浅谈桥梁超长预应力张拉控制窗体顶端

张一国

（中国水利水电第五工程局有限公司，四川 成都 610000）

1 工程概况

郑州市三环路快速化工程是郑州市交通畅通工程的关键性项目，是实现现代郑州市交通快速化建设的一项重要任务，对缓解城区主干道交通压力、合理分布交通流量具有极其重要的作用。陇海路互通立交是郑州市三环路快速化工程中的标志性工程，为三层全互通立交桥。该项目的突出特点是工程量大，工期紧，施工难度高，质量要求严。

本文主要对施工区段内陇海路主线箱梁的超长预应力张拉技术进行探讨和总结。陇海路主线高架桥箱梁施工区段为：K-1+479.9～K-1+994.862、K0+000～K0+065.84，全长580.802m，现浇混凝土箱梁6 联。此以陇海路第六联（即LZ06联）箱梁为例简要说明。

LZ06 联箱梁采用现浇混凝土预应力箱梁，跨度为131.68m，梁宽25.3m，梁体为单箱四室断面，梁底为二次抛物线型渐变，梁底高从2m 渐变到3.5m，抛物线方程为y=（1500/28760²）x²+2000

2 张拉方案及材料选定

由于LZ06 联箱梁跨度大，主要依靠预应力钢束作为承受混凝土连续梁结构中承受主要荷载的构件，该联箱梁长度远大于25m，宜采用两端张拉的方法。该联箱梁预应力钢绞线采用高强低松弛钢绞线，直径为ФS15.20mm，截面面积Ag=139mm2，弹性模量Eg=1.95×105Mpa（实际试验所得数据平均值为Eg=1.97x105Mpa,理论伸长值按照实际弹性模量计算），标准抗拉强度fpk=1860Mpa；锚具采用OVM15-7、OVM15-9、OVM15-12、OVM15-15、OVM15-17、OVM15-19四种形式，千斤顶选用YCW260KN 型、YCW2500KN 型、YCW3000KN 型和YCW4000KN 型。

3 腹板束张拉力计算

(1)锚下控制应力

бk=0.75 fpk=1860Mpa=1395Mpa，

(2)单根钢绞线张拉力

Nk=0.75 fpk×Ag=0.75×1860Mpa×Ag=1395×139=193.905KN

(3)12 束时的控制力

193.905 ×12 =2326.86KN

4 顶底板、横梁束张拉力计算

(1)锚下控制应力

бk=0.70×fpk=0.70×1860Mpa=1302Mpa，

(2)单根钢绞线张拉力

Nk=0.70fpk×Ag=0.75×1860Mpa×Ag=1302×139=180.978KN

(3)顶板、底板钢绞线9 束时的控制力

180.978 ×9 =1628.802KN

(4)横梁钢绞线17 束时的控制力

180.978 ×17 =3076.626KN

5 伸长量计算

在对伸长量进行计算的过程当中，具体的操作步骤应如下进行。首先第一步需要对预应力束张拉进行要求，需要注意的是这一步应该按照图纸的总说明来进行。具体的操作步骤应该是将所有钢绞线尾端都切成一个平面，然后需要对这个平面进行颜色标注。在选用颜色的过程当中，需要注意，要选择跟钢绞线颜色差别比较大的颜色来进行，方便后续进行区别。在进行伸长量的测量过程当中，我们测量的距离应该是我们在前面进行标注的平面到锚垫板之间的距离。如果在对距离进行测量的过程当中使用了油缸的伸长量，那么这种测量出来的距离是错误的。在进行锚塞回收量的测量过程当中，测量方法类似。测量的距离同样是用颜色标注的平面到锚垫板之间的距离。测量完这个距离以后，需要利用千斤顶将其进行回顶，然后再将平面和锚垫板之间的距离测量一次。将前后两次测量的距离进行相减就是我们在本次过程当中所测量到的锚塞回缩值。在进行预应力张拉技术的控制过程当中，对伸长量的计算是一个极为重要的环节。在上面的一小段当中我们简要的阐述了对于伸长量的简要计算方法，在真正的进行伸长量的计算过程当中，需要通过一些公式来进行计算，在进行计算的过程当中应该按照上述我们所说的计算方法一步一步的进行，最后在实际计算过程当中具体的一些公式以及相关说明如下所示：

