郝飛

（邢臺(tái)路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 邢臺(tái) 054000）

預(yù)應(yīng)力張拉施工是通過(guò)預(yù)先對(duì)預(yù)制好的混凝土橋梁構(gòu)件施加一定的拉應(yīng)力，促使預(yù)制混凝土橋梁構(gòu)件發(fā)生合理的形變，從而實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)預(yù)制混凝土橋梁構(gòu)件承受自身重量荷載及客觀(guān)條件荷載（地震荷載、風(fēng)荷載等）能力的目的。預(yù)制混凝土橋梁預(yù)應(yīng)力張拉施工時(shí)，通常會(huì)用到鋼絞線(xiàn)（預(yù)應(yīng)力筋）、工具錨（墊板、錨塞、錨環(huán)）、波紋管、千斤頂、限位板等工具。經(jīng)過(guò)預(yù)應(yīng)力張拉施工，可以使預(yù)制混凝土橋梁構(gòu)件的剛度及抗彎性得到明顯增強(qiáng)，并減小預(yù)制混凝土橋梁梁體發(fā)生開(kāi)裂及彈性形變的幾率，最終確保預(yù)制混凝土橋梁長(zhǎng)期穩(wěn)定服務(wù)于人[1]。

一、預(yù)應(yīng)力張拉施工

（一）張拉施工準(zhǔn)備

試運(yùn)行所有的施工設(shè)備，確保設(shè)備工作狀態(tài)正常，并根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范及實(shí)際施工要求檢查所有錨具、夾片及限位板等工具，保證性能良好且符合設(shè)計(jì)要求，為后續(xù)張拉施工高效優(yōu)質(zhì)進(jìn)行提高保障[2，3]。

開(kāi)始預(yù)應(yīng)力張拉施工前，需在千斤頂前面安上鋼筋擋板架，表面為厚8mm的鋼板及竹膠板材質(zhì)，并在該表面上粘貼警示標(biāo)志。同時(shí)，也需要明確合適的觀(guān)測(cè)點(diǎn)位置，以便利用水準(zhǔn)儀來(lái)測(cè)量和控制高程，也可基于此進(jìn)行起拱分析及相關(guān)計(jì)算。

T梁張拉施工之前要充分做好混凝土構(gòu)件的養(yǎng)生，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度值的85%后，再按設(shè)計(jì)及技術(shù)規(guī)范等要求實(shí)施T梁張拉作業(yè)。

（二）橋梁預(yù)應(yīng)力張拉計(jì)算

理論伸長(zhǎng)值精確計(jì)算公式：

理論伸長(zhǎng)值簡(jiǎn)化計(jì)算公式：

P為預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉端的張拉力（N）；L為自張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度（m）；θ為自張拉端至計(jì)算截面曲線(xiàn)孔道部位切線(xiàn)的夾角之和（rad）；K為每米孔道局部偏差影響摩擦的系數(shù)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)獲得；μ為預(yù)應(yīng)力筋和孔道壁的摩擦系數(shù)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)獲得；Eg為預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量（MPa）；Ay為預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積（mm2）。

預(yù)應(yīng)力張拉伸長(zhǎng)量按上文所示公式計(jì)算。32m的T梁張拉伸長(zhǎng)量計(jì)算結(jié)果，如表1所示為。

表1 32mT梁張拉伸長(zhǎng)量計(jì)算結(jié)果

（三）張拉施工

32m預(yù)制混凝土T梁的混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足30MPa后，開(kāi)始初張拉施工。這一過(guò)程中，要注意先利用單頂把各預(yù)應(yīng)力筋調(diào)校到張拉設(shè)計(jì)噸位的5%，再安設(shè)好千斤頂，并從兩端同時(shí)開(kāi)展張拉操作，將預(yù)應(yīng)力筋初應(yīng)力拉到10%δk，可避免多根鋼絞線(xiàn)同時(shí)張拉時(shí)發(fā)生受力不均的現(xiàn)象[4]。

等32m預(yù)制混凝土T梁梁體的混凝土強(qiáng)度及彈性模量均達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的100%且齡期大于14d之后，進(jìn)行終張拉作業(yè)。終張拉的過(guò)程中，為保障T梁不會(huì)出現(xiàn)過(guò)大的側(cè)彎，張拉程序按照“N3→N6→N1→N1→N4→N5→N7→N2→N2”順序，預(yù)應(yīng)力孔道布置及編號(hào)，如圖1所示。

圖1 預(yù)應(yīng)力孔道布置及編號(hào)端視圖（mm）

32m預(yù)制T梁的中橫梁及短束預(yù)應(yīng)力采取曲線(xiàn)布置，所以張拉施工最終確定采取多級(jí)加載一次張拉到位方式施工，具體按“0→10%δk→20%δk→100%δk→持荷5分鐘→錨固”的順序施工。

實(shí)際終張拉施工中，每一臺(tái)千斤頂安排4個(gè)人為一組進(jìn)行操作，并明確分工（1人負(fù)責(zé)開(kāi)油泵，2個(gè)人負(fù)責(zé)安裝千斤頂，并對(duì)稱(chēng)張拉鋼絞線(xiàn)，1個(gè)人負(fù)責(zé)記錄和量取張拉中鋼絞線(xiàn)伸長(zhǎng)值及油表讀數(shù)等數(shù)據(jù)）。同時(shí)，每級(jí)張拉過(guò)程中要嚴(yán)格控制油泵緩慢均勻上升，時(shí)刻觀(guān)察油壓表讀數(shù)，以免其發(fā)生過(guò)大的波動(dòng)。張拉指定位置后，回油鎖定千斤頂，均勻緩慢下降，切記不可直接回零。

