張濤　李濤

摘 要：預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉施工是預(yù)應(yīng)力空心板預(yù)制的技術(shù)難點，直接關(guān)系到預(yù)應(yīng)力空心板預(yù)制的成敗，也是關(guān)系到工程能否順利完成的關(guān)鍵。在本工程中具有很強的代表性，通過對16m后張法預(yù)應(yīng)力梁板的張拉力控制，可以掌握后張法預(yù)應(yīng)力的張拉工藝，提高施工單位的施工能力，降低張拉機具的損壞率。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力 鋼絞線 張拉成功率

長江口12.5米深水航道向上延伸建設(shè)工程白茆大型航標(biāo)船碼頭引橋工程上部構(gòu)造設(shè)計為16m后張預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)空心板梁60片。預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值fpk =1860MPa，公稱直徑d=15.2mm的低松弛高強度鋼絞線，其力學(xué)性能符合《預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土用鋼絞線》（GB/T5224-2003）的規(guī)定。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用兩端同時張拉，錨下控制應(yīng)力為0.75fpk=1395MPa。施加預(yù)應(yīng)力采用張拉力與引伸量雙控。當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼束張拉達(dá)到設(shè)計張拉力時，實際引伸量值與理論引伸量值誤差應(yīng)控制在6%以內(nèi)。

現(xiàn)狀調(diào)查

11月1日至12月3日，項目組對已完成張拉的10片預(yù)應(yīng)力空心板的一次性張拉結(jié)果進行了調(diào)查，對其質(zhì)量進行了統(tǒng)計，匯表如下：

從排列圖可以看出影響預(yù)應(yīng)力鋼束一次性張拉質(zhì)量的主要因素是：持荷拉力，伸長率。

原因分析：現(xiàn)場工人質(zhì)量意識差、操作水平低，張拉機具精度，持荷力不足，兩端張拉不同步，鋼絞線理論伸長值計算不準(zhǔn)確，鋼絞線實際伸長量測量不精確是影響預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉成功率的主要因素。

對策實施

1、對工人開展質(zhì)量意識教育

項目組對所有工人進行質(zhì)量意識教育，定期進行技術(shù)交底和業(yè)務(wù)討論。并宣布獎懲制度，嚴(yán)格落實到各個施工環(huán)節(jié)?，F(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人員要嚴(yán)格按照要求進行監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)不按要求進行者立即進行教育并按獎懲制度執(zhí)行。

經(jīng)過項目組多次的技術(shù)交底和質(zhì)量安全教育，有效的提高了工人的質(zhì)量意識和操作水平。杜絕了因懶惰、麻痹引起的操作不當(dāng)。

2、張拉用千斤頂與壓力表進行配套標(biāo)記并重新標(biāo)定

現(xiàn)場施工人員對千斤頂與壓力表進行配對標(biāo)記，并指定專人負(fù)責(zé)管理，使用和保養(yǎng)。對張拉所使用的2只千斤頂和2只壓力表重新送檢標(biāo)定。張拉機具與錨具配套使用，對于錨具加強進場驗收，對于不合格產(chǎn)品，堅決不予使用。在張拉過程中發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼束經(jīng)常斷絲、千斤頂漏油、壓力表指針不回零、調(diào)換了千斤頂壓力表，立即對張拉機具進行重新標(biāo)定。

此項措施實施后，張拉機具精度及壞損率得到了有效控制，大大提高了張拉質(zhì)量。

3、分級張拉，終張拉至1.03倍錨下控制應(yīng)力

項目組成員對正在施工的空心板預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉過程進行仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓力表讀數(shù)達(dá)到設(shè)計值開始回油持荷時，壓力表讀數(shù)總會自行回轉(zhuǎn)變小，從而導(dǎo)致持荷拉力無法達(dá)到設(shè)計值。由于預(yù)應(yīng)力梁的主要承力點在鋼絞線事先施加的應(yīng)力上，為此必須確保持荷拉力達(dá)到設(shè)計值，由于千斤頂在回油時，鋼絞線會有一個回縮過程，通過壓力表的讀數(shù)顯示，持荷力也會變小，為確保持荷力滿足設(shè)計要求就必須施加一部分超拉力，根據(jù)前面鋼絞線張拉的壓力表讀數(shù)變小比例統(tǒng)計分析，小組決定終張拉至1.03倍錨下控制應(yīng)力，即σk=1.03*1395=1437Mpa。

張拉時采取分級張拉：預(yù)張拉→15%σk→30%σk→100%σk→103%σk→持荷2分鐘，錨固進行超張拉后，小組對剩余鋼絞線張拉的持荷拉力進行了統(tǒng)計：

