顏士傳(湖南省第五工程有限公司，湖南 株洲 412000)

1 前 言

隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展和施工工藝的日益成熟,長于100m的長鋼鉸線預(yù)應(yīng)力束已在公路、鐵路橋梁中應(yīng)用。本文介紹的某大橋就是采用長鋼鉸線，該橋為三聯(lián)多跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，橋梁全長為217m,跨徑布置為2m×25m（等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁）+30m+50m+30m(變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁)+2m×25m（等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁），鋼鉸線預(yù)應(yīng)力總束數(shù)為48根，其中第二聯(lián)為兩端張拉的鋼束長達(dá)120 m；第一、三聯(lián)為一端固定單端張拉，單端張拉的鋼束長達(dá)51m?，F(xiàn)總結(jié)如下，供大家在類似工程施工中參考。

2 超長預(yù)應(yīng)力施工遇到的問題

1）預(yù)應(yīng)力穿束常規(guī)采用梳編穿束，但由于連續(xù)箱梁一般單束股數(shù)較多，長度超過100m時，鋼束自重大，與管道摩阻力增加，此法對施工機(jī)具和場地要求較高；若采用先穿束法容易造成預(yù)應(yīng)力管道破損，定位糾偏困難；采用后穿束法，預(yù)應(yīng)力管道在混凝土澆筑過程中容易變形或堵塞，造成鋼束無法順利穿束，穿束容易卡管。

2.2 受連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)影響，在某些情況下必須應(yīng)用一端為預(yù)先固定錨具(如P型錨具、H型錨具或聯(lián)接器等) , 在另一端進(jìn)行單端張拉的預(yù)應(yīng)力布索形式。但由于固定端空間受限，采用梳編牽引穿束難以實現(xiàn)。

2.3 預(yù)應(yīng)力鋼絞線束張拉時，為達(dá)到設(shè)計的預(yù)期有效應(yīng)力值，都要求采用張拉力控制、伸長值校核的雙控措施，當(dāng)張拉力達(dá)到設(shè)計張拉力時，實際張拉伸長值的偏差應(yīng)在±6%范圍內(nèi)，且每束鋼絞線斷絲或滑絲數(shù)控制為1絲、每一截面的斷絲率不得大于該截面總鋼絲數(shù)的1%。但在工程實踐中,預(yù)應(yīng)力施加時控張應(yīng)力與伸長量雙控卻與規(guī)范規(guī)定的數(shù)據(jù)出入較大,在超長預(yù)應(yīng)力施工過程中表現(xiàn)更為突出，仔細(xì)分析其原因,主要是實際孔道摩阻損失系數(shù)μ與規(guī)范給定的數(shù)據(jù)不相符；孔道越長定位精度難以控制，造成孔道偏差對摩擦的影響系數(shù)k偏差。

3 超長預(yù)應(yīng)力穿束及張拉控制

為解決預(yù)應(yīng)力長束穿束和張拉時容易遇到的問題，保證其張拉質(zhì)量，經(jīng)過張拉實踐的摸索，采取了下面的超長預(yù)應(yīng)力鋼束穿束及張拉工藝。

3.1 穿束

1）采用先穿法進(jìn)行穿束施工，即在鋼筋綁扎完成，預(yù)應(yīng)力波紋管道安裝定位后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼絞線的穿束。

2）穿束前用球形保護(hù)套或“子彈頭”套嵌在鋼絞線端頭，采用電動穿束機(jī)鋼絞線從一端進(jìn)線口插入，主動輪與雙從動輪壓住鋼絞線向前移動沿導(dǎo)管穿入孔道，直到從孔道另一端穿出，達(dá)到張拉用尺寸截斷。

3）在梁端設(shè)置臨時錨固端梁，將已穿入的鋼絞線用YDC240Q型千斤頂張拉至計算控制應(yīng)力的0.1σk使鋼絞線繃緊，以避免后續(xù)鋼絞線穿入后纏繞或扭轉(zhuǎn)。

4）采用與第一根鋼絞線同樣的穿束方法進(jìn)行下一根鋼絞線的穿束，直至該束鋼絞線完成，解除臨時錨固并采取措施保護(hù)穿入的鋼絞線，避免混凝土澆筑過程中污染和損壞。

5）對波紋管道按要求設(shè)置排水孔、透氣孔并進(jìn)行密封，同時向管道內(nèi)注入清水，一是為了檢驗管道的密封性，二是增加管道內(nèi)壓力避免混凝土澆筑過程中的管道變形。

