浅谈箱梁后张拉预应力钢绞线施工技术

摘要：本文结合工程实践经验，对箱梁后张拉预应力钢绞线施工进行论述。

关键词：箱梁后张拉预应力施工

前言

预应力混凝土，就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。预应力混凝土提高了构件的抗裂度和刚度，可以节省材料，减少自重，减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力，结构质量安全可靠。在曲线配筋或大型构件的桥梁施工中，多采用后张法建立预应力，靠锚具来传递和控制预应力。鉴于箱梁后张拉预应力钢绞线在桥梁中普遍采用，预应力钢绞线施工是桥梁施工质量控制的关键环节之一，在施工中要高度重视。本文总结多年后张拉预应力施工经验，就箱梁预应力钢绞线施工中的波纹管质量、预应力张拉、孔道灌浆等施工环节进行论述，以供箱梁预应力施工参考。

一 工程概况

本标段共计有30米预制箱梁6跨，左右两幅后连续负张拉共10段，预应力施工采用后张法，两端单点张拉，采用张拉应力及伸长值双控。每片梁有5束预应力钢束（3束长，2束短），每束采用5根标准强度Rby=1860Mpa之φj15.24(7φ5)毫米钢绞线。张拉控制应力为0.75Rby=1395Mpa。锚具采用OVM扁锚系列，即BM15-5。钢束孔道由预埋90×19毫米扁金属波纹管成型。

二 基本数据

1.单股钢束（φj15.24）面积Ay=140mm2，每束5股钢绞线。（报告 HL线2004834-01、两阶段施工图设计）

2.弹性模量E=2.01×105Mpa（报告 HL线2004834-01）

3．孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数k=0.0015；预应力筋与孔道壁的摩擦系数μ=0.25（公路桥涵施工技术规范）

4.张拉控制应力σk=0.75Rby=1395Mpa（两阶段施工图设计）,单点张拉控制应力为1395×106×140×10-6/103=195.3kN。

5.主动标定线形方程（报告 HL顶2005116、报告 HL顶2005148-2）

6．预应力钢束、波纹管数量表

7.伸长量计算

由于本标段负张拉的孔道为直线（θ=0），伸长量计算公式：（其中）

长束（N1、N3、N5）钢绞线长度为16米，短束（N2、N4）钢绞线长度为9米。

长束（N1、N3、N5）钢绞线伸长量为：

P=195.3×（1+e-0.024）/2=192.98kN

ΔL长=192.98×103×16/（140×10-6×2.01×1011）=0.110m。

短束（N2、N4）钢绞线伸长量为：

P=195.3×（1+e-0.0135）/2=194kN

ΔL短=194×103×16/（140×10-6×2.01×1011）=0.062m。

三 预应力张拉施工

1钢绞线束的制作及穿放。目前用于预应力的钢绞线多采用低松驰的高强度钢绞线。每批进场的预应力钢绞线必须经外观、力学性能检验合格后方可投入使用。预应力筋的下料长度应通过计算确定，除要按照设计图，加孤线值的长度外，还要考虑每端预留千斤顶＋工具锚＋限位板的δ值等工作长度。钢绞线下料应采用砂轮锯切割，不得采用电弧切割。集束绑扎时，每束钢绞线必须理顺直，不得打结、扭曲，一般一米为一段进行分段绑扎牢固，以免钢绞线相互扭结或各丝、各股预应力筋受力不均匀，造成张拉应力不够或超张拉，摩阻力值增大，易发生段丝、滑丝等现象。

钢绞线穿放前应清除孔道内杂物，钢绞线穿入梁体后应尽快张拉，停放时间不能超过48小时，否则应采取防锈措施。预应力钢绞线束穿后，应对所有波纹管进行检查，有破损或密封不严处应采取措施处理或更换，以免砼浇筑过程中漏浆，堵塞管道，影响预应力钢绞线张拉和孔道压浆。在浇注混凝土时，在混凝土初凝前设专人随时拉动钢束，避免个别波纹管接头发生漏浆而产生管内固结。