ΔL=ΔL1+ΔL2

ΔL1：从10%张拉力到100%的伸长量

ΔL2： 20%张拉力时的伸长量-10%张拉力时的伸长量

最后的伸长量为两个千斤顶伸长量相加之和。

①、装好两千斤顶后，同时张拉到10%的应力，量取伸长值L1

②、继续张拉到20%的力，量取伸长值L2

③、续张拉到50%的力，量取伸长值L3，回顶续张拉到50%的力，量取伸长值L3-1，50%回顶过程只适用于千斤顶行程不足时，若张拉时千斤顶行程足够则不需此步骤。

④、继续张拉到100%的力，量取伸长值L4

⑤、ΔL2=L2-L1

ΔL1=L4+L3-L3-1-L1

ΔL=ΔL1+ΔL2

6 设计伸长量

设计伸长量见表1。

表1 设计伸长量 单位：mm

7 理论伸长值计算

理论伸长值△L＝P{[1-e-（kx+μθ）]/(kx+μθ)}*L/（Ag*Eg）

式中：P-----预应力钢筋的张拉力(N)

L-----钢绞线有效长度(cm)

Ag----钢绞线总面积(mm2)

Eg----钢绞线弹性模量1.97x105(Mpa)

x-----从张拉端至计算截面的孔道长度（m）

θ---从张拉端至计算截面曲线孔部分切线的夹角之和(rad)

k----孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，取0.0015

μ---预应力筋与孔道壁的摩擦系数，取0.17

8 张拉质量控制措施

8.1 预应力张拉时间

预应力张拉时间必须以下2 个条件：

(1)箱梁砼强度必须不小于28 天设计强度的90%；

(2)张拉时箱梁砼弹性模量不低于28 天砼弹性模量的90% 。

8.2 质量控制措施及施工注意事项

(1) 为了能够保证桥梁的质量，在进行张拉的过程当中，为了确保建筑不会受到损伤，在张拉时应该采用张拉力和伸长量系双控。需要注意的是在张拉的过程当中，应该以张拉力为主，并且要对其进行校核，在校核的过程当中应该以伸长量为标准。在进行治疗的过程当中当实际的张拉力，当我们在进行设计的时候在张拉力的时候，我们应该是用实际的伸长量来进行量取。

(2)张拉机具与锚具应配套使用。

(a)张拉过程中,预应力筋经常出现断丝时。

(b)千斤顶漏油严重时。

(c)油压表指针不回表时。

(d)调换千斤顶油压表时。

(e)压力表受到碰撞后或油泵倾覆过。

(3)对预应力钢绞线施加压力之前，必须完成或检验以下工作：

(a)现场应具备批准的张拉程序和现场施工说明书。

(b)现场已有具备预应力施工和正确操作知识的施工人员。

(c)锚具安装正确，砼已达到设计要求的强度。

(d)施工现场已具备确保全体操作人员和设备安全必要的预防措施。

(e)实施张拉时，应使千斤顶的张拉力的作用线与预应力钢绞线的轴线重合一致。

(4)预应力施加时要均匀、对称、匀速缓慢，使混凝土的应变均匀而缓慢，防止应力集中而出现端部混凝土被拉裂。

(5)所有预应力张拉过程中均应现场认真填写施工原始记录。

(6)预应力钢束张拉后，应在距锚头3cm 处切割，切割采用手持式砂轮机，严禁采用电弧、氧炔焰切割。

9 结束语

预应力张拉是箱梁施工中非常重要的工序，采用合理、科学的施工方法尤为重要，严格执行各道施工工序的过程控制，确保预应力张拉施工质量。总而言之，在进行桥梁预应力施工的过程当中，对钢绞线的张拉技术似乎施工环节的重要技术。也是施工团队在进行桥梁预应力施工过程当中，比较难以实施的一个工作。在进行施工的过程当中，要想有效的保证钢绞绳的质量可以达到相关的标准，一定要对张拉技术进行严格的把控。在本篇文章当中，我们结合了郑州市西三环的一处预应力张拉施工的具体情况出发，从张拉力的方案及材料的选定以及腹板束张拉力等多个方面进行考虑，从而确保预应力张拉施工的质量可以达到标准。最后希望通过本篇文章的讲诉，可以帮助施工团队做好对桥梁施工过程当中预应力张拉控制的工作。