雙控法張拉在后張預應力T型梁施工中的應用
摘要：通過(guò)幾內亞丁基索河大橋T型梁的張拉施工實(shí)例，介紹雙控法張拉在后張預應力T型梁施工中的應用技術(shù)。
關(guān)鍵詞：預應力張拉T型梁錨固
下圖為中鐵二十二局二公司安寧制梁場(chǎng)生產(chǎn)的預應力混凝土鐵路T型梁，通過(guò)國家生產(chǎn)許可證認證
1、前言
隨著(zhù)現代橋梁建筑技術(shù)的不斷提高和發(fā)展，大跨度高預應力砼梁得到越來(lái)越深廣的應用，預應力鋼絞線(xiàn)的張拉施工作為后張預應力T梁施工中的關(guān)鍵技術(shù)，對控制T梁的質(zhì)量起著(zhù)至關(guān)重要的作用。結合本人在工程施工中的經(jīng)歷，談?wù)勛砸褜﹄p控法張拉在大跨度后張預應力T型梁施工中的應用技術(shù)。
2、工程簡(jiǎn)介
幾內亞丁基索河大橋位于幾內亞?wèn)|部康康地區丁基索河上，大橋全長(cháng)245.30m，為7-35m后張預應力砼T型梁橋，梁長(cháng)35m，梁高2.0m，每跨由三片T梁組成，中梁一片，邊梁兩片，每片梁重約82t，全橋共計24片梁，橋面全寬9m。該工程完全按照國際慣例組織項目的實(shí)施，業(yè)主是幾內亞共國道路投資局，初步設計單位是法國公司，咨詢(xún)工程公司為德國LACKER公司。
3、預應力鋼絞線(xiàn)及張拉指標參數
開(kāi)封吉利預應力鋼絞線(xiàn)采用抗拉強度標準值為1860MPa的高強低松弛鋼絞線(xiàn)，彈性模量為1.95×105Mpa，7φ5鋼絞線(xiàn)公稱(chēng)直徑15.24mm，按美國ASTMA416M-98標準270級執行。錨于梁端的鋼束采用4根9-7φ5鋼絞線(xiàn)；邊梁和中梁錨于梁頂的鋼束分別采用3根和2根7-7φ5鋼絞線(xiàn)。邊梁的9-7φ5和7-7φ5預應力鋼絞線(xiàn)張拉控制應力為0.72Ryb，9-7φ5鋼絞線(xiàn)張拉力為1662KN，7-7φ5鋼絞線(xiàn)張拉力為1312KN；中梁的9-7φ5和7-7φ5預應力鋼絞線(xiàn)張拉控制應力為0.75Ryb，9-7φ5鋼絞線(xiàn)張拉力為1749KN，7-7φ5鋼絞線(xiàn)張拉力為1367KN。施工中，不得對預應力鋼絞線(xiàn)進(jìn)行超張拉。
張拉千斤頂的型號分別為YCW250B和YCW150B，電動(dòng)油泵型號為OVMZB4-500型。采用OVM15-9和OVM15-7錨具，該錨具包括錨頭、錨墊板和與之相配套的錨下螺旋筋等。制梁所用水泥為法國產(chǎn)CPA42.5特種水泥，該水泥具有早期強度增長(cháng)快的特點(diǎn)，四天強度可達90%左右。
4、張拉工藝
采用兩端對稱(chēng)同時(shí)張拉、張拉力和伸長(cháng)量雙控法，兩端千斤頂升降壓、畫(huà)線(xiàn)、測伸長(cháng)、插墊等工作一起進(jìn)行。
千斤頂就位后，先將主油缸少許充油，使之蹬緊，讓預應力鋼絞線(xiàn)繃直，在鋼絞線(xiàn)拉至規定的初應力σ0時(shí)，停機量測原始空隙并畫(huà)線(xiàn)作標記。
鋼絞線(xiàn)的張拉順序綜合以下幾方面因素核算確定：其一避免張拉時(shí)構件截面呈過(guò)大的偏心受力狀態(tài)，不使砼邊緣產(chǎn)生拉應力；其二計算并比較分批張拉的預應力損失值；其三是盡量減小梁體產(chǎn)生過(guò)大的上拱度，防止梁體開(kāi)裂或變形嚴重。經(jīng)綜合比較，采用了兩階段傳力錨固法張拉，即T梁砼強度達90%后，首先張拉錨固于梁端的N1-N4鋼絞線(xiàn)，對此4根鋼絞線(xiàn)的孔道壓漿，然后存梁；為減小T梁的徐變上拱度，錨于梁頂的N5-N7鋼絞線(xiàn)待架梁前再進(jìn)行張拉并壓漿，隨即架梁。采用兩次張拉工藝的另一優(yōu)點(diǎn)是：先張拉一部分鋼絞線(xiàn)，對梁體施加較低的預應力，使梁體能承受自重荷載，提前將梁移出生產(chǎn)梁位，可大大縮短生產(chǎn)臺座使用周期，加快施工進(jìn)度。
