后张法预应力混凝土连续箱梁张拉施工要点

董磊

（安徽三建工程有限公司，安徽 合肥 230001）

1 工程概况

某城市快速路主线桥，桥长485.50 m，桥宽18.20 m，最大桥高10 m。该桥梁工程分为左右两幅，右幅共六联连续箱梁，其中第一联与第三联为预应力混凝土连续箱梁，其余为钢筋混凝土连续箱梁；左幅共六联连续箱梁，其中第三联为预应力混凝土连续箱梁，其余为钢筋混凝土连续箱梁。此项目的预应力混凝土连续箱梁采用智能张拉工艺施工，具有一定的代表性，可供类似项目借鉴参考。

2 预应力张拉施工要点

2.1 张拉前期准备

2.1.1 材料准备

①钢绞线。预应力张拉用钢绞线按照不高于60 t 为一个批次进行检验，检验时随机从每个批次中抽检3 盘，再分别从3 盘中随机截取1 组，然后对截取的钢绞线样品的直径偏差、外观质量以及力学性能进行试验，各项性能检验合格后方可用于预应力张拉。②锚具、夹具。张拉锚固用锚具及夹片进场后，应按要求对其外观、硬度、规格进行检测，并进行静载锚固性能试验。锚夹具外观、尺寸检测时的抽样比例为2%且不少于10套，硬度检测时的抽样比例为3%且少于5套。③波纹管。波纹管进场后，应对其产品合格证、质量证明书进行检查，并根据规格与型号对波纹管外观、尺寸、力学性能等进行分批检验，对于检验质量不满足要求的严禁使用。

2.1.2 设备标定

该项目张拉施工采用智能张拉设备，张拉前应按要求对千斤顶、油泵进行配套标定，每个千斤顶应按要求校验两次，然后根据两次油表的平均值进行回归，得出回归方程。千斤顶校验时，应控制校正系数小于1.05，校正超过6 个月或张拉次数超过300次时应重新予以校正，且千斤顶更换配件或维修后也应按要求重新校正。张拉作业时选择防震压力表，压力表最大读数应为1.50～2.00 倍张拉力，精度采用0.40 级，压力表校正有效期为1个月，出现故障或读数出现误差时应重新校正。采用智能张拉设备进行预应力张拉时，将钢束张拉力与理论伸长量输入智能控制柜，然后启动自动张拉，张拉系统就能够自动完成送油张拉、停顿保压以及回油锚固，自动测量与记录油表压力及活塞伸长量。

2.2 预应力筋加工

2.2.1 下料

结合孔道长度、工作锚厚度、张拉设备厚度以及张拉时的余量，计算得出预应力筋的实际下料长度，然后使用切断机将预应力筋切断下料，严禁使用电弧焊破断。其中，采用两端实施张拉时，下料长度L的计算公式如下：

式（1）中：l 代表孔道长度；l1代表工作锚厚度；l2代表张拉设备厚度；l3代表工具锚厚度，均以m为单位；λ代表张拉余量，取值为0.10 m。

2.2.2 穿束

张拉施工所用预应力束是由多根钢绞线组成，穿束前须按要求进行编束，编束时应先理顺钢绞线，再用铁丝绑扎，间距为1.00～1.50 m，并控制所有钢绞线排列整齐、松紧一致，防止钢绞线间彼此缠绕影响受力而导致张拉时出现断丝。完成编束后，应将预应力筋端头包裹，防止穿束时破坏波纹管。

2.3 张拉参数计算

2.3.1 伸长量计算

正式张拉前，应再次校核图纸中的理论值，并结合张拉设备标定时的线性回归方程与材料相关参数等，计算钢绞线理论伸长量，以此作为后期张拉作业的依据。其中，钢绞线理论伸长量公式如下：

式（2）中：P 为张拉力，单位为N；L 为预应力束长度，单位为mm；X为孔道长度（张拉端至计算截面，单位为m）；A为预应力筋断面积，单位为mm2；E 为实际测量的弹性模量，单位为MPa；K为孔道偏差系数，取值为0.001 5；μ为孔道摩阻系数，取值为0.25；θ为张拉端至计算截面切线角之和，单位为rad。在计算钢束的伸长量时，其弹性模量应根据要求取试验值，最后通过分段计算后叠加得出钢束的理论伸长量。

