双控法张拉在后张预应力盖粱施工中的应用

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇双控法张拉在后张预应力盖粱施工中的应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘要】以沪陕线西安至商州高速公路LJ-12合同段高架区盖梁施工为例，介绍双控法张拉在后张预应力盖梁（又称帽梁）施工中的应用技术及其过程控制要点。

【关键词】盖梁；预应力；张拉；预应力损失；过程控制

1、前言

随着现代桥梁建筑技术和相关建筑材料质量的不断提高与发展，高架桥梁中运用预应力砼也越来越广泛。预应力钢绞线的张拉施工作为后张预应力盖梁施工中的关键技术，对控制和保证盖梁的质量起着至关重要的作用。现结合本人在沪陕线西安至商州高速公路LJ-12合同段高架区施工经历，浅谈自己对双控法张拉在后张预应力盖梁施工中的应用技术及其过程控制要点。（现以EL1型盖梁两端张拉施工为例）

2、工程概况

沪陕线西安至商州高速公路LJ-12合同段起讫里程为K42+900～K47+378.7，全长4.4787km，按双向八车道的断面设计，盖梁设计为大挑臂倒T型预应力混凝土结构。该标段分为K设计区和L设计区，其中K区盖梁142榀，L区盖梁175榀，盖梁总共317榀。

3、预应力钢绞线及其他张拉使用材料、预应力设备主要技术参数

㈠、预应力钢绞线采用符合GB/T5224国家标准的φs15.2Ⅱ级低松弛钢绞线，每股公称面积为140mm2，抗拉标准强度为fpk=1860Mpa，弹性模量Ep=1.95×105 Mpa。每榀EL1型盖梁共设计6种编号的钢束：其中1#钢束为2根9φs15.2、2#钢束为1根9φs15.2、3#钢束为2根9φs15.2、4#钢束为1根9φs15.2、5#钢束为2根9φs15.2、6#钢束为1根12φs15.2。钢绞线锚下张拉控制应力为0.75fpk，其中9φs15.2钢绞线锚下张拉力为1860×0.75×140×9÷1000=1757.7KN，12φs15.2钢绞线锚下张拉力为1860×0.75×140×12÷1000=2343.6KN。盖梁预应力钢束孔道由金属波纹管组成，其内径有φ100mm、φ90mm、φ80mm三种。

㈡、锚具是保证预应力砼结构安全可靠的技术关键，在后张法结构中它又称为构件的一部分，长期固定在构件上用以维持预应力。该标段锚具采用符合GB/T14370国家标准中Ⅰ类要求的群锚体系中的夹片式锚具（OVM锚具），其主要组成包括锚头、工作夹片、连接器、锚垫板及与其配套的锚下螺旋弹簧筋。

（三）、张拉千斤顶为2台YDC2500-180B型穿心式张拉油顶，千斤顶行程为180mm，公称张拉力2500KN；油泵为2台ZB4-500型电动油泵及与其配套使用的4台1.5级精密压力表（量程为60Mpa，为最大使用压力的1.2倍）。此类油泵的特点是能在额定油压和流量下能够提供连续而又稳定的油压，足以确保张拉正常进行。

（四）、压浆机采用真空压浆设备，压浆机型号为UBL3螺杆式压浆机，其最大工作压力为2.5Mpa，输送量3m3/h；动力为SZ-2型真空泵，功率为4Kw。

（五）、灰浆质量技术参数

Ⅰ水泥选用P.O42.5级普通硅酸盐水泥；

Ⅱ水灰比宜控制在0.3-0.4，搅拌后流动度控制在14-18s，3h泌水率为2%、最大不超过3%，初凝时间以3h为宜；

Ⅲ水泥浆7天龄期抗压强度大于40Mpa；

Ⅳ为减少水泥结硬时的收缩，保证孔道内水泥浆密实，可在灰浆中掺加适量的膨胀剂。（约为水泥重量的0.005%-0.015%，但应控制其膨胀率不大于5%）

4、盖梁双控后张法施工工艺及其过程控制要点

㈠、双控后张法施工工艺

盖梁双控后张法施工指：盖梁砼浇注完成且砼强度达100%，砼龄期大于14d后采用应力应变双控，其中以控制张拉力为主，控制伸长值为辅的张拉方式。根据公路桥涵施工技术规范规定实际伸长值与理论伸长值的差值除以理论伸长值的比应控制在±6%内，考虑到预应力损失的因素我们现场张拉以超张拉+6%以内。

预应力盖梁施工工艺：盖梁支架搭设及铺设底模板盖梁钢筋绑扎波纹管定位、钢绞线下料、编束、穿束、安装锚垫板、弹簧筋等预埋件盖梁侧模板安装盖梁浇注砼盖梁第一次张拉及压浆梁体架设盖梁第二次张拉、压浆及盖梁封端处理。

张拉程序：00.1σcon0.2σcon1.0σcon锚固

张拉顺序：第一次张拉2#、3#、5#束

第二次张拉1#、4#、6#束

㈡、后张法盖梁施工过程控制要点

⑴、所有预应力材料包括波纹管、钢绞线、钢筋、水泥及预应力相关设备包括千斤顶、配套油泵、油压表等都必须严格按照规范进行送检，且要求检验合格后方可使用。

⑵、波纹管道施工

∪繁2ㄎ乒芡夤壑柿浚禁止使用本身存在孔洞的波纹管，施工过程中波纹管一旦出现有孔洞的须用封箱胶带将孔洞封死，避免漏浆，进而减少因预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的预应力损失。

