连续梁预应力张拉技术研究

连续梁预应力张拉技术研究

刘刚孙强

中交一航局第三工程有限公司辽宁大连116083

摘要：客运专线连续梁预应力施工技术，目前在客运专线建设中应用广泛，其施工技术复杂，现场控制难度大，同时预应力施工技术是连续梁施工的一项主控项目，必须严格把关，才能保证梁体满足使用要求。

关键词：客运专线；连续梁；预应力；张拉

为了使预应力张拉的构件承受拉应力产生形变，从而更好的应对钢结构将来需要承受的荷载，需要提前施加一定的拉力，而这就是所谓的预应力张拉。预应力张力在承受外部荷载之前作用在受拉模块的钢绞线上，来有效的提高其构建的刚度以及抗弯的能力，由此有效的提高构件的耐久性，使裂缝出现的时间有效的推迟。本文以京福客专闽赣Ⅱ标饶北河2号特大桥56#墩～59#墩（60+100+60m）连续梁预应力张拉为题研究预应力张拉施工作业。

1施工程序

在连续箱梁施工中，其适应了三向预应力体系，同一梁段的张拉顺序主要为，首先是先纵向，然后再竖向，最后是横向。其中在对纵向预应力筋进行张拉时要从两边而且同步实施，顺序严格按照先腹板然后再顶板，最后是底板的顺序，还有就是要遵守左右对称由外到内的张拉顺序。

2施工要求

2.1预留预应力管道

在管道安装之前要对其外观进行仔细的检查，并且严格按照规定对其位置进行准确的确定，此外，在管道内部要按照设计标准留出孔道设计，并且为了避免对波纹管产生损伤，要使用连接管进行接长处理。此外对钢筋网的间距进行设置时，其直线距离保持在60里面，而且在拐角位置要进行加密，规格在30厘米，在对定位网的钢筋进行选择时，规格要按照Φ8mm的Q235光圆钢筋进行选择，并且确保其净空尺寸要比波纹管的尺寸大2-3毫米。在安装过程中，为了避免堵管问题，要在预留孔道内内插塑料芯，并把波纹管从里梁端插入预留孔道。此外为了确保压浆的顺利进行，在对进出浆管进行安装时一定要对其进行有效的保护，避免其出现突然的折角问题，而且在实施混凝土浇筑工作时还要对接头以及缺陷进行有效的检查和修补，并在安装完成以后还要对位置进行仔细的检查，一定要严格控制误差的范围，并且确保管道的曲线是圆顺平滑的。因为在预应力施工中，钢筋以及管道相对是比较密集的，所以在施工时如果出现钢绞线与钢筋安装出现冲突时，可以确保预应力管道不动的前提下对普通钢筋进行局部的调整。

2.2预应力成孔

在预应力成孔安装过程中要首先在中间进行接头处理，并且在两边用金属波纹管予以套住，并且用密封的胶带对其进行封裹处理。其次不管是横向的预应力筋还是竖向的预应力筋都是单端的张拉设计，而且在施工过程中，要确保波纹管以及套管和预应力筋同时进行安装，并且在对横向预应力进行布置时要确保其是交错布置。此外，还要在横向以及竖向波纹管道上安装好通气孔。再有就是为了方便施工，以及有效的额避免因漏浆导致堵管的问题，要提前实施预埋管处理或者进行套管成孔，然后再进行混凝土的浇筑工作，最后实施张拉前后穿钢绞线的方式进行。

2.3钢绞线的制作和穿束

下料和编束：在下料之前要寻找平坦的场地，并且采用砂轮切割机对其进行切割处理。其次就是在领料时，要按照试验报告单的顺序进行，并且为了避免出现弹人或者打绞的问题，要将其放在特质的盘中，此外在使用之前还要对钢绞线的外观进行仔细的检查，对于出现折弯或者小刺或者劈裂重皮的钢绞线要提前进行有效的处理。再次就是在下料过程中，要使用砂轮切割机对其进行切割，并且同一编号的钢绞线可以对其进行集中下料，在对其进行绑扎时，要使用型号φ1mm的铁线对其进行绑扎，同时在缠绕是铁线之间的距离要控制在1.5米，而且在编扎过程中确保其是顺直的；在对钢绞线进行存放时，要按照钢绞线的长度对其进行编号，并进行分别摆放，并且在摆放以及移动的过程中要避免其出现污染或者损伤，要使其保持顺直，而且摆放时要在钢绞线下面垫好方木，而且在移动过程中也不能直接在地上进行拖拉，避免钢绞线处在高温的地方，并且使其远离接地电流或者有焊接火花的地方。

