如何解决挂篮悬臂梁短束预应力张拉伸长量超长问题

【前言】预应力混凝土结构已经成为土木工程中应用最广泛的建筑结构。在预应力混凝土结构中,除了锚固系统本身的质量外,最重要的指标就是预应力的大小,因此需要控制张拉完成时刻的应力,并确信以后的松弛、混凝土徐变等在预计的范围。在预应力张拉过程中,为确保可靠准确,将张拉伸长值的实测值与理论值进行比较是一种常用的校验应力的方法,也就是我们通常所说的“以应力为主,伸长值为辅”的方法。在多年的预应力施工实践中,我们普遍以为应力易于控制,而伸长值的测定具有较多的不确定性,尤其是长度小于20米的短束预应力经常出现伸长量超限问题。

通过施工总结，束长小于20m的预应力筋极易出现实际伸长量超出理论伸长值的6％，本节通过某挂篮悬臂梁短束张拉讨论得出挂蓝悬臂梁短束预应力张拉伸长量超长问题应根据短束张拉完毕千斤顶回油后的伸长量作为实际伸长量，按公L=(100%-10%)+(20%-10%)-Δ计算，Δ为张拉完毕千斤顶回油后内顶回缩长度。通过Δ值的修正可以解决短束预应力超长问题。

【关键词】张拉；超长；回缩量；千斤顶

中图分类号： TU757.1 文献标识码： A 文章编号：

1、工程概况

某工程跨某省道一联38.5+68+38.5米连续梁桥，起点桩号K1+776.999，终点桩号K1+921.999，桥梁全长145m，主跨跨越307省道。梁体为单箱双室、变高度、变截面结构。中支点处梁高3.8m，跨中2m直线段及边跨5.45m直线段梁高为1.8m，梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端0.4m。箱梁顶宽12.5m，箱梁底宽由边跨现浇段的6.998m渐变至中支点处的5.926m。顶板厚度除梁端及中支点附近外均为22cm，底板厚度22cm至60cm，按二次抛物线变化，腹板厚1.05m至65cm至30cm，按折线变化。全联在端支点、中跨跨中及中支点处共设5个横隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。本桥位于设计道路中心线R=1000m圆曲线上和缓和曲线上，连续梁以设计道路中心线为准，曲梁曲做，桥墩径向布置，连续梁横向无偏移。箱梁纵、横向坡度由支座垫块形成。

2、挂篮安装及张拉过程

本工程采用三角挂篮进行施工,施工工序为:挂篮安装——调模一—绑扎底板钢筋和波纹管——安装内模及顶板钢筋安装和波纹管——混凝土浇筑——混凝土等强——张拉钢绞线——孔道压桨——端头封描

2.1 预应力钢绞线、张拉机具及设备

钢绞线、精轧螺纹钢的切断，采用砂轮切割机，以保证切口平整、线头不散。钢绞线采用整束同时穿入。钢绞线应排列理顺，在端头一米范围内全部用透明胶带纸捆扎。锚下钢绞线的起弯角度和平面位置应严格按照设计图纸要求施工，尤其要保证锚座的锚口平面位置应与锚下钢绞线、精轧螺纹钢垂直，在浇注砼前用纱布堵塞锚口与钢绞线、精轧螺纹钢之间的空隙，防止浇注砼时水泥浆浸入锈蚀和堵塞波纹管。

张拉设备购置时，预应力张拉采用YDN2500B千斤顶，锚具分为M15一12J,M15一9J和M15一7J三种形式,夹片为三片锥形式满足强度和刚度要求。高压油泵为YLBl.5型.

2.2 张拉控制方法

张拉采用 “双控法”双向张拉即采用张拉吨位与伸长值控，按以下张拉顺序进行张拉:0—σk10%—σk20%—σk100%—σk103%(持荷5分钟锚固)张拉锚控制应力σk=0.75 fpk根据交通部《公路桥涵施工技术规范》及设计文件的要求，实测伸长值与理论伸长值的误差应控制在6%以内，否则应停止张拉查找原因。

2.3 张拉过程

张拉采取两端张拉，张拉时，两端千斤同时顶升，应力达到0.2σk开始划线及测量伸长值等工作。张拉控制以张拉力和伸长值双向控制，以张拉力控制为主，伸长值为校核。当张拉控制应力达到稳定，并确认伸长值等合格后，方能进行锚固。锚固后用砂轮切割机切割多余长度。

2.4伸长值计算

L=(100%-10%)+(20%-10%)

3、张拉过程中出现的问题

张拉采用 “双控法”双向张拉，即采用张拉吨位与伸长值控按以下张拉顺序进行张拉：0—σk10%—σk20%—σk100%—σk103%(持荷5分钟锚固)张拉锚控制应力σk=0.75 fpk。根据交通部《公路桥涵施工技术规范》及设计文件的要求，实测伸长值与理论伸长值的误差应控制在6%以内，否则应停止张拉，查找原因。伸长量按规范计算公式：L=(100%-10%)+(20%-10%)钢绞线实测伸长值与理论计算值的对比，如表4.2所示。

表4.2 钢绞线实测伸长值

4 、短束伸长量超长原因分析

认真检查了张拉的各个环节，并再次校验千斤顶和油表。校验后再进行2号块张拉，发现伸长量误差仍大于6%。张拉实测数据见表4.3。

表4.3 张拉实测数据

排除了千斤顶与油压表校验问题后，通过钢绞线伸长原理，分析原因为：千斤顶内钢绞线长度50cm也参与了张拉，对短束钢绞线有影响，必须在伸长量计算中予以扣除。按胡克定律计算张拉预应力束时千斤顶内钢绞线伸长量为ΔL=L×σ/Ep=0.4mm两端张拉时该段钢绞线伸长量为0.8-1mm，但仍不是主要原因。

在查阅大量文献后找到误差超限原因，夹片张拉力由10%σk到20%σk时，规范按10%作为计算基数说明已考虑夹片内缩、钢绞线松弛等因素。当经过现场张拉分析发现实际张拉控制过程中，在张拉完毕回油持荷时，虽油压表读数未发生变化。但因为千斤顶机械原理，千斤顶回油过程中内顶顶存在3～4mm的内缩量，此值因千斤顶机械原因造成。经现场多次测量确认4mm/端，因此对Δ进行修正，双端张拉就有8mm的回缩量。而8mm对长束影响不大，但对短束影响较大。最终计算数据如表4.4所示。

表4.4 实际伸长量最终计算结果

5 、结束语

综合以上结果可知，挂蓝悬臂梁短束预应力张拉伸长量超长问题应根据短束张拉并持荷完毕扣除千斤顶回油后的伸长量作为实际伸长量，而规范并未体现，建议《公路桥涵施工技术规范》对公式L=(100%-10%)+(20%-10%)-Δ进行补充说明，Δ为持荷完毕千斤顶回油后回缩的长度（应有千斤顶生产厂家试验取得）。此Δ对小于20m的预应力钢束产生的影响很大，在实际中必须考虑此值，而大于20m的预应力钢束中此Δ产生的影响很小，可不考虑。通过泉州市站前大桥工程短束预应力悬臂梁张拉的现场实践，施工过程中除严格按规范和设计要求操作外还应充分认识到千斤顶在张拉后的变化对实测伸长值的影响。

参考文献：

［1］魏明明，后张法施工中预应力筋延伸量计算及影响因素[J];中国市政工程;2011年03期

［2］张宗前， 钢绞线张拉过程中伸长值超差原因分析[J]. 金属制品. 2010(04)

作者简介：张祥善，1975，男，籍贯：东省五莲县，单位：中铁十局建筑工程有限公司

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