浅谈试探张拉放张法在简支T梁预制过程中的应用

浅谈试探张拉放张法在简支T梁预制过程中的应用

崔福全

中铁十二局一公司陕西省西安市710000

摘要：目前在后张法预应力简支T梁预制的施工过程中并没有放松预应力钢绞线这一工序，然而在实际施工过程中由于工人操作失误和一些意外情况而需要对施加了预应力的钢绞线放松。考虑到先张法预应力简支T梁制造的施工工艺中放松预应力筋的方法如：砂箱放松法、千斤顶放松法、张拉放松法等因施工工艺、使用机具的不同而不可借鉴。因此在结合了新建海南西环铁路XHZQ-2标澄迈老城制梁场简支T梁预制过程中的生产实例和技术工人的现场实际操作效果的基础上形成了试探张拉放张法。本文主要介绍了试探张拉放张法在后张法预应力简支T梁预制过程中的应用，为今后预制同类桥梁遇到类似问题时提供实际施工依据，为改进工艺积累实际施工经验。

关键词：试探张拉放张；放松预应力钢绞线；T梁预制

引言

澄迈老城制梁场选址在澄迈县老城镇，位于新建海南西环铁路站前工程XHZQ-2标D1K10+400线路左侧250米处。老城梁场负责D1K0+000～D1K11+800段全部桥梁，共计1034片T梁预制的任务。该梁场采用的是后张法预应力简支桥梁的施工工艺，预应力筋是由公称直径为15.2mm，强度级别为1860MPa的七根钢丝捻制而成的标准型钢绞线，锚具为夹片式锚具，张拉设备采用的是柳州雷姆预应力设备有限公司生产的YDC2500及YDC3500型液压式千斤顶以及配套的YBZ2-50高压油泵。在T梁预制的实际终张拉施工过程中，我们时常会遇到终张拉完成，两端千斤顶同时回油至零兆帕后一端千斤顶被卡住取不下来的情况。究其原因，是由于在移梁过程中未进行初张拉的孔道一端的工作夹片掉落导致千斤顶上的工具夹片在终张拉后受力的情况下取不下来从而卡住千斤顶。此时我们就需要对施加了较大预应力的钢绞线进行放松，在补上掉落的工作夹片后对该束预应力钢绞线进行重新张拉。目前，现场实际采用的方法是用氧气切割的方法将该孔卡住千斤顶的另一端的工作锚具破坏掉，待预应力释放后更换该束所有的预应力钢绞线和两端的工作锚圈，再重新打入工作夹片对该束钢绞线进行张拉，已达到规范要求。这种方法虽然可行，但是一是比较危险。工作夹片由于钢绞线上预应力的突然释放会飞速弹出孔道，容易造成人员伤亡；二是浪费材料。采用此方法需要更换该束所有的预应力钢绞线和两端工作锚具，增加工程成本；三是耗费时间和人工。考虑到以上这些因素，再结合了结合了新建海南西环铁路XHZQ-2标澄迈老城制梁场简支T梁预制过程中的生产实例和技术工人的现场实际操作效果的基础上逐渐形成了试探张拉放张法。

试探张拉放张法是以受力分析为依据，在确保不会对钢绞线超张拉的情况下，采用单端逐一试探张拉该束预应力钢绞线的每一根钢绞线的方法找出卡住千斤顶的那根钢绞线，放松该根钢绞线取下千斤顶补上掉落的工作夹片并契紧，再对该束预应力筋按规范要求重新张拉。下面我们以澄迈老城制梁场生产的通桥（2012）2201-1-32m角钢支架曲线梁的N3孔的预应力终张拉工序为例来对此方法在后张法预应力简支T梁预制过程中的应用做一个详细的阐述。

一、通桥（2012）2201-1-32m角钢支架曲线梁N3孔预应力终张拉工序的施工要素如下：

1、编束

预应力钢绞线下料后梳整顺直，每隔1.5m绑扎一道铁线，成束时保证同一束钢绞线顺畅不扭转。

2、穿束

预应力钢绞线穿束前用压力水冲洗管道内杂物，观察孔道内有无穿孔现象，并用吹风机吹干管道内水分。穿束方式采用整体穿束；穿入孔道内的钢绞线整齐顺直，且钢绞线数量符合设计要求。