張拉的全過(guò)程中要實(shí)時(shí)記錄清楚張拉噸位及伸長(zhǎng)量的實(shí)際值，并和理論值及設(shè)計(jì)值做對(duì)比分析，確保實(shí)際值和理論值之間的偏差在合理范圍內(nèi)。如果實(shí)際值和理論值間的偏差超過(guò)±6%，則需放松鋼絞線(xiàn)，并重新實(shí)施張拉操作。同時(shí)，張拉施工時(shí)根據(jù)油表讀數(shù)及伸長(zhǎng)值實(shí)現(xiàn)對(duì)張拉過(guò)程的雙控，保證梁體兩端的鋼絞線(xiàn)的回縮量均能控制到6mm內(nèi)。待油壓表顯示達(dá)到設(shè)計(jì)張拉噸位后，先關(guān)閉主油泵的油路，持荷5min，并觀(guān)察及校核油壓變化情況。若油壓出現(xiàn)下降，則需及時(shí)補(bǔ)油，使油壓恢復(fù)到設(shè)計(jì)噸位值。此外，待T梁梁體受力均勻及穩(wěn)定后，對(duì)千斤頂進(jìn)行回油，并鎖定夾片，結(jié)束張拉施工。

二、斷絲成因及處理

此次32mT梁預(yù)應(yīng)力張拉施工中，在3號(hào)橋左幅第10聯(lián)第一節(jié)發(fā)生了斷絲問(wèn)題。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，整個(gè)斷面總計(jì)有26束494股，預(yù)應(yīng)力張拉操作過(guò)程中共計(jì)有14束29股出現(xiàn)異常情況，其中全斷的有4股，斷絲的有9股，斷一絲的有16股。

（一）原因分析

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析得知，此次斷絲問(wèn)題發(fā)生的原因主要是穿束工藝不合理，造成鋼絞線(xiàn)在管道內(nèi)發(fā)生纏繞，進(jìn)而在張拉施工時(shí)產(chǎn)生局部剪力過(guò)載，最終出現(xiàn)斷絲。為了避免斷絲情況再次發(fā)生，且保證此次32mT梁的預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量，后續(xù)鋼絞線(xiàn)穿束工作均選擇整束綁扎方式進(jìn)行穿束。

（二）設(shè)計(jì)復(fù)核驗(yàn)算

經(jīng)設(shè)計(jì)部門(mén)復(fù)核驗(yàn)算得出：雖然張拉中鋼束發(fā)生了一些斷絲，但是其承載力極限狀態(tài)的抗彎承載力仍然可以滿(mǎn)足有關(guān)規(guī)范要求。為了進(jìn)一步增強(qiáng)T梁的安全儲(chǔ)備，建議對(duì)該T梁頂部負(fù)彎矩區(qū)做相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)處理。

（三）補(bǔ)強(qiáng)處理

通過(guò)驗(yàn)算得出現(xiàn)有T梁結(jié)構(gòu)均滿(mǎn)足規(guī)范要求，所以為進(jìn)一步增強(qiáng)橋梁截面的承載力儲(chǔ)備，使橋梁更加安全。擬選用預(yù)應(yīng)力碳纖維板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，即將預(yù)應(yīng)力碳纖維板布置在35號(hào)墩的橫梁支點(diǎn)12m范圍內(nèi)，以此來(lái)有效增強(qiáng)截面的承載能力。

設(shè)計(jì)部門(mén)驗(yàn)算得出截面的最大彎矩M=30900kN·m，結(jié)合現(xiàn)行預(yù)應(yīng)力橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)現(xiàn)有截面的受壓區(qū)高度進(jìn)行計(jì)算：

經(jīng)計(jì)算后，截面受壓區(qū)高度X=0.06m＜ζb·h0=1.12m，滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求。

依據(jù)表1數(shù)據(jù)計(jì)算荷載，預(yù)應(yīng)力碳纖維板最小破壞力對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)率是0.014，張拉控制力對(duì)應(yīng)伸長(zhǎng)率是0.008。而為了從安全角度考慮，確保補(bǔ)強(qiáng)后截面獲得足夠的承載能力，最終確定預(yù)應(yīng)力碳纖維伸長(zhǎng)率取值為0.011，計(jì)算對(duì)應(yīng)的預(yù)應(yīng)力碳纖維拉力：

截面補(bǔ)強(qiáng)處理應(yīng)往每道腹板的頂部布設(shè)兩道預(yù)應(yīng)力碳纖維板，計(jì)算對(duì)應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)后截面承載能力的增大值：依據(jù)上述數(shù)據(jù)對(duì)補(bǔ)強(qiáng)處理后截面的抗彎承載力情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

經(jīng)過(guò)補(bǔ)強(qiáng)處理之后，截面的最大彎矩Mj=33688.5kN·m，而經(jīng)計(jì)算后，截面受壓區(qū)高度X=0.09m＜ζb·h0=1.12m，滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求。

三、結(jié)語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力張拉施工是現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制混凝土T梁工程中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，且工藝流程比較繁雜，稍有差錯(cuò)將影響整個(gè)T梁工程的質(zhì)量。因此，預(yù)制T梁實(shí)際施工過(guò)程中，必須要準(zhǔn)備工作開(kāi)始就加強(qiáng)質(zhì)量控制，準(zhǔn)確計(jì)算伸長(zhǎng)量及鋼束用量等，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，同時(shí)制定完善的質(zhì)量及安全管理體系，為T(mén)梁張拉高效優(yōu)質(zhì)施工提供保障。