■ 王超

高速鐵路路基工后沉降控制要求高，建設(shè)中主要采用“以橋代路”的方案，橋梁梁體主要為后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁。為保證在鋼筋混凝土梁體中建立正確的預(yù)應(yīng)力，保證橋梁質(zhì)量，提出預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)、張拉理論伸長值計(jì)算及施工常見問題的解決方案。

1 材料進(jìn)場

1.1 預(yù)應(yīng)力筋及配件要求

（1）預(yù)應(yīng)力混凝土的鋼絞線應(yīng)符合GB/T 5224—2003《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》要求，供應(yīng)商應(yīng)提供每批鋼絞線的實(shí)際彈性模量值。

（2）預(yù)應(yīng)力的熱處理鋼筋應(yīng)符合GB 4463《預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋》要求。

（3）鋼配件的普通碳素鋼應(yīng)符合GB 700《碳素結(jié)構(gòu)鋼》要求。

（4）預(yù)應(yīng)力筋、錨具、夾具、連接器應(yīng)具有可靠的錨固性能、足夠的承載能力和良好的適應(yīng)性，能夠保證預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度，安全地實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)。符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)TB/T 3193—2008《鐵路工程預(yù)應(yīng)力筋用夾片式錨具、夾具和連接器技術(shù)條件》的規(guī)定。

1.2 管道材料及其性能要求

（1）管道材料應(yīng)采用剛性或半剛性金屬及高密度聚乙烯材料制成，應(yīng)具有一定的強(qiáng)度，保持一定的形狀，防止在搬運(yùn)和澆筑混凝土過程中損壞。管道材質(zhì)不應(yīng)與混凝土、預(yù)應(yīng)力筋或水泥漿產(chǎn)生不良的化學(xué)反應(yīng)。

（2）金屬管道盡量采用鍍鋅材料制作，并具有良好的柔韌性、耐磨性和絕緣性能，其性能應(yīng)符合JG/T 3013《預(yù)應(yīng)力混凝土用金屬螺旋管》的要求。高密度聚乙烯波紋管的制作材料和管道性能應(yīng)符合JT/T 529《預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用塑料波紋管》的要求。

2 張拉機(jī)具設(shè)備

（1）數(shù)量應(yīng)滿足施工進(jìn)度計(jì)劃和對稱張拉的需要。

（2）應(yīng)與錨具配套使用。

（3）應(yīng)對千斤頂與壓力表的配套進(jìn)行檢驗(yàn)，確定張拉力與壓力表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線。

（4）確認(rèn)千斤頂與壓力表配套檢驗(yàn)的有效期。

3 預(yù)應(yīng)力筋制作和預(yù)應(yīng)力體系安裝

3.1 預(yù)應(yīng)力筋制作

（1）預(yù)應(yīng)力筋的下料長度不能以設(shè)計(jì)圖紙給定的長度為標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定。計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)孔道長度、錨具厚度、夾具長度、千斤頂長度、錨杯（過渡套）長度及限位板限位高度。

（2）檢查預(yù)應(yīng)力筋編束時(shí)，應(yīng)檢查預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度是否一致和有無纏繞現(xiàn)象。預(yù)應(yīng)力筋在儲存、運(yùn)輸和安裝過程中，應(yīng)采取防銹或防損傷措施。

3.2 管道安裝

（1）波紋管安裝完成后，檢查壓漿孔、抽氣孔、排氣孔是否暢通。檢查合格后將壓漿孔、抽氣孔、排氣孔用封蓋封住，防止?jié)仓炷習(xí)r水泥漿滲入，造成孔道堵塞。

（2）膠管內(nèi)應(yīng)穿放芯棒，芯棒直徑與膠管內(nèi)徑之差不得大于8 mm。膠管接頭宜設(shè)在跨中處，接頭用鐵皮管套接，套接長度不得小于30 cm。膠管與鐵皮管間隙不得大于1 mm，并應(yīng)密封不漏漿。

（3）焊接作業(yè)時(shí)采取有效保護(hù)措施，并檢查管道有無損壞。

3.3 錨墊板安裝

（1）檢查錨墊板有無錯(cuò)誤和較大誤差，以及錨墊板與孔道是否垂直。

（2）檢查鋼筋布置是否準(zhǔn)確、合理。

（3）鋼筋和管道是否妨礙澆筑混凝土，如果妨礙澆筑前采取技術(shù)措施。

4 施加預(yù)應(yīng)力

4.1 預(yù)應(yīng)力孔道和張拉

（1）32 m全梁縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋分2處設(shè)置，分別為腹板束和底板束。腹板束每邊4層，每層2束，底板共有11束。預(yù)應(yīng)力孔道位置見圖1。

（2）全梁預(yù)應(yīng)力張拉分預(yù)張拉、初張拉和終張拉。

（3）預(yù)張拉和初張拉的錨外控制應(yīng)力為930 MPa，終張拉的錨外控制應(yīng)力為1 438.09 MPa。

4.2 預(yù)應(yīng)力張拉階段構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度

預(yù)應(yīng)力張拉各階段混凝土強(qiáng)度應(yīng)按設(shè)計(jì)文件圖紙要求，無具體要求時(shí)應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范。一般情況下，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%時(shí)拆除內(nèi)模；梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%時(shí)進(jìn)行早期部分張拉（初張拉）；梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%，且彈性模量也達(dá)到100%，混凝土齡期滿足10 d時(shí)進(jìn)行終張拉。