在实施穿束工作之前，为了确保穿束工作能够顺利进行，并确保穿束的质量，要事先对锚垫板的喇叭孔以及压浆孔进行检查，要确保孔内不会出现灰渣或者积水的问题，而且为了确保管道内是干燥的，要提前使用高压风对其进行吹风处理。再有就是要对孔道进行仔细的检查确保其没有出现串孔的问题，一旦出现要对其进行及时的处理，在处理完成以后才能进入下一道工序施工。在对钢束进行搬运时，要使用多个支点进行支承，并且每个支点之间的距离要控制在2.5米以上，顶端还有流出1米的长度，并且为了避免擦伤钢绞线，严禁在地上进行拖拉。在钢绞线存放以及运输和安装过程中，为了避免出现污染或者磨损的问题要提前做好防护措施；如果钢束的长度在20米以下，那么在安装过程中可以使用人工穿插方式进行，但是如果钢束的长度在20米以上，那么则必须使用卷扬机进行张拉。此外如果钢束安装的位置比较高时，为了保证钢绞线是顺直的，要搭建穿入端平台，在传入过程中还要有专人进行科学的指挥，并且在穿束工作完成以后还要严格按照图纸以及技术交底进行有限的核对。

2.4锚具及千斤顶安装

在进行张拉工作之前，要对两侧钢绞线外露的长度进行仔细的检查，确保其长度是保持一致的，而且在安装工作之前要首先对其进行清洁，确保其是干净的。此外在安装时要先安装工作锚以及工作的夹片，并且把锚环套入钢绞线束中，并安装顺时针的方向插入夹片。接下来要安装张拉限位板以及千斤顶和工具锚，并且工具锚要与千斤顶紧紧相扣。最后就是对工具夹片的安装，为了方便卸顶工作，要事先对工具片使用塑料布进行缠裹，并且抹上少许的黄油。

2.5张拉

2.5.1张拉作业顺序及要求

①张拉作业顺序

在进行张拉工作时，要严格按照相应的顺序进行，首先先按照纵向进行张拉，然后是竖向张拉，最后是横向张拉。其中竖向以及横向的预应力筋张拉要在纵向预应力张拉以后进行，但是不能大于3个悬浇梁段。此外安装时要使用双控措施，并且严格参照油压表的度数，并且随时对其进行科学的校核。

②张拉作业要求

张拉作业的开展需要建立在严格的审批程序基础上，执行中由工程部长以及总工批准确认后方可发放油表读数通知单。技术人员按照对应的配套方案将通知单张贴。针对千斤顶以及锚具进行安装检查，经过细致到位的检查后才能够正式开展张拉作业。张拉过程中，注意控制方法的运用，采取两侧同步、左右对称的原则，以同时实现同一荷载值，当油表增加1MPa时，在两端进行记录的相关人员要沟通一次，以便能够随时调整好张拉速率。

2.5.2张拉工艺

①张拉进行中，送油控制由两端同时进行，略微拉紧钢绞线。为了能够使孔道轴线、锚具轴线和千斤顶轴线的中心在同一位置，需要适当对锚板和千斤顶进行位置调整，与此同时，为了确保每一钢绞线的拉紧程度统一，还需要不断观察与校正，以便受力情况良好。对主缸送油时，两端千斤顶同时进行，当加载到钢绞线初始应力即10％σk时，暂停送油，观察并记录有无滑丝情况出现，同时读取油缸伸长值。然后继续张拉到20％σk，同样对油缸伸长值进行读取。

如果出现滑丝现象，那么需要确定其具体位置，并针对夹片予以退锚处理，然后调换新的钢绞线或夹片。退锚措施是退除了千斤顶以及限位板，将特殊的退锚装置安放于千斤顶与锚板间，进行再次张拉作业。如果没有出现滑丝情况，两端同时进行张拉直至100％σk，对进油量荷载持续稳定5分钟，避免由于钢绞线松懈产生损失，同时读取油缸伸长值。并展开钢绞线伸长值在理论与实际间的对比分析，如果他们所存在的误差没有超过±6％，表明张拉有意义，接着开启回油阀回油锚固。如果超出了误差范围，那么需要及时寻查问题所在。