2.3.2 油表读数计算

预应力张拉前，应首先对千斤顶予以校正标定，每个千斤顶进行两次校验，根据两次校验结果的平均值进行回归，得出千斤顶及油表的回归方程，并结合锚口摩阻损失与张拉力大小进行油表读数P的计算。油表读数计算公式为：

P=AF+B （3）

式（3）中：A、B为回归系数，结合校验报告计算得出；F为千斤顶张拉值，F＝设计张拉值＋锚口摩阻损失。需要注意的是，在实施张拉作业时，应对油表精准性及工作性能进行检查校核，以免油压表失效而影响张拉精度。油压表应选择防震型，最大油表读数应为1.50～2.00 倍张拉力，使用过程中误差超标或发生故障时应重新校正。

2.3.3 孔道摩阻系数计算

预应力束长度较大时，孔道摩擦阻力使得预应力损失变大，因此，务须要在张拉作业前，结合现场实际测量孔道摩阻，并通过测定的孔道摩阻值，计算得出预应力筋与孔道摩擦系数，并据此对实际张拉控制应力予以计算修正。其中，孔道摩阻系数μ计算公式为：

μ=［-ln（F2/F1）-kx］/θ （4）

式（4）中：F1、F2分别为主动端与被动端拉力，单位为kN；θ为曲线段预应力筋转角，单位为rad；k 为孔道局部偏差系数；x为预应力筋长度，单位为m。

2.4 预应力筋张拉

2.4.1 张拉流程

预应力混凝土连续箱梁张拉作业流程见表1。

表1 张拉流程表

该项目预应力张拉采用后张法，单块张拉先后顺序为：纵向钢束张拉→竖向钢束张拉→横向钢束张拉。整体张拉先后顺序为：腹板纵向钢束张拉→边跨纵向钢束张拉（顶、底板）→中跨钢束张拉（顶、底板）。整个预应力张拉施工过程，须严格依照0→10%σk→20%σk→100%σk持荷5 min（锚固）的作业流程实施张拉，直至张拉满足规定的张拉值。

2.4.2 张拉方法

①预应力张拉前，应安排技术人员检查张拉端喇叭口、工作锚、限位板以及千斤顶之间是否保持完全密贴，且与孔道轴线是否保持垂直，防止千斤顶因自重形成V形夹角而导致钢绞线伸长值出现较大偏差。②通过前期标定的回归方程及材料相关参数，对张拉钢绞线理论伸长量予以计算，然后采用“油表读数为主，伸长量校核为辅”双控的方法控制张拉，进而有效确保预施应力的准确性、可靠性和可操作性，保证预应力连续箱梁张拉作业质量。③预应力张拉时，应按要求从两端对称同步张拉，对于长束和短束预应力束，应按照“先长束、后短束”实施张拉，不平衡束的数量不得超过一束。④张拉时为避免钢绞线弯曲与初始应力不均的影响，应确保张拉值满足一定的初始值要求后，再用钢板尺对实际伸长量进行测量。⑤在现场开展张拉作业时，将理论伸长量与测量得到的实际伸长量予以对比，若两者偏差大于6%，应查明原因找出故障后再继续张拉；若伸长量误差小于6%，则表明预应力张拉满足要求，此时可继续进行下一工序作业。⑥完成张拉作业，且对伸长值进行校核无误后结束张拉，对一端进行锚固处理，然后校核另一端张拉力，若张拉力值不满足要求，则应根据设计张拉值进行补足后再予以锚固处理。

2.5 管道压浆、封锚

①管道压浆前，应通过现场试验确定压浆液配比，并上报监理审批。浆液配制时优选P.O42.5 水泥，水泥及外加剂应具有良好的相容性，不得含有对预应力钢筋具有腐蚀性的氯盐、硝酸盐以及其它腐蚀性物质，同时，所用高效减水剂的相应具体参数应符合规范标准要求，且拌制完成的浆液应于40 min内用完。②张拉完成后，应在48 h内完成压浆。压浆时，应由最低点压浆，在孔道密实并从排气孔流出与规定流动度一致的浆液。③完成张拉后，采用砂轮锯将外露多余的钢绞线切断，然后对锚垫板、锚具、预应力束位置进行清理，并用聚氨酯做防水处理，最后按要求予以封锚处理。

3 结语

箱梁张拉须严抓紧控、规范施工，抓好自原材选取、设备标定、张拉计算到张拉施工、压浆封锚等各环节的施工管控，多举措确保箱梁建设质量优质达标。