3、张拉时的张拉力值

N3孔预应力钢绞线束终张拉时的张拉力为1734.3KN。

4、张拉时的设计伸长量

N3孔预应力钢绞线束终张拉时的设计伸长量为163mm。

二、具体步骤如下：

1、受力分析

LCLC32mQZ641号梁N3孔预应力钢绞线束终张拉时的张拉力为1734.3KN，N3孔预应力钢绞线束由9根钢绞线组成，单根钢绞线A、B端所受的拉力为192.7KN，由试验室提供的千斤顶校顶方程：YA=0.01540566X+0.22、YB=0.01479909+0.03（Y-油表读数，X-张拉时的张拉力）可以算出N3孔终张拉时的A、B两端的千斤顶油表终读数分别为26.9MPa、25.7MPa，，单根钢绞线A、B两端所受的拉力换算成千斤顶油表终读数分别为2.99MPa、2.86MPa。当两端千斤顶对N3孔预应力束终张拉完成回油至零兆帕后，A端正常卸载，B端千斤顶被卡住，如图1所示：

此时A端9根钢绞线均被锚固，B端卡住千斤顶的那一根钢绞线由于工作锚板上用于锚固钢绞线的工作夹片掉落而未锚固，其余8根钢绞线均被锚固。受力分析可知N3孔预应力钢绞线束终张拉后每根两端均被锚固的钢绞线所受的预应力换算成油表读数约为6MPa，而卡住千斤顶的那一根钢绞线由于B端未被锚固，B端千斤顶终张拉完成回油至零兆帕后相当于没有对该根钢绞线施加预应力，所以该根钢绞线所受的力换算成油表读数仅为A端千斤顶施加的3MPa，所以该根钢绞线A端的工作夹片、B端被卡住千斤顶上的工具夹片各自所受的反作用力换算成油表读数为1.5MPa。为了避免对钢绞线超张拉，在试探张拉的过程中我们对单根钢绞线施加的力必须小于等于192.7KN，即换算成张拉端千斤顶油表读数需小于等于3MPa。

2、安放凳形受力架

受力架由一块半径为100mm，厚10mm的圆形高强圆形钢板，一个半径为100mm的圆形钢圈和12根直径为Φ22、长300mm的HRB300螺纹钢筋组成（如图2），主要用于架空千斤顶和锚垫板，以便于取出工作夹片。为了保证受力架能承受放张时需要承受的最大力192.7KN，我们委托了中铁十二局一公司仁新项目部力学试验室通过型号为WES-300B的万能材料试验机对单根长300mm，直径为Φ22的HRB300螺纹钢筋进行钢筋冷弯试验。结果显示，单根长300mm的钢筋在中点受力时发生弯曲变形所需要的最小力平均为16KN。按最不利原则考虑，当单根钢筋一端受力时，只要力值小于16KN，钢筋就绝对不会发生弯曲变形。因此，我们可以算出当受力架需要承受192.7KN的力时，需要12根直径为Φ22、长300mm的HRB300螺纹钢筋。

3、安装千斤顶

B端千斤顶保持初始零荷载状态，将A端千斤顶油缸伸长至N3孔预应力钢绞线束设计伸长量的60%即98mm，并按张拉状态装好。

4、钢绞线放松

A端逐一张拉N3孔预应力钢绞线束的每一根钢绞线，每根钢绞线施加换算成千斤顶油表读数为3MPa的力。再1-2MPa时，工作夹片由于钢绞线受力伸长而被带出。这时我们可以判断出这根钢绞线即为B端卡住千斤顶的那一根钢绞线。然后立即用钢钎取出该根钢绞线A端工作锚板上的工作夹片（钢钎可用Φ5mm的钢丝、端部折弯20mm磨尖制成，长200-300mm）。然后主缸缓慢回油，油缸伸长量由98mm回缩到0mm，由此实现对该根钢绞线的放张。