⑽减少因预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失，须严格控制管道坐标。其允许偏差为：梁长方向30mm、梁高方向10mm、预留管道间距允许偏差为：同排10mm、上下层10mm。

⑶、钢绞线下料及切割采用砂轮切割机，禁止使用电弧、气焊切割，用以防止热损伤；且要求在切口两端20mm范围内用绝缘胶带绑扎牢靠，用以防止钢绞线头部松散。

⑷、为防止盖梁张拉端砼局部受压破损，要求严格按照设计及规范要求安放螺旋弹簧筋，在必要时可适当增加钢筋网片，用以确保砼不会因张拉受损，安放锚垫板时要求锚垫板与钢绞线中心的切线相垂直并使孔道中心与钢绞线中心相重合，还可减少因锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失。

⑸、根据仪器计量认可单位提供的回归方程（油压表读数与对应张拉力关系曲线方程）分别计算9φs15.2与12φs15.2各张拉控制阶段油压表读数。回归方程：8051千斤顶与配套21175油压表回归方程式为K=0.16+0.021177×F；8052千斤顶与配套21192油压表回归方程式为K=0.29+0.021211×F。其中F表示各控制阶段张拉力值，单位为KN，（F分别取0.1fck、0.2fck、1fck），K表示各控制阶段张拉力所对应的油压表读数值，单位为Mpa，

⑹、千斤顶校验：千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象应重新校验。使用过程中出现不正常现象主要有如下几种

Ⅰ千斤顶严重漏油；Ⅱ油表指针不能回零点；Ⅲ千斤顶调换油压表；Ⅳ张拉时连续断筋；Ⅴ实测预应力筋的伸长值与计算值相差过大。

⑺、张拉时间控制

Ⅰ第一次张拉作业须在盖梁砼强度达100%，砼龄期大于14d后再予以张拉，并要求张拉后24h内进行完第一次压浆作业。

Ⅱ第二次张拉作业须在盖梁两侧板、T梁架设完毕后再予以张拉及压浆。

⑻、张拉作业时为确保盖梁两端伸长量大致相等，要求两端进行同步张拉，缓慢均匀地调整油泵油压，再严格按照张拉程序，量测并记录各张拉力作用下的钢绞线伸长量，并随时做好实际伸长量计算，根据偏差情况采取相应措施以此来调整钢绞线伸长量。

⑼、张拉完毕后采用砂轮切割机切除锚具外多余钢绞线，并保留5cm长度，用以防止钢绞线受热滑移。根据经验使用冷水浇淋锚头可避免钢绞线过热而发生滑移。

⑽、预应力损失及预应力损失控制要点

预应力损失指预应力筋的张拉应力在构件施工及使用过程中，由于张拉工艺和材料特性等原因而不断降低。

通过对双控后张法盖梁张拉的施工分析，盖梁张拉预应力损失主要包括以下5种

Ⅰ锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失σ1；

Ⅱ预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失σ2；

Ⅲ预应力筋的应力松弛引起的预应力损失σ3；

Ⅳ砼收缩和徐变引起的预应力损失σ4；

Ⅴ第一次与第二次分批次张拉时引起的预应力损失σ5；

预防及减少预应力损失的主要措施包括以下几种

Ⅰ减少预应力损失σ1措施

①采用超张拉，可部分地抵消锚固损失；

②选择锚具变形和内缩值较小的锚具；

③减少垫板快数或螺帽个数。

Ⅱ减少预应力损失σ2措施

①采用超张拉或两端张拉；

②在接触材料表面涂水溶性剂，以减小摩擦系数；

③提高施工质量，减少预应力筋位置偏差。

Ⅲ减少预应力损失σ3措施

①采用超张拉或两端张拉。

Ⅳ减少预应力损失σ4措施

①砼采用高强度等级水泥，以减小水泥用量；

②砼采用级配良好的骨料及掺加高效减水剂，减少水灰比；

③砼须振捣密实，加强养护。

Ⅴ减少预应力损失σ5措施

由于第二次张拉预应力筋所产生的砼弹性压缩（或伸长）对第一次张拉预应力筋的影响，一般第一次张拉控制在超张拉阶段，但钢绞线伸长量偏差应控制在理论伸长量的6%以内。

5、钢绞线伸长量计算

（一）、钢绞线理论伸长量计算

6、结束语

钢绞线的张拉控制技术是后张法预应力砼盖梁施工的核心技术，只有通过精确的计算、正确的操作方法和严格的过程控制，才能保证有较高的施工质量。沪陕线西安至商州高速公路LJ-12合同段总共施工有317榀盖梁，施工过程中严格按照规范及设计要求，各工序真正做到了严格把关，加强过程控制与过程检查，确保了本标段盖梁的张拉质量，也因此赢得了公司、业主及上级单位的一致好评。

参考文献

[1]《沪陕线西安至商州高速公路桥梁图集》（第一、六、九、十分册）

[2]《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

[3]《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）

[4]《预应力工程设计施工手册》（熊学玉、黄鼎业编著）