中梁鋼絞線(xiàn)張拉先后順序：N2→N3→N1→N4→N5→N6。
邊梁鋼絞線(xiàn)張拉先后順序：N2→N3→N1→N4→N5→N6→N7。
預應力鋼絞線(xiàn)張拉施力程序：0→初應力σ0→控制應力σk。σk為張拉時(shí)的控制應力。
張拉施工的工作順序：穿束→安裝錨具→安裝千斤頂及張拉設備→張拉、錨固→拆除千斤頂及張拉設備→壓漿→存梁。
5、鋼絞線(xiàn)伸長(cháng)量計算
預應力鋼絞線(xiàn)張拉時(shí)的控制應力，應以張拉時(shí)的實(shí)際伸長(cháng)值與理論計算值進(jìn)行校核。實(shí)際伸長(cháng)值與理論伸長(cháng)值相差須在6%以?xún)?，否則應暫停張拉，查明原因并采取措施加以調整后，再繼續進(jìn)行張拉。理論伸長(cháng)值的計算及實(shí)際伸長(cháng)值的量測方法如下：
鋼絞線(xiàn)理論伸長(cháng)值的計算：
ΔLL=P0×L/Ay×Eg
式中：ΔLL—預應力鋼絞線(xiàn)理論伸長(cháng)值，cm；
L—從張拉端至計算截面孔道長(cháng)度，cm；
Ay—預應力鋼絞線(xiàn)的截面面積，mm2;
Eg—預應力鋼絞線(xiàn)的彈性模量，Mpa；
P0—預應力鋼絞線(xiàn)的平均張拉力，N；
P0=P×/
式中：P—預應力鋼絞線(xiàn)張拉端的張拉力，N；
θ—從張拉端至計算截面曲線(xiàn)孔道部分切線(xiàn)的夾角之和，rad；
k—孔道偏差系數，此處取k=0.003；
μ—孔道摩擦系數，此處取μ=0.26。
本工程項目經(jīng)計算得出鋼絞線(xiàn)理論伸長(cháng)值如下表：
中梁鋼束編號N1N2N3N4N5N6
鋼束類(lèi)型9-7φ57-7φ5
鋼束計算長(cháng)度M34.7234.7834.9235.1427.0618.20
每端張拉力KN17491367
每端理論伸長(cháng)量CM11.6511.5011.5611.489.865.85
邊梁鋼束編號N1N2N3N4N5N6N7
鋼束類(lèi)型9-7φ57-7φ5
鋼束計算長(cháng)度M34.7234.7834.9235.1430.0024.0818.20
每端張拉力KN16621312
每端理論伸長(cháng)量CM11.0710.9311.1011.029.477.405.45
鋼絞線(xiàn)實(shí)際伸長(cháng)量計算：
ΔLS=ΔL1+ΔL2-C
式中：ΔL1—從初應力至***張拉應力間的實(shí)測伸長(cháng)值，cm；
ΔL2—初應力σ0時(shí)的推算伸長(cháng)值，cm；
ΔL2=σ0×L/Eg；
C—砼構件在張拉過(guò)程中的彈性壓縮值，一般可略而不計，本處取C=0.2cm。
張拉注重事項
鋼絞線(xiàn)張拉前應全面檢查錨具、千斤頂及油泵等張拉設備的性能、型號、數量等是否附合設計和施工要求。非凡是千斤頂要與油泵、油壓表、油管等一起進(jìn)行配套標定。
千斤頂給油、回油工序必須緩慢平穩的進(jìn)行，防止出現滑斷絲現象。鋼絞線(xiàn)張拉后及時(shí)對其作畫(huà)線(xiàn)標記并進(jìn)行定期觀(guān)測。
張拉現場(chǎng)應有明顯標志，與該工作無(wú)關(guān)的人員嚴禁入內。張拉或退楔時(shí)，千斤頂后面不得站人，以防預應力鋼絞線(xiàn)拉斷或錨具、楔塊彈出傷人。
已張拉好而尚未壓漿的梁，嚴禁劇烈震動(dòng)，以防預應力鋼絞線(xiàn)裂斷而釀成重大事故。
結束語(yǔ)
鋼絞線(xiàn)的張拉控制技術(shù)是后張法預應力砼梁施工中的核心技術(shù)，只有進(jìn)行***的計算、正確的操作方法和嚴格的施工工藝，才能達到較高的施工質(zhì)量。丁基索河大橋T型梁采取上述施工方法和控制措施，有效地保證了T梁的施工質(zhì)量，贏(yíng)得了幾內亞政府、咨詢(xún)工程師及世行代表的一致好評。