②严格控制油压表的速度，严格控制锚固的张拉应力。一旦发现油压下降情况，必须及时对其进行补拉，并且随时检查其有无滑丝或者断丝的问题出现。

③在整个张拉的过程中，如果出现钢绞线伸长值超出规定范围的情况出现，一定要及时的进行检查，查明原因并及时进行解决，然后重新进行张拉工作。再有就是张拉工作完成以后，为了便于以后的检查工作，要在钢绞线束上做好记号。

2.5.3实测伸长值的计算

首先钢束的总伸长为大小里程的端钢束伸长值之和；其次大小里程端的钢束伸长值则为油缸的伸长与工具夹片外露的长度之和再减去油缸的伸长，减去工具夹片外露的长度。最后自锚式钢绞线的回缩长度为油缸的伸长减去自锚后的油缸伸长，再减去工作锚至工具锚段弹性伸长值。

2.6张拉注意事项

在张拉过程中，如果出现影响承载力的问题出现，则需要提前对其进行修补，并且强度达到一定要求以后，确保安全阀调整到规定的数值以后才能施加一定的应力。再有需要注意的就是在千斤顶升压以及降压的过程中一定要确保其缓慢的并且均匀的进行，而且预应力张拉的两端都要实施同步的张拉，并且严格按照张拉的顺序进行。此外就是在张拉过程中必须要确保两端伸出的长度是一样的，而且在对伸长值进行测量时要同时进行，还有就是在张拉的过程中一旦发现油泵或者油压表等出现异常，一定要停止张拉工作，在找出原因并解决以后才能进行下一步工序。

再有需要注意的是，在千斤顶工作过程中，其后方不能站人，而且在进行伸长值测量以及冲敲夹片时，人员都要站在千斤顶的侧面。再有需要注意的是，在张拉过程中，为了确保其安全性，要避免对设备进行敲击，以及有效的保护好油压表，使其不会受到震动。再有就是在进行锚具敲击以及脚踏手攀之前一定要确保水泥压浆已经凝固，并且在对锚具进行更换时要确保两端都安装了千斤顶，并且已经做好了相应的防护措施。

2.7钢绞线滑丝与断丝的处理

2.7.1防止断、滑丝措施

首先在进行张拉工作之前必须要对相应的孔道以及垫板进行仔细的检查，确保承压面与孔道的中线不会出现严重的偏差，但是一旦出现偏差比较大的情况时，可以通过在锚环下垫薄铁板的方式来对其进行有效的调整。其次就是在使用锚具之前必须要对其进行有效的清洗，而且在安装过程中还要确保其安装的对中以及保持正位。此外，在对锚环以及限位板进行安装时，必须要确保其安装面与孔道的中线保持垂直，而且锚具的中心线也必须要与孔道的中心线是一致的。再次就是在应力的初始阶段必须要确保工具锚片的挤压程度相同，而且在使用千斤顶的时候，不断使给油还是回油都必须要缓慢的实施，在张拉过程中，每个环节都要严格按照规定进行，避免出现钢绞线拉断的事故出现，最后就是如果是冬季施工，因为温度比较低，钢材的性能也发生了改变，所以为了确保按照的安全以及质量要做好一定的保温措施，并且在正温的情况下才能进行施工。

2.7.2断、滑丝处理

A要进行钢绞线的放张工作，首先在穿心式的千斤顶和锚板之间安装特质的退锚处理器，并且对单根的钢绞线进行慢慢的松动，到能松动夹片的时候为止，然后再缓慢的进行张拉工作。此前在张拉过程中，要确保原张拉的吨位比退锚的张拉应力小一些。

B就是把整束的钢绞线逐根的放张以后要使用新的检验合格的钢绞线来有效的替换出现断丝或者滑丝的钢绞线，然后对锚板进行再次检查，并安装新的夹片重新进行张拉工作，此外如果出现滑丝问题以后，还需要注意对夹片进行仔细的检查，一旦发现夹片出现划痕，则需要换新的夹片。

C如果是在完成锚固以后才发现出现滑丝问题，那么处理方式与B相同，但是需要注意额是在退锚时，一定要对张拉力进行仔细的控制，并且要分别进行拔出，在这个过程中，千斤顶要保障其充油，并且为了安全，在两边都拔出以后才能进行卸顶工作。

D通常情况下出现断丝问题的都是发生在夹片周围，但是在孔道内部也偶尔会出现断丝，主要原因就是张拉锚固时没有对中或者是钢绞线本身存在一定的暗伤，断丝的处理方式和滑丝的处理方式都是一样的。

