浅析客运专线32m预制箱梁预应力张拉施工技术

摘要 ：鉴于铁路桥梁客运专线的重要性，首先对预应力技术进行了简单阐述，继而以预应力张拉为核心，并结合吉珲客运专线的实例，从张拉前的准备阶段、张拉过程等方面对此进行了分析。

关键词 ：铁路梁 预应力张拉 技术 施工

1、引言

现代桥梁建设除了实用性，往往还要考虑美观、经济、环保等因素，为实现这一目的，預应力技术越来越受重视。提高桥梁的抗裂性和耐久性，延长其使用寿命，是一种科学的桥梁防护手段。中铁九局江南东制梁场预制32m箱梁有196孔，预制梁采用后张法预应力混凝土双线简支单箱单室箱梁，跨度31.5m，双线线间距4.6m。预应力张拉阶段尤为重要，预应力张拉应采用后张法：即先浇筑混凝土，后张拉钢筋，需要提前埋设管道，然后进行混凝土的浇筑，当强度达到设计的80%时，将钢筋穿入管道进行张拉，接着借助锚具加以固定，并向管道内灌浆，通过锚具阻止钢筋回弹，最终完成张拉工作。

2、预应力张拉施工工艺

2.1 准备工作

（1）预应力混凝土张拉工序开始作业的条件符合技术要求。该工程使用的均是甲控材料，且经过严格检测，全部合格；所用计量检测器具已经标定（含自校）并在有效期内；钢绞线、锚具、千斤顶、夹具、油压表等均准备齐全；安全防护是否齐全。

（2）预施应力前作好如下准备工作。张拉时同束钢绞线必须做到“两同步、三同心、三控”。同时检查梁体混凝土强度（53.5MPa）、弹性模量（35.5 GPa）、混凝土龄期（大于10d）是否达到设计要求。梁体有无缺陷，如有，应事先征得监理工程师同意修补完好且达到设计强度，否则不允许预加应力；终张前，终张后及终张30d及时进行梁体弹性上拱度及上拱度测定；终张30d实测梁体上拱度不得大于L/3000。

（3）传感器、千斤顶和油压表均在校验有效期内。采用传感器校正法。校正千斤顶用的传感器必须在有效期内，传感器的校验有校期为1年，张拉千斤顶校正系数不大于1.05； 千斤顶张拉了200次以后或千斤顶校正有效期限已达1个月；油压表采用精度不低于0.4级的防震型油压表，最小分度值不大于0.2 MPa，有效期1个月。

（4）作业人员均持有上岗证和张拉通知单，为避免钢绞线出现较大划痕，对其直径及限位板都做了精确测量。

2.2 张拉过程控制要求

预施应力按预张拉、初张拉和终张拉三个阶段进行。预应力束张拉前，清除管道内的杂物及积水。预制梁带模预张拉时，混凝土强度达到设计强度的60%，内模板松开，不对梁体压缩造成阻碍，张拉数量及张拉力值按设计控制。

（1）预张拉。当梁体混凝土强度达到设计值的60%（30MPa）后，松内模、拆除端模；当梁体混凝土强度达到33.5MPa后，按照设计要求对梁体进行预张拉。预张拉在预制台座上进行。为防止梁体早期裂纹，当梁体混凝土强度达到33.5MPa后，尽早进行预张拉。

张拉顺序：0→0.2σk1（测伸长值初始读数，测工具锚夹片外露）→σk1（测伸长值，测工具锚夹片外露）→回油锚固。（σk1—指预张设计应力）

（2）初张拉。当梁体混凝土强度达到43.5MPa，脱出内模后，按照设计要求对梁体进行初张拉。初张拉在预制台座上进行，初张拉结束后，方可将梁体移出台座

张拉顺序：0→0.2σk1（测伸长值初始读数，测工具锚夹片外露）→σk1（测伸长值，测工具锚夹片外露）→回油锚固。（σk1—指初张设计应力）

（3）终张拉。当梁体混凝土强度达到53.5MPa，弹性模量达到35.5GPa且混凝土龄期大于10天时，进行终张拉。箱梁终张后需实测弹性上拱度，实测弹性上拱值不大于1.05倍的设计计算值；终张拉30d后实测上拱值在±L/3000（L为梁跨度）即±10.5mm之间

张拉顺序：0→0.2σk（测伸长值初始读数，测工具锚夹片外露）→σk（静停5min、测伸长值，测工具锚夹片外露）→保持控制应力→回油锚固（测钢绞线回缩量、测工作锚夹片外露）→画线作钢绞线滑丝观察标记。（σk—指张拉控制应力）