4.3 伸長量計(jì)算

預(yù)應(yīng)力筋鋼絞線的理論伸長值按照整束分段計(jì)算法計(jì)算。

平均張拉力為：

伸長值ΔL為：

式中：PP——預(yù)應(yīng)力筋張拉力；

Ay——預(yù)應(yīng)力筋截面積；

Eg——預(yù)應(yīng)力筋彈性模量；

L——從張拉端至計(jì)算截面的孔道長度；

k——每米孔道局部偏差對摩阻的影響系數(shù)；

μ——預(yù)應(yīng)力筋與孔道移之間的摩擦系數(shù)；

θ——從張拉端至計(jì)算截面曲線孔道部分切線的夾角，rad。

根據(jù)實(shí)測管道和喇叭口的摩擦阻力，確定每米孔道局部偏差對摩擦的影響系數(shù)k，取值為0.004 88，預(yù)應(yīng)力筋與孔道移之間的摩擦系數(shù)μ取值為0.64；彈性模量Eg取值根據(jù)鋼絞線出廠合格證數(shù)據(jù)取值。每束鋼絞線的伸長值按照分段取值的原則進(jìn)行計(jì)算。

4.4 油表讀數(shù)與實(shí)際伸長值量測

（1）全梁張拉時(shí)采用4只350 t油頂。每只油頂對應(yīng)一個(gè)油表。油表讀數(shù)通過千斤頂效驗(yàn)后的線性回歸方程計(jì)算。

（2）預(yù)應(yīng)力筋張拉前需先調(diào)整初應(yīng)力σ0，張拉按下列程序進(jìn)行。0～20%σcon初始應(yīng)力（量缸體伸出值a和工具夾片外露值e）→控制應(yīng)力σcon（量缸體伸出值b和工具夾片外露值f、計(jì)算實(shí)際伸長值ΔL、靜停5 min）→再次測量工具夾片外露值并做好記錄→錨固（油壓回零、卸下千斤頂后在工作夾片外畫線做標(biāo)記）。

（3）預(yù)應(yīng)力筋采用張拉力控制，并以伸長值進(jìn)行校核。實(shí)際伸長值與理論伸長值的差值控制在6%以內(nèi)，且兩端伸長值之差控制在10%，否則暫停張拉，待查明原因并采取措施調(diào)整后再繼續(xù)張拉。

（4）超誤差的原因判斷和采取的措施。伸長值過大或過小對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)不利。產(chǎn)生超誤差的原因：作業(yè)人員量測、讀數(shù)誤差、尺誤差；千斤頂、油表故障和未校驗(yàn)或校驗(yàn)過期、使用次數(shù)超過規(guī)定；墊板與孔道不垂直或管道局部有灰漿；孔道摩擦損失計(jì)算與實(shí)際不符；預(yù)應(yīng)力筋材料質(zhì)量不穩(wěn)定；預(yù)應(yīng)力筋彈性模量與計(jì)算時(shí)的取值不一致；操作方法不當(dāng)，兩端伸長值相差過大。

采取調(diào)整措施：對作業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)；對張拉設(shè)備進(jìn)行檢查和校驗(yàn)；消除局部故障；調(diào)整操作方法，使兩端伸長值大致相同；對預(yù)應(yīng)力鋼絞線材料重新取樣試驗(yàn)，特別是在預(yù)應(yīng)力筋材料質(zhì)量不穩(wěn)定時(shí)應(yīng)在盤中、兩端分別取樣試驗(yàn)；進(jìn)行摩擦阻力損失測定，調(diào)整張拉控制力；預(yù)應(yīng)力鋼絞線彈性模量測定（在結(jié)構(gòu)實(shí)體上至少進(jìn)行10次），測定后對理論伸長值進(jìn)行修正；原因不明時(shí)對張拉力進(jìn)行有限調(diào)整。

5 注意事項(xiàng)

（1）L0長度應(yīng)考慮張拉工具錨與工作錨之間張拉伸長的長度，不同型號的千斤頂長度不同，應(yīng)現(xiàn)場量測。

（2）預(yù)應(yīng)力筋彈性模量Eg和截面面積Ag應(yīng)按規(guī)定檢測頻率檢測進(jìn)場預(yù)應(yīng)力筋，不能以彈性模量1.98×105MPa定值和公稱面積代替。如Eg、Ag發(fā)生變化，應(yīng)及時(shí)調(diào)整理論伸長值和張拉控制應(yīng)力。

（3）σcon應(yīng)考慮由錨具變形、預(yù)應(yīng)力筋回縮和分塊拼裝構(gòu)件接縫壓縮等引起的應(yīng)力損失，通常采用超張拉方法予以減少。

（4）張拉時(shí)箱梁兩側(cè)腹板宜對稱張拉，不平衡束不能超過一束。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖規(guī)定的編號及張拉順序張拉。張拉24 h后檢查全梁斷、滑絲數(shù)量，其不得超過鋼絲總數(shù)的0.5%，一束內(nèi)不得超過一絲，也不得位于同一側(cè)。

[1]鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院. 客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南[S]，2005

[2]鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院. 鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南[S]，2005

[3]中國鐵路工程集團(tuán)公司. 客運(yùn)專線鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土箱型簡支梁橋梁制造、運(yùn)輸、架設(shè)施工技術(shù)規(guī)程[S]

[4]劉緒明. 后張法預(yù)應(yīng)力筋理論伸長量精確計(jì)算方法探討[J]. 山西建筑，2004(14)

[5]羅代松，張慶華，王旭威. 后張法預(yù)應(yīng)力橋梁工程施工監(jiān)理[J]. 黑龍江交通科技，2003(2)