本工程实践证明：只要在施工中精心操作，均能达到此设计要求。当实测值与理论值之差超过±6%时，应根据其它同组预应力束张拉结果和结构对张拉力的灵敏度来判断是否采纳这一差值。在实际施工中要综合考虑各种因素，做好施工控制以确保张拉过程满足设计及规范要求。

4对比预应力混凝土结构的优缺点

4.1预应力混凝土结构具有以下主要优点：提高了构件的抗裂度和刚度；可以节省材料，减少自重；可以减少梁的竖向剪力和主拉应力；结构安全，质量可靠。

4.2预应力混凝土结构具有以下主要缺点：施工工艺较复杂，对质量要求也高；需要专门设备、机具及材料等；预应力反拱不易控制；后张法预应力混凝土结构的管道压浆不易密实，容易引起预应力钢筋的锈蚀。

结语

预应力筋张拉前准备、张拉程序、张拉顺序、伸长值计算、量测、校核、应力回缩损失的控制、波纹管的安装固定、孔道压浆，是后张预应力施工中重要的几个环节，其施工质量的好坏直接影响到桥梁的使用寿命,因此在进行上述施工环节要按照设计要求精心施工以确保工程质量，充分发挥预应力混凝土结构的优越性。

参考文献

[1]刘跃先.现浇预应力混凝土连续箱梁施工技术探析[J].淮北职业技术学院学报,2011,(03):21-22

[2]黄山井.高职学院路桥专业《桥涵施工技术》教育导向探索[J].桥梁建设,2011,(07):193

作者简介：董占海(1983-)男、河南郑州人，本科、助工，主要从事铁路、公路施工管理工作。