后张法预应力简支箱梁张拉伸长值计算及施工

刘 晓 芳

(中铁十二局集团第一工程有限公司，陕西 西安 710025)

后张法预应力简支箱梁张拉伸长值计算及施工

刘 晓 芳

(中铁十二局集团第一工程有限公司，陕西 西安 710025)

针对兰新客专后张法预应力简支箱梁在预应力施工中遇到的问题进行了分析和研究，归纳出后张法预应力简支箱梁施工生产过程中预应力张拉伸长值计算、施加及封锚施工各阶段卡控要点，为今后类似工程施工提供了技术参考。

后张法预应力简支箱梁，张拉伸长值计算，封锚

随着我国铁路客运专线建设进程的推进，后张法预应力简支箱梁被普遍用于客运专线建设。后张法预应力简支箱梁作为铁路桥梁的一部分，它具有跨度大、刚度大、体积大、吨位大、徐变上拱小、双线整孔的特点，以满足高速列车对桥梁抗扭和抗弯刚度的要求。

1 箱梁设计基本概况

预制梁均为32 m，24 m双线整孔箱梁。截面类型为单箱单室等高度简支箱梁，梁端顶板、底板及腹板局部向内侧加厚。梁体混凝土等级为C50。预制后张法预应力简支箱梁的关键特殊工序之一就是预应力施工，其施工质量直接影响到高速列车对桥梁抗扭和抗弯刚度的质量。

2 预应力张拉伸长值计算

按照JTJ 041-2000公路桥梁施工技术规范中计算预应力钢绞线张拉理论伸长值：ΔL=(Pp×L)/(Ap×Ep)。其中，Pp为预应力钢绞线的平均张拉力，N，Pp=P[(1-e-(kx+μθ)]/(kx+μθ)，P为预应力钢绞线张拉端的张拉力，N，x为从张拉端至计算截面的孔道长度，m，θ为从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，rad，k为孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，μ为预应力钢绞线与孔道壁的摩擦系数；L为预应力钢绞线的长度，mm；Ap为预应力钢绞线的截面面积，mm2；Ep为预应力钢绞线的弹性模量，N/mm2。从ΔL计算公式可以看出，钢绞线的弹性模量Ep和截面面积Ap，它们对计算预应力钢绞线伸长值的影响最大，而钢绞线的弹性模量Ep和截面面积Ap中，前者对伸长值影响更大，所以预应力钢绞线在使用前必须对其弹性模量Ep和截面面积Ap进行检测试验。在Pp计算公式中的k和μ值，是影响后张法钢绞线伸长值计算的两个重要参数，影响k和μ值的因素很多，如管道的成型方式、施工中管道空间位置布设是否正确、成型管道内是否漏浆等，这些因素在施工中受人为因素影响其变动很大，在现实施工中k和μ值是不稳定的，因此，摩擦系数在施工生产中是定量(每100榀)进行测定(测定方法可参照JTJ 041-2000公路桥梁施工技术规范附录G-9)，并对施工中影响摩擦系数的施工环节进行严格卡控，使k和μ值在某一时间段相对稳定。

3 预应力张拉施工

3.1 施工前的准备工作

1)箱梁混凝土满足设计要求的张拉强度；2)张拉使用的锚板、夹片，经检验合格，并与限位板配套使用；3)施工使用的千斤顶、油泵、油表已配套校验合格，编号配套使用；4)在终张拉前，应请有资质的检测单位经过现场孔道摩阻试验校正Pp值；5)作好施工现场安全围挡和安全警示提醒牌。