6）梁體混凝土澆筑完成后，達(dá)到設(shè)計張拉要求，采用高壓水沖洗預(yù)留管道，并通過排水孔排干管道內(nèi)滯留水。

3.2 張拉

1）在現(xiàn)行橋梁規(guī)范中，對于一定的成孔材料其孔道摩阻系數(shù)m是一個定值，并不考慮預(yù)應(yīng)力鋼絞線的數(shù)量、張拉力的噸位、曲率半徑的影響。但是實際上，當(dāng)孔道曲率半徑較小時，預(yù)應(yīng)力鋼絞線在同樣的張拉控制力下，產(chǎn)生的徑向作用很大，預(yù)應(yīng)力鋼絞線有陷入孔道內(nèi)壁的趨勢，將增大摩阻系數(shù)m。此外，隨著預(yù)應(yīng)力鋼絞線根數(shù)的增加，沿小曲率半徑布置的鋼絞線受力不均勻，預(yù)應(yīng)力鋼絞線之間、鋼絞線與孔道壁之間的摩阻也將有所不同，這些因素都將引起摩阻系數(shù)m的增大。所以張拉前，有必要通過試驗測定出實際的預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的磨擦系數(shù)m和孔道每束局部偏差對摩擦的影響系數(shù)K，并根據(jù)廠家提供的每卷號的鋼絞線實際的彈性模量值和截面積(同時對比進(jìn)場抽檢的相應(yīng)檢測值)，對設(shè)計提供的理論計算伸長值進(jìn)行修正，確定張拉控制應(yīng)力P。

2）在正式張拉前，對鋼束(此時未裝工作錨夾片)采用YDC240Q型單根鋼絞線張拉千斤頂對鋼絞線束進(jìn)行松動張拉，以驗證鋼絞線在孔道內(nèi)是否平順且可變形狀態(tài)，保證每根鋼絞線的受力均勻，然后采用與鋼絞線顏色反差較大的顏料標(biāo)注出一個斷面，以校驗量測的伸長值和判別是否出現(xiàn)滑絲現(xiàn)象。

3）張拉采用張拉力控制、伸長值校核的雙控措施，根據(jù)張拉設(shè)備配套校驗標(biāo)定得出張拉力與油泵壓力表讀數(shù)之間的關(guān)系，通過油泵壓力表讀數(shù)控制鋼絞線的張拉應(yīng)力值。

4）采用二次張拉程序。由于超長預(yù)應(yīng)力大量節(jié)段的存在，孔道在節(jié)段的分段處連接不平順，加上孔道定位鋼筋之間可能存在的蛇形變化與上浮，長鋼束的張拉應(yīng)力傳遞慢，穩(wěn)壓時間長達(dá)20 min乃至2h或更長時間，這一點(diǎn)很容易通過在梁體相應(yīng)截面埋設(shè)的用于施工監(jiān)控的應(yīng)力應(yīng)變計觀測到。通過實際張拉摸索，我們改進(jìn)了長鋼束的張拉程序，即對長束采取二次張拉的程序。實際張拉按照如下步驟進(jìn)行：

（1）第一次張拉程序：O→初應(yīng)力σo(取0．3σk，下同)→持荷3～5 min→量測伸長值A(chǔ)0→張拉至設(shè)計張拉應(yīng)力σk→持荷5～10 min→量測伸長值A(chǔ)l→回油卸荷錨固→量測伸長值A(chǔ)2。持荷時油泵要一直開機(jī)持荷，保持壓力表讀數(shù)穩(wěn)定于張拉控制應(yīng)力處。

（2）第二次張拉是在第一次張拉錨固一天后再進(jìn)行。第二次張拉的程序為：(錨固一天后)0→初應(yīng)力σo→持荷3～5 min→量測伸長值B0→張拉至設(shè)計張拉應(yīng)力σk →持荷5～10 min→量測伸長值B1→回油卸荷錨固→量測伸長值B2。

鋼束的實際伸長值為兩次張拉的實測伸長值之和，一般第二次張拉的伸長值約為第一次張拉伸長值的4%～8%。通過二次張拉程序提高了長束張拉的預(yù)應(yīng)力效果。

