浅谈预应力现浇梁张拉技术要求

摘要：预应力现浇梁作为现代跨线、跨河等桥梁，在当今铁路发展路程上得到广泛的应用。预应力现浇梁施工技术要求非常高，各环节、部位及各工序联系十分紧密，施工难度较其他类型桥梁难度大。但预应力现浇梁优点很多，其主要好处是能在复杂的地理条件下进行施工，因此在地理条件复杂的山区、河流地段的桥梁大多采用预应力现浇梁。本文结合武广客专、京石客专、京沪高铁及年楚河特大桥施工，总结概括了目前预应力现浇梁施工的技术要求。

关键词：预应力；现浇梁；张拉

中图分类号：TU757 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）03-（页码）-页数

1.张拉前期准备工作

为确保本桥的预应力质量，施工时从施工工艺、定位钢筋、管道线形等方面严格控制。管道安装前除去管道两端的毛刺并检查管道质量及两端截面形状，遇有可能漏浆时采取措施割除，遇有管道两端截面有变形时，整形后再用。接管处及管道与喇叭连接处用胶带将其密封防止漏浆。预应力管道每50cm设置定位钢筋一道，定位后的管道轴线偏差不大于0.5cm。管道与喇叭管连接处，管道要垂直于锚垫板。夹片应用开口手柄同时将夹片均匀打入锚环，使夹片外端面处于同一平面内，两夹片高差大于2mm者取出重新安装。锚环使用前检查内壁是否有生锈，对生锈者进行除锈处理后使用。锚下混凝土严格振实，同时在穿束前先清除锚具喇叭管内的砂浆和混凝土。合理控制限位板的限位量，合理的限位量使钢绞线没有滑痕。各种预应力筋，均采用圆盘切割机切割，不得采用电焊切割。

2.预应力张拉施工工艺

张拉工艺流程：制束穿束预张拉初张拉终张拉锚具外钢绞线切割。

按每束根数与相应的锚具配套，带好夹片，将钢绞线从千斤顶中心穿过。张拉时当钢绞线的初始应力达0.2σk时停止供油。检查夹片情况完好后，画线作标记。

向千斤顶油缸充油并对钢绞线进行张拉。张拉值的大小以油压表的读数为主，以预应力钢绞线的伸长值加以校核，实际张拉伸长值与理论伸长值控制在6%范围内，每端锚具回缩量控制在6mm以内。

油压达到张拉吨位后关闭主油缸油路，并保持5分钟，测量钢绞线伸长量加以校核。在保持5分钟以后，若油压稍有下降，须补油到设计吨位的油压值，千斤顶回油，夹片自动锁定则该束张拉结束，及时作好记录。全梁断丝，滑丝总数不得超过钢丝总数的0.5%，且一束内断丝不得超过一丝，也不得在同一侧。

3、预应力张拉

3.1横纵向预应力张拉

混凝土达到设计强度的90%，且不少于十四天的龄期后进行张拉（部分桥梁要求龄期为一周，其主要标准以试块为主），张拉顺序为先腹板束、后顶板束、左右对称张拉。预应力筋的锚具、夹片必须符合设计要求，再使用前，进行外观、硬度和静载锚固性能的检查，并符合现行国家标准《预应力混凝土锚具、夹具和连接器》的规定，机具设备及仪表进行定期维修和效验，在使用过程中出现反常现象时重新效验。钢绞线下料长度按照设计确定，钢绞线采用砂轮切割机下料，下料后进行梳整、编束。纵向预应力钢束穿束前采用高压水冲洗孔道内杂物，观察孔道内有无串孔现象，用空压机吹干孔道内水分。纵向预应力钢束穿束采用卷扬机迁引，人工配合。

纵向预应力筋张拉流程：清理孔道穿束安装锚具张拉设备就位钢绞线张拉至10%控制张拉应力（量侧初始读数）20%控制张拉应力（量侧伸长值）100%控制张拉应力并持荷5分钟（量侧伸长值）锚固切除多余的钢绞线移动挂篮封锚压浆。

预应力张拉顺序为：首先张拉纵向预应力，然后张拉横向预应力，最后张拉竖向预应力。

纵向预应力根据张拉的时间不同分为前期直束，前期下弯束和后期下弯束，前期直束与前期下弯束在T构时进行张拉，后期在T构浇注完毕以后以及前期直束和前期下弯束张拉完成后，主桥合拢时进行张拉。预应力施加时，预应力筋、锚具和千斤顶位于同一轴线上，预应力张拉采用张拉力为主、以伸长值作为校核的“双控”张拉法，当实际伸长量与设计伸长量之差大于±6%时，查明原因及时处理。锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量符合设计要求，预应力筋的断丝、滑丝数量，不超过规定数值。

张拉时分级加载，按照10%σk20%σk100%σk0对应的张拉力分别量测伸长值。张拉控制采用张拉应力和伸长值双控，以张拉应力控制为主，以伸长值进行校核，当实际伸长值与理论伸长值差超过6%时，应停止张拉，等查明原因并采取措施后再进行施工。