3.2 施工过程控制技术

1)预(初)张拉：当混凝土强度达到设计强度的60%后，可进行预张拉；当混凝土强度达到设计强度的80%后，方可进行初张拉；当混凝土强度、弹性模量都达到设计值的100%时方可进行终张拉。2)安装千斤顶时，给钢绞线束略微施加力，使其拉紧，再次调整千斤顶位置，使锚板、千斤顶、孔道三者之轴线重合，同时要注意检查每根钢绞线是否受力。3)严格按照设计施工图预应力钢绞线张拉顺序，在箱梁两端和箱梁纵向中心线两侧同时、同步、逐级施加预应力；预应力按15%～20%分级加载，初始→0.15Fk→0.30Fk→0.5Fk→0.7Fk→Fpk。施加预应力要缓慢均匀，每级加载到节点荷载时，箱梁两端要指定专人在持荷状态下测量油缸外露量并做好记录。4)两端同时加荷到0.15Fk量测油缸外露量及工具夹片外露量，作为钢绞线初始伸长量，并在外露钢绞线束上做好记号，作为观察张拉过程中是否滑丝的标记；然后两端同时加荷到0.3Fk，0.5Fk，0.7Fk，Fpk，每级应力施加到位均要测量千斤顶油缸外露量并做好记录，同时观察标记，看是否有滑丝。加荷到Fpk时，维持油压表读数不变情况下持荷5 min，同时观察标记，看是否有滑丝，再次测量油缸外露量和工具夹片外露量，并作好记录。5)钢绞线张拉伸长值计算：箱梁每束预应力施加到设计值、持荷状态下，两端记录人分别计算该束钢绞线的张拉伸长值，按照单端伸长量实际计算公式：ΔL单端=(Fpk-0.15Fk)- 夹片回缩量，总伸长量ΔL为两端伸长量之和。6)钢绞线束锚固：钢绞线张拉伸长值与理论计算伸长值相对比，若钢绞线张拉伸长值在理论计算伸长值的(1±6%)倍范围内，此钢绞线束方可卸千斤顶锚固。若出现超范围的情况，应停止预应力张拉施工，查明原因，抽出本束钢绞线，重新穿束，重新张拉。7)钢绞线束锚固完成后，要求夹片外露要平齐，不得有错牙。应立即在锚板后外露的钢绞线上做防滑观察标记。8)后张法预应力箱梁终张拉后要实测梁体弹性上拱值，实测弹性上拱值不宜大于设计计算值的1.05倍，终张拉30 d后实测上拱度小于±L/3 000。

4 封锚

1)终张拉24 h后，经测量梁体挠度合格、查看锚板后外露的钢绞线上做防滑观察标记，若无滑丝现象产生，方能切割外露多余的钢绞线，进行封锚。2)切割钢绞线时，不得用火焰切割，施工中采用手持式砂轮切割机来切割钢绞线；钢绞线在锚板外的外露长度不小于30 mm。3)对外露的锚垫板、锚板、夹片、钢绞线需用防水涂料作防锈处理。

5 注意事项

1)箱梁试生产期间，请有资质的检测单位现场做孔道摩阻试验，验证施工工艺是否满足设计要求，必要时应由设计单位对张拉控制应力进行调整，正常生产后每100孔箱梁做一次孔道摩阻试验测试。2)箱梁混凝土强度和弹性模量满足张拉要求时，就及时安排施工，防止箱梁浇筑后因张拉不及时导致梁体的开裂。3)整孔箱梁断丝、滑丝总数不得超过预应力钢绞线总数的0.5%，且1束内断丝不得超过1丝，也不得在梁体的同一侧。如断丝、滑丝超过规范要求，则采用单顶退锚，更换钢绞线重新张拉。4)张拉使用的油压表为高压防震油表，使用有效期限为一周，一周后经试验校验合格后方可再次使用；高压防震油表的精度不得低于0.4级，最小分度值为0.5 MPa。 5)张拉采用的千斤顶吨位应满足箱梁设计最大张拉力的1.5倍，千斤顶的校正系数不得大于1.05，使用有效期限为一个月且工作次数不超过200次。6)随着限位板使用次数的增加，在上百吨的压力作用下，限位板的支撑部分会受力变形，限位凹槽深度变小，在张拉时夹片会将钢绞线外表刮伤，钢绞线直径变小，夹片齿牙间被铁屑充满，回顶时，钢绞线会损伤夹片齿牙，导致滑丝。

6 结语

在施工中，预应力张拉施工属于高危险隐蔽工作，施工全程需要质检人员的旁站监控，施工作业人员必须经过岗前培训，经现场操作考试合格后方能上岗作业。同时还应加强监控预应力孔道施工，特别是预应力孔道定位网片的制作和安装、端模上预埋锚垫板的安装，确保其空间位置准确性，尽量避免因施工中的主观原因调整张拉控制应力值，既而保证后张法预应力简支箱梁的施工质量和使用性能。

[1] JTJ 041-2000，公路桥涵施工技术规范[S].

[2] 周水兴.路桥施工计算手册[M].北京：人民交通出版社，2010.

[3] 铁建设[2005]160号，客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准[S].

[4] TZ 213-2005，客运专线铁路桥涵施工技术指南[S].

Thetensionvaluecalculationandconstructionofposttensionedpre-stressedconcretesimplysupportedboxgirder

LIUXiao-fang

(FirstEngineeringLimitedCompany,ChinaRailway12thBureauGroup,Xi’an710025,China)

This paper analyzed and researched the encountered problems of Lanxin passenger special post tensioned pre-stressed concrete simply supported box girder in pre-stressed construction, summed up the calculation, summarized the tension value calculation and construction of post tensioned pre-stressed concrete simply supported box girder and the control key points in sealing anchor construction each stage, provided technical reference for future similar engineering construction.

post tensioned pre-stressed concrete simply supported box girder, tension value calculation, sealing anchor

1009-6825(2014)14-0197-02

2014-03-08

刘晓芳(1980- )，女，工程师

U445

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