E在张拉工作完成以后要对预应力以及钢丝的伸长和回缩还有滑丝问题都进行仔细的记录，并且必须有先关技术人员或者监理人员对其进行签字确认，还有就是在张拉完成以后为了方便观察还要对锚具口位置的钢绞线做好记号。

2.8锚端钢绞线的切割

在为了方便观察是否会出现滑丝以及断丝的问题在锚固完成以后要在锚口详细的做好标记，并且对其进行仔细的检查，在确定没有问题以后使用砂轮机把多余的线头进行切除，但是在切除的时候要注意保持距离锚具至少30毫米的距离。还有就是在对钢绞线进行切割时一定要选择砂轮机进行，而且在使用封锚的钢筋进行固定时，要确保外露的长度在30毫米以上，但是也不能太长。

2.9预应力张拉条件及控制原则

在进行张拉工作之前，必须要满足一定的条件才能实施张拉工作，首先就是混凝土的强度必须要满足设计标准的95%以上，而弹性模量的值则必须要达到设计的100%，并且确保龄期在5天以上。

2.10张拉设备配置及要求

在张拉工作中使用的油压表压要选择抗震的，并且其最大的读数要控制在张拉力的1.5-2.0倍之间，此外其精度也要确保在0.4级以上，一旦压力表出现故障必须对其进行重新校正后方可使用。

预应力施工中所使用到的相关设备都要建立仔细的台账，并且要对其进行定期的检查。比如千斤顶，其在一些情况下还必须进行校正，其一，距离上次校正的时间已经一个月，或者已经完成300次的张拉作业；其二就是在使用过程中出现了异常情况；其三就是对千斤顶进行拆修后。如果出现这几条，都必须要对千斤顶进行重新校正。在张拉工作中，千斤顶与油压表是作为一个整体进行检验的，所以必须要对其进行配套校正，通常情况下校正的系数控制在1.05以下。

2.11注意事项

1）因为钢绞线的弹力比较大，而且盘卷小而重，所以为了避免在下料时出现弹出伤人事故，必须要按照实际情况作一个特质的铁笼，将钢绞线放置在铁笼内部进行抽出，这样会比较安全。

2）在张拉工作之前要对锚具以及夹片进行仔细的检查，一旦发现破损或者裂纹要及时的进行替换，此外就是对油泵以及千斤顶进行检查，要确保二者没有问题以后才能进行作业。

3）在张拉过程中一定要保持均匀，并且为了安全两边都不能站人，如果进行测量伸长作业时，要先停止拉伸工作，然后工作人员在侧面进行测量。

4）在使用千斤顶进行工作时，一定不能超过千斤顶的荷载以及行程，而且如果要对油泵进行转移时一定事先把油压表拆卸下来再进行转移工作。

5）在进行张拉工作时，一定要保障均匀缓慢的的进行油压的升降，而且确保两边同时进行，此外在张拉过程中要避免工作人员进入，并设置显著警示牌。此外在张拉过程中还要有专人进行仔细的巡视。

6）在张拉过程中，如果滑丝以及断丝问题出现在锚固以前，一经发现必须马上停止张拉工作，在重新整理以后才能进行张拉工作。此外如果这种问题出现在割丝以后，则必须要使用砂轮机对一端锚环进行切割，在切割完成以后才能进行张拉工作。

7）在张拉工作完成以后要在锚圈位置坐好标记，在确保没有滑丝以及断丝问题以后才能进行割束，并且在在张拉完成后要进行仔细的登记与保存。

3结语

本文介绍了京福客运专线连续梁预应力施工技术，在施工过程中总结了成功的施工经验,经过现场实际生产,并在施工中不断改进和优化,现在客运专线连续梁预应力施工工艺已基本完善。预应力施工满足设计及规范要求,其施工工艺可供同类连续梁预应力施工借鉴。

参考文献：

[1]向中富.桥梁施工控制技术[M].人民交通出版社2001.

[2]徐君兰.大跨度桥梁施工控制(土木工程专业用)[M].人民交通2000.

[3]马文刚，黄侨，童斌华，周联英.极端高温天气对连续梁桥施工的影响分析[J].施工技术，2010,(10)：67-70.

[4]黄磊.预应力混凝土连续梁桥施工控制技术[J].中国水运（下半月）.2009,(09)：195-196.