2千斤顶与油表校正。预应力张拉的设备和预应力锚具，应按锚具说明书的千斤顶型号配套使用。千斤顶在使用前必须按要求及时经主管部门授权的法定计量技术机构进行千斤顶、油泵及油压表配套标定，确定其校正系数，张拉时严格按标定报告上注明的油泵号、油表号和千斤顶号配套安装使用。张拉前，应按照校正系数公式计算出分级加载的油表读数与张拉力的对应值。在下列情况下应重新标定：新千斤顶初次使用前；油压表指针不能退回零点时；千斤顶、油压表和油管进行过更换或维修后；当千斤顶使用超过6个月或张拉超过200次以上；在使用过程中出现其他不正常现象。

3锚夹具、连接器、挤压锚质量控制。后张拉建立预应力，是靠锚具来传递和建立预应力，如锚具质量不合格，预应力张拉时或在张拉后，锚板、垫板或夹片锚的夹片容易碎裂。所以锚夹具质量非常重要，使用前，应按要求对锚夹具、连接器进行外观、硬度、静载锚固试验和挤压锚头工艺抗拔试验，合格后才能用于工程。

4核算钢绞线理论伸长值。张拉前，同类钢绞线首批进场后应进行弹性模量试验，根据实测的弹性模量和相关公式仔细检校每一束钢绞线的理论伸长值，以免有时设计提供理论值有误，而造成实测伸长量与理论伸长量之差不符合要求。

5预应力张拉。预应力钢绞线张拉前，箱梁的混凝土强度和砼浇筑时间必须达到设计、规范要求，千斤顶和油压表均在校验有效期内，箱梁侧向约束已解除（但须特别注意，箱梁底模必须在预应力钢绞线张拉结束并对管道实施压浆后才能拆除），支座定位螺栓已解除，以使在预应力张拉过程中能自由转动和移动。

当所有准备工作做好后，清除锚垫板下水泥浆等杂物，将钢绞线切割成楔形逐根对孔穿入锚环中，装紧工作锚具夹片，安装时务必使工作锚落入锚垫板止口中，并与孔道轴线同心。工作锚安装后，安装张拉限位板及千斤顶对位，再在千斤顶后端安装工具锚，安装工具锚时，应注意不得使钢绞线错孔扭结。为安装方便，可将工具锚夹片用橡皮筋箍住，从钢绞线端头沿钢绞线送进到工具锚孔中，并用钢管打紧，夹片不得错位。以上工作全部做完后对千斤顶供油，使千斤顶受力并与梁端锚具面垂直，再次检查锚具、千斤顶、孔道三者轴心是否同心，有偏差时应用手锤轻击锚环，调整位置，检查合格后，即进入张拉供油的准备。两端张拉操作人员应统一指挥，口令一致，应严格按设计张拉顺序、张拉方式对称进行张拉，张拉速度应控制在合理范围内，注意使每根钢绞线受力均匀，张拉力应按设计控制力逐级加载，如按控制力的10%、20%、50%、90%及设计控制力分级张拉，在达到控制张拉的10%时作好标记，开始测量钢绞线伸长值，以后每级均要量测、记录伸长值和张拉力，测量读数应精确，钢绞线束在达到控制张拉力时，持荷2min，并维持张拉力不变，然后封锚。张拉过程中应认真作好张拉原始记录，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。张拉完成后，在锚口处的钢绞线上做记号，钢绞线回缩量不能大于6mm。张拉完成后，经检查并确认全部合格后方可割丝，钢束张拉完毕，严禁撞击锚头和钢束。

施加应力以张拉力为主，以预应力筋伸长值作校核，预应力筋实际弹性模量计算的伸长值与实测伸长值相差不应超过±6%，否则应暂停张拉，查找原因，主要原因有：钢绞线材料发生变化，弹性模量E值变化或截面积A值变化；千斤项标定曲线发生变化造成张拉力变化；混凝土强度不足；孔道摩阻损失变化；测量方法不准确，因漏浆致使钢绞线局部固结等。

四 结语

在现代的预应力箱梁施工中， 必须严格按设计、规范施工，积累丰富施工经验应用于实际，以保证其质量。

参考文献

［1］《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）.

［3］《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T 5224-2003）.

［4］《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T 14370-2000）等.转贴

［5］东莞市常虎高速公路第20标段（K42+350~K42+850）两阶段施工图设计。

［6］《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-98）。

［7］液压千斤顶检验报告 （证书编号 HL顶2005116 和 HL 顶2005148-2）。

［8］预应力混凝土用钢绞线试验报告（证书编号 HL线2004834-01）。