预制梁负弯矩施工

【摘要】随着预应力结构的发展，扁锚的用量逐年递增，扁锚的应用克服了群锚体系锚下预应力过于集中锚具两个方向尺寸均较大的缺点,扁形锚具使应力分布更加均匀合理,可进一步减薄结构厚度。本文通过对预制T梁墩顶负弯矩扁锚张拉中对压力表示值及钢绞线伸长值的影响因数的分析得出一些结论为今后类似工程提供借鉴。

【关键词】梁墩顶负弯矩压力表数值伸长值影响因数

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1．工程概况

采用预应力工艺，能使混凝土结构的工地接头安全可靠，尤其对先简支后连续的梁板,其耐久性则因采用高质量的材料及消除了活载所致裂纹而大为改进。

1．1辽河特大桥采用7×（5-30）+1×（3-30）+7×（5-30）m共十五联预应力混凝土T梁连续的结构形式，桥墩顶设置GQF-MZL-160型伸缩缝,桥台顶设置GQF-MZL-80型伸缩缝。

1．2设计计算

1．2．1张拉及锚固设施,参考OVM锚固体系产品进行设计,负弯矩钢绞线采用YDB100-160型千斤顶。

1．2．2负弯矩钢绞线采用预埋９０×２２mm扁锚波纹管。

1．2．３预应力钢束与管道壁的摩檫系数μ＝０.２５，管道每延米局部偏差对摩檫的影响系数K=0.0015,张拉端锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值：＝１２mm(两端)。

1．3主要材料

预应力钢绞线采用现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）,公称面积１４０mm2,抗拉强度标准值为fpk=1860Mpa,弹性模量Ep=1.95*105 Mpa,延伸率不小于３．５％。

2．施工要点

2．1预应力钢绞线张拉采用双控指标，以锚下张拉力为主，延伸量作校核．张拉程序： O 初应力０．１σcon ０．2σcon１.0σcon(持荷2分钟) 锚固，桥墩墩顶平面的负弯矩钢束应初张拉后一次整体张拉完毕，不得单根张拉。

2．2现场所进的钢绞线要做弹性模量试验，根据试验的数值对设计提供的延伸量数值进行换算后作为延伸量控制值 。

3.对压力表的影响因数

3.1油压千斤顶检校方法及鉴定厂家

不同的鉴定厂家给出的回归方程不同,一般采用二次抛物线方程为准:

P=-2.2*10-5F2+0.234268 F +0.278671

Pp＝1350*140=189000N=189KN（根据设计）,计算的压力表读数如下:

0.1σcon: P=-2.2*10-5*18.92+0.234268*18.9+0.278671=4.7

0.2σcon: P=-2.2*10-5*37.82+0.234268*37.8+0.278671=9.1

1.0σcon: P=-2.2*10-5*1892+0.234268*189+0.278671=43.8

3.2张拉千斤顶的类型

扁锚的用量逐年加大，暴露出以现有小型千斤顶逐根张拉一字形排列的钢绞线时所产生的弊端,YDB型系列扁锚整体张拉千斤顶的技术原理是：以并联油路向设计在横梁两端的横列千斤顶张拉油腔供油，使张拉油缸和横梁推动扁形工具锚工作。在扁形工具锚临时锚固了两至五根一字形排列的钢绞线，以扁形工具锚的移动实现钢绞线的整束同时张拉。张拉完成后，并联的张拉油缸回油，回程油缸进油，钢绞线束回缩。此时，被限位板限位的工作锚夹片随钢绞线回缩，自动锚固钢绞线，达到设计的张拉总伸长值；并且千斤顶都配有不同扁形工具锚的限位板，可以张拉相应数量的钢绞线束。根据设计原理YDB型系列扁锚整体张拉千斤顶较准确且效率较高。

4.对伸长值的影响因数

4.1钢绞线弹性模量及不同的行业标准

Ⅰ级松弛即普通松弛级,Ⅱ级松弛即低松弛级,它们分别适用于所有钢绞线.对于低松弛钢绞线，其屈服载荷不小于其规定最小破断载荷的90%及整根钢绞线公称最大负荷的85%.