3.2预应力理论和实际伸长量的计算

3.2.1预应力理论伸长值的计算

后张法预应力筋理论伸长值及预应力筋平均张拉力的计算公式如下：

L=PP×L/（AP×EP） （1）

PP=P×〔1-e-（kx+μθ）〕/（KL+μθ） （2）

式中：L----预应力筋理论伸长值，mm

L----预应力筋的长度，mm

PP----预应力筋的平均张拉力，N

X ---- 从张拉端至计算截面孔道长度， m

AP ----预应力筋截面面积，mm2

EP ----预应力筋的弹性模量，Mpa，

P----预应力筋张拉端的张拉力，N

θ----从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，rad

k----孔道每米局部偏差对磨擦的影响系数，取0.0015

μ----预应力筋与孔道壁的磨擦系数，对塑料波纹管取0.14～0.17。

3.2.2实际伸长量的量测及计算方法

预应力筋张拉前，应先调整到初应力σ0（一般可取控制应力的10%～15%），伸长量应从初应力时开始量测。实际伸长值除张拉时量测的伸长值外，还应加上初应力时的推算伸长量，对于后张法混凝土结构在张拉过程中产生的弹性压缩量一般可省略。实际伸长值的量测采用量测千斤顶油缸行程数值的方法。在初始应力下，量测油缸外露长度，在相应分级的荷载下量测相应油缸外露长度。实际伸长值L的计算公式如下：

L=B+C-2A

A —0～10%σk 应力下的千斤顶的实际引伸量

B —10%σk～20%σk 应力下的千斤顶的实际引伸量

C —20%σk～100%σk 应力下的千斤顶的实际引伸量

预应力筋张拉完毕后，杜绝撞击锚具和钢束，立即进行管道压浆。

3.3竖向预应力筋张拉

竖向预应力筋管道采用波纹管成孔。其下端锚固在梁体内，并按要求设置压浆孔，上端为张拉端，施工中严格控制质量，保证管道位置准确，严格按照有关规程进行张拉，杜绝用电焊或氧气乙炔切割张拉钢筋。使用前先进行检查，保证无锈蚀无碰伤，张拉端和固定端1米范围内不得有弯曲。下料后两端戴帽在张拉台上逐根预拉，预拉力为100%设计张拉力。张拉前首先清除端杆、垫板上的水泥浆，检察垫板是否水平，合格后将螺母拧至根部，并将连接螺母拧紧。然后将千斤顶就位并对中，连接精扎螺纹钢筋。千斤顶的张拉头拧入钢筋螺纹长度不得少于40mm，开启千斤顶张拉预应力筋。一次张拉至100%控制应力后，持荷1—2分钟量侧伸长值，不小于设计值为合格，然后拧紧螺母，张拉完成。

4.安全要求

高压油管使用前必须作耐压试验，不合格的不能使用。

油压泵上的安全阀调至最大工作油压下能自动打开的状态。

油压表安装必须紧密满扣，油泵与千斤顶之间采用的高压油管连同油路的各部接头均须完整紧密，油路畅通，在最大工作油压下保持5min以上均不得漏油。若有损坏者及时修理更换。

张拉时，千斤顶后面严禁站人，也不得踩高压油管。

张拉时发现张拉设备运转声音异常，立即停机检查维修。

锚具、夹具均设专人妥善保管，避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤或散失。施工时在张拉完后按设计文件要求对锚具进行防锈处理。

5.预应力质量控制措施

预施控制应力后，钢绞线两端张拉伸长值之和不超过计算值的±6%（超出此限时应查明原因）。

全梁断丝、滑丝总数不超过钢丝总数的0.5%，并不得位于梁体的同一侧，且一束内断丝不得超过一丝。

钢绞线回缩量不大于6mm。

锚固后夹片表面应平整，同束夹片外露量差不超过1mm。

因处理滑丝、断丝而引起钢绞线束重复张拉时，同一束不超过3次；若钢丝与锚具因滑丝而留有明显刻痕时，应予更换。

认真作好张拉记录和张拉过程中出现各种情况的原始记录，终张拉后经检查并确认全部合格后方可割丝。

张拉千斤顶、油泵、油压表配套标定（采用测力环或传感器），并做好标识，配套使用。千斤顶校正系数在1.0～1.05之间。

终张拉完24h后，经检查人员确认并测量梁体挠度合格后，即可进行切割多余钢绞线。钢绞线切割处距锚具30～35mm，采用砂轮机切割，防止对锚具造成损害。切割完成后用防水涂料对锚具进行防锈处理，采用同标号砂浆进行封端锚固。

在整个张拉过程中，安排技术员全程监控，详细记录各环节数据及张拉情况，满足规范要求后，资料规整入档。

6.结论

目前铁路建设过程中，桥梁占据绝对重要位置，而预应力张拉效果则是桥梁安全质量的决定性因素，是运营过程的基础保障。本文主要以客专预应力张拉的一些技术要求及个人在施工中的经验为主，不足之处，望提出宝贵意见。

参考文献

[1] 《铁路桥涵设计基本规范》（TB 10002.1-2005）

[2] 《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB 10002.3-2005）

[3] 《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB 10415-2003）