5）伸長值的量測與校核。鋼束張拉時實際伸長值的量測以量測千斤頂張拉缸的外伸量來計算鋼束的實際伸長值，量測及計算方法如下：第一次張拉程序，當(dāng)千斤頂加油至初應(yīng)力σo時，量測千斤頂張拉缸的外伸量A0及工具錨夾片的外露量CO，張拉到σk持荷5～10min后量測千斤頂張拉缸的外伸量A1及工具錨夾片的外露量C1，回油至0后量測千斤頂張拉缸的外伸量A2及工具錨夾片的外露量C2；第二次張拉程序，當(dāng)千斤頂加油至初應(yīng)力σo時，量測千斤頂張拉缸的外伸量以及工具錨夾片的外露量C0，張拉到σk持荷5～10 min后量測千斤頂張拉缸的外伸量B1及工具錨夾片的外露量C1，回油至0后量測千斤頂張拉缸的外伸量B2及工具錨夾片的外露量C2，則鋼束第一次張拉的實際伸長值為ΔL1=(A1-A0-a-c)/0.7(式中a為工作錨至工具錨間鋼絞線由ao=0.3σk加載到σk時的彈性伸長值，c為工具錨夾片從0.3σk至σk之問鍥緊鋼絞線而引起的回縮值，c=C1-CO，約2～3 mm，c值可從工具錨擋板外鋼絞線的前后外露量得到校核)，鋼束第二次張拉的實際伸長值為ΔL2=(B1-B0-a-c-d)/0.7(式中a與c的意義同上，d=(Al-A2-(C1-C2)-a)/0.7為第一次張拉錨固時鋼絞線的回縮量)，將ΔLl與ΔL2相加δ=ΔLl+ΔL2，即為該長鋼束張拉的實際伸長值。比較(δ-ΔL)/ΔL是否在±6%之間(式中ΔL為修正后的理論伸長值)，即可判斷長鋼束的實際伸長值是否滿足質(zhì)量要求，同時將ΔL與在鋼絞線上作刻痕的標(biāo)記相對于千斤頂?shù)纳扉L值進(jìn)行比較，判斷伸長值的量測是否得當(dāng)，從實踐情況看，這兩種讀數(shù)方法能較好地吻合。

6）鋼束滑絲的判斷與處理。由上述可知，鋼絞線束錨固時的回縮量 d=(Al-A2-(C1-C2)-a)/0.7，回縮量d值可由下式進(jìn)行復(fù)核：限位板深度-工作錨夾片的外露量。查看測得的回縮量是否大于6mm，如大于6mm則說明鋼絞線束出現(xiàn)了整體滑絲，應(yīng)更換工具錨夾片或限位板，再對鍘絞線束進(jìn)行補(bǔ)張拉，如果回縮量比較大，很可能工作錨夾片的性能不合要求或受到了損傷，需對鋼束作退錨處理，查明原因后裝上新的工作錨夾片再重新張拉。而鋼絞線束尾端標(biāo)記的顏料斷面是否仍為一個斷面則是判斷有無個別滑絲的標(biāo)準(zhǔn)，如斷面出現(xiàn)了變化，則說明有個別鋼絞線出現(xiàn)了滑絲現(xiàn)象，必須采用YDC240Q小型千斤項進(jìn)行補(bǔ)張拉，或退錨處理后裝上新的工作錨夾片重新張拉到位。

4 結(jié) 語

預(yù)應(yīng)力施工特別是長鋼束的預(yù)應(yīng)力施工是一個系統(tǒng)工程，施工工藝是否合理，施工組織與管理水平是否先進(jìn)，是有效預(yù)應(yīng)力能否實現(xiàn)的關(guān)鍵，因此，必須樹立起全過程控制、主動控制的觀念，在整個預(yù)應(yīng)力施工過程中，嚴(yán)格控制每一道工序的質(zhì)量，以確保最終建立的有效預(yù)應(yīng)力符合設(shè)計要求。

隨著現(xiàn)代連續(xù)梁橋日益向大跨度化發(fā)展，預(yù)應(yīng)力長束的設(shè)計和施工是其一大特色，也是一大難點(diǎn)。筆者認(rèn)為在以后類似長鋼束的預(yù)應(yīng)力工程中，為了減少預(yù)應(yīng)力的損失，使梁體最終有效預(yù)應(yīng)力增大，以下幾點(diǎn)可供參考和借鑒：

1)施工時長束的孔道摩阻損失通常大于采用規(guī)范推薦摩阻系數(shù)計算所得的值，最好選擇有代表性的孔道進(jìn)行K、m值實測，對鋼束的設(shè)計張拉力、伸長值作適當(dāng)?shù)男拚?/p>

2)使用可能大一些直徑的鋼束孔道，或應(yīng)用剛度大的制孔器，如高密度聚乙烯塑料波紋管。

3)整編穿束在直線或曲線較少的預(yù)應(yīng)力中具有良好的效果，但是對于超長曲線預(yù)應(yīng)力適用性較差，采用穿束機(jī)單根進(jìn)行穿束，同時進(jìn)行鋼絞線松弛張拉并臨時錨固。

[1] 《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG_TF50-2011）北京 人民交通出版社 [S]