钢绞线的内丝和外丝半径、捻矩等几何参数对弹性模量的影响是主要因素。

4.1.1现场所进的钢绞线ASTMA416/416M-98标准270级Φj15.24钢绞线，标准强度fpk=1860Mpa，弹性模量Ep=2.04*105 Mpa,松驰率3.5%，公称直径15.24 mm，公称面积Ap=140mm2，张拉控制应力σcon =0.726Rby=1350 Mpa。

4.1.2钢绞线理论伸长值的计算

计算式：

式中：ΔL 为钢绞线伸长值；单位:cm

Pp为钢绞线张拉力；单位:N

L 为钢绞线受力长度；单位:cm

Ep 为钢绞线弹性模量；单位:MPa

Ap 为钢绞线截面面积；单位:mm2

Pp＝189000N （根据设计）

L＝2052+25 ＝2077cm(2052为设计图纸中长度，其中25cm为钢绞线在千斤顶和夹片内长度),以2077为例:

ΔL＝（189000×2077）/（204000×140）＝13.74cm

若按设计图纸所给Ep=1.95*105 Mpa计算:

ΔL＝（189000×2077）/（195000×140）＝14.38cm

可见钢绞线弹性模量越大伸长值越小。

4.2实际伸长值的量测和计算：

钢绞线张拉前，先调整到初应力0.1σcon（根据设计σcon＝1350MPa），再开始张拉和量测伸长值。实际伸长值（ΔL）除张拉时量测的伸长值（ΔL1）外，还应加上初应力时的推算伸长值（ΔL2），实际伸长值总量的计算式如下：

ΔL＝ΔL1+ΔL2

式中：ΔL1为从初应力（0.1σcon）至最大张拉力间的实测伸长值；

ΔL2为0至0.1σcon时推算伸长值ΔL2＝0.1σcon×L/ Ep

＝0.1×1350×2077/204000＝1.37cm

若采用从0.1σcon到0.2σcon的实测值作参考来计算,见下表(单位:mm)

表1--伸长值现场记录

通过上表可知实测值为1.97cm,较推算值大,则总伸长值也大。

4.3钢绞线弯折，不顺畅

在安装波纹管或穿钢绞线时，若钢绞线中间有曲折不顺畅，当两端张拉时，弯折点产生侧向分力Fsinθ，弯起范围内混凝土侧向分力的作用而产生凸起，形成侧拱。钢绞线不顺畅，张拉时伸长值偏大，安装波纹管或钢绞线时一定要注意。

4.4钢绞线或钢筋笼偏位

绑扎的钢筋笼偏位或波纹管的位置不正确都会使钢绞线位置偏位，这种情况下，尽管钢绞线线形流畅，但钢绞线不在轴线上或不能与轴线左右对称，在张拉过程中也易对伸长值产生影响。

4.4.1．单束钢绞线张拉

凡单束张拉的钢绞线都应与梁的轴线在同一条线上，否则就会产生偏心矩，对伸长值产生影响。

4.4.2．双束钢绞线同时张拉

凡双束同时张拉的钢绞线都应关于梁的轴线左右对称，否则梁也会产生偏心距，形成侧弯。

4.5钢绞线束断丝或滑丝

根据公路桥涵施工技术规范每束钢绞线断丝或滑丝控制数为1丝,每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的1%.若有在范围内的断丝或滑丝则会使钢绞线的伸长值偏大.若有超出范围的断丝或滑丝数则需要放张, 放张步骤如下:

1)发现有不符合规范的断丝或滑丝切忌切除外露钢绞线,换上放张顶头。

2)超张拉30%,取出该根钢绞线的夹片。

3)回油,拆除千斤顶。

5结语

如何控制预制Ｔ梁负弯矩施工过程是一项重要课题,本文通过对辽河特大桥钢绞线束的张拉总结了影响张拉结果的几项因数，为了更好的控制及指导施工过程应注意以下几点:

5.1选择权威的千斤顶和压力表，鉴定厂家给出二次抛物线方程。

5.2尽量选用YDB型系列扁锚整体张拉千斤顶。

5.3现场所进的钢绞线必须做弹性模量试验，根据试验的数值对设计提供的延伸量数值进行换算后作为延伸量控制值。

5.4从0.1σcon到0.2σcon的伸长值应采用实测值来参与计算。

5.5现场所进的钢绞线应细心妥善保管装卸以免弯折。

5.6钢筋笼及预应力管道布置要严格按照图纸要求。

5.7张拉过程要按规范严格控制,因为放张及更换钢绞线无异于返工。