（4）经过预初张拉的预应力束张拉顺序：0→σk1（测伸长值初始读数，测工具锚夹片外露）→σk（静停5min，测伸长值，测工具锚夹片外露）→保持控制应力→回油锚固（测钢绞线回缩量，测工作锚夹片外露）→画线作钢绞线滑丝观察标记。（σk—指张拉控制应力，σk1—指预、初张设计应力）

2.3钢绞线回缩量控制

钢绞线一端回缩量不得大于 6mm，否则应重新张拉。回缩量的测量方法为：张拉至控制应力时测量千斤顶活塞的外露长度 L1，然后关闭电源打开回油阀，回油至2～3 MPa再测量千斤顶活塞的外露长度 L2，L1 与L2 之差再减去一端自由长度的伸长值即为钢束该端回缩量，或用限位板槽深减去工作锚夹片外露量即为钢束该端回缩量。

2.4钢绞线切割要求

在终张拉完24h后经检查人员确认并测量梁体挠度合格后，即可进行锚外钢绞线切割。钢绞线切割处距锚板外边40～50mm，端头钢绞线使用砂轮片切割，切割不得对锚具造成损害。切割完成后用聚氨酯防水涂料对锚具、锚垫板及外露钢绞线头进行防锈处理。

2.5张拉控制要点

（1）张拉按照设计的张拉顺序，两端两侧同时对称张拉，即四台张拉千斤顶同时工作；

（2）人工推动千斤顶使千斤顶、限位板、工作锚连接在一起，并确保管道、锚具、千斤顶三者同心。之后将工具锚上的工具夹片用专用工具打紧。限位板和工具锚采用同一锚具生产厂的配套产品，千斤顶使用专门吊架提升；

（3）初调：梁体两端同时张拉，千斤顶充油到达初应力时（20%的σk），测量千斤顶油缸伸长值，作为测钢绞线伸长量的起点；

（4）张拉：在初始应力的基础上，对称张拉，在张拉过程中，两端随时要取得联系，保持油压上升速度相等，同时达到控制张拉吨位，持荷5min。在持荷的过程中，随时观察油压表油压读数，若油压稍有下降，应及时补油到设计吨位的油压值；

（5）张拉预应力钢绞线时，采用应力、应变和时间三控。以控制张拉应力（油压表读数）为主，以预应力筋伸长值进行校核，两端伸长量不得相差10%，两端总实际伸长值与按进场检验钢绞线实际弹模计算的伸长值误差值不得超过±6%，同时保证在张拉控制应力σk作用下持荷5分钟后回油锚固；

（6）实际张拉伸长值与计算张拉值控制在±6%，两端张拉不同步率≤10%，每端锚具回缩量控制在6mm以内，否则应分析原因后再进行张拉；

（7）滑丝、断丝检查：张拉完后，应在锚圈外钢绞线上用彩筆划线，24 小时后检查钢绞线无滑动时，才允许切丝、进行压浆工作。

3、压浆、封锚施工工艺

张拉完成后，在24小时内检查滑、断丝情况符合规范规定，切割钢绞线后外露40～50mm→清除锚座面、密封槽及装配螺孔内的水泥浆→密封锚头→压浆前准备工作→抽真空及配置浆液→压浆→停抽真空和保压→工后清理→封锚。

此工程选择的是真空辅助压浆技术，先将管道内的杂物进行清理，然后按照工程量拌制水泥浆，经过滤网后压入管道，在出浆口安装有三通管，当确定进浆、出浆的浓度相同时，才能封闭保压。为提高浆体的密实度，需对管道的真空度加以限制，将压浆的最大压力控制在0.6MPa以内。须注意的是，该工作要在终张拉工作完成后48h内进行，若在冬季，应做好保温工作，保证压浆结束后3天的温度在5℃以上。管道压浆完毕，经检查无不饱满情况，水泥浆已凝固后，及时进行梁体封锚作业。混凝土压浆完后应在三天内封锚。梁体封锚采用锚穴方式，以减小封锚混凝土体积。

封锚混凝土使用C50无收缩混凝土，配合比和梁体混凝土保持一致，膨胀剂掺量按8%外掺，坍落度30-50mm。

封锚施工顺序：锚穴周边混凝土凿毛—→清扫并湿润锚穴周边混凝土—→涂刷防水涂料—→钢筋网片—→填塞补偿收缩混凝土并捣实—→抹平表面—→对混凝土圆周（长方形四边）进行防水处理；结束后，要做好裂缝的防范工作，避免出现渗漏水的状况。

4、结束语

随着铁路运输的发展，高铁客运专线的作用日益突出，在铁路桥梁建设中，为提高桥梁质量，适应现代化要求，往往会选择32m预制箱梁，运用预应力技术，在加强桥梁整体强度和稳定性等方面大有裨益。预应力施工比较复杂，涉及多个环节，尤其是预应力张拉阶段，需加强重视，做好相关工作。

作者简介

全萍，女，1969年出生，工程师。