由上表可以看出，持荷拉力的一次性合格率達(dá)到了94.5%，滿足設(shè)計的目標(biāo)值。

4、張拉時專人指揮，壓力表讀數(shù)提供量化標(biāo)準(zhǔn)

兩端張拉每次開始，停止時設(shè)專人指揮，以保證兩端張拉處于同步狀態(tài)。

根據(jù)張拉機具標(biāo)定結(jié)果計算出每次張拉壓力表讀數(shù)值，制成標(biāo)簽張貼于張拉機具上，方便工人操作。

此措施實施后，為預(yù)應(yīng)力張拉時壓力表讀數(shù)提供量化標(biāo)準(zhǔn)，張拉力直接控制在壓力表的一個固定讀數(shù)上，易于控制，使張拉過程達(dá)到了同步對稱狀態(tài)。為使施加的預(yù)應(yīng)力滿足設(shè)計要求提供有力保證。

5、鋼絞線理論伸長值計算時曲線段應(yīng)考慮摩阻系數(shù)

張拉初期，計算鋼絞線理論伸長值時認(rèn)為16m空心板跨徑較小，曲線段可以忽略摩阻系數(shù)，按直線計算。后經(jīng)驗算發(fā)現(xiàn)，考慮摩阻系數(shù)和不考慮摩阻系數(shù)的計算結(jié)果相差3mm。這對伸長率有著較大影響。因此理論伸長值計算應(yīng)考慮曲線段的摩阻系數(shù)。

預(yù)應(yīng)力筋伸長值計算公式：

△L= PP*L/（AP*EP） （1）

式中：△L—理論伸長值；L—預(yù)應(yīng)力筋的分段長度（mm） ；PP—預(yù)應(yīng)力鋼絞線的平均張拉應(yīng)力（N）；AP—預(yù)應(yīng)力鋼絞線的截面面積（mm2）；Ep—預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量（N/mm2）

其中Pp的計算公式：

Pp= P*（1-e-（kx+μθ））/ kx+μθ （2）

式中：P—預(yù)應(yīng)力筋張拉端的張拉力，將鋼絞線分段計算后，為每分段的起點張拉力，即為前段的終點張拉力（N）；θ—從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和，分段后為每分段中每段曲線段的切線夾角（rad）；x—從張拉端至計算截面的孔道長度，分段后為每個分段長度或為公式（1）中L值；k—孔道每束局部偏差對摩擦的影響系數(shù)（1/m），管道內(nèi)全長均應(yīng)考慮該影響；μ—預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的磨擦系數(shù)，只在管道彎曲部分考慮該系數(shù)的影響。

從上式可以看出曲線預(yù)應(yīng)力筋計算必須考慮曲線段的摩阻系數(shù)。小組依據(jù)上式準(zhǔn)確計算出了鋼絞線的理論伸長值：中跨N1：109mm；中跨N2：109mm；邊跨N1：110mm；邊跨N2：110mm。

計算理論伸長值時考慮了曲線段的摩阻系數(shù)，避免了因計算所引起的實際引伸量與理論引伸量的偏差超過6%。

6、測量鋼絞線絕對伸長量

小組在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)采用測量千斤頂活塞伸長量的辦法來測量鋼絞線實際伸長量容易產(chǎn)生較大誤差，小組經(jīng)過討論和實驗發(fā)現(xiàn)測量鋼絞線絕對伸長值更為精確。所以小組決定采用此辦法來測量鋼絞線的實際伸長量。

測量鋼絞線的絕對伸長值有效避免了因測量誤差所引起的實際引伸量與理論引伸量超過6%。

由上表可以看出伸長率的一次性合格率達(dá)到了96.5%達(dá)到了設(shè)定的目標(biāo)值。

效果檢查

1、質(zhì)量情況

在認(rèn)真執(zhí)行了以上措施之后，項目部順利完成了剩余預(yù)應(yīng)力空心板的張拉工作。項目組對剩余預(yù)應(yīng)力空心板的一次性張拉成功率進行了統(tǒng)計，結(jié)果如下表：

從上表及上圖可以看出：持荷拉力合格率達(dá)到94.5%>90%；伸長率合格率達(dá)到96.5%>95%；綜合合格率達(dá)到96.5%>95%。提高了預(yù)應(yīng)力鋼絞線一次性張拉成功率。

2、經(jīng)濟效益

通過本次調(diào)查研究提高了工效，降低了張拉機具的壞損率，縮短了施工工期，減少了因二次張拉所引起的材料損失和誤工損失。

3、社會效益

通過本次調(diào)查研究，歸納總結(jié)了一套完整的預(yù)應(yīng)力施工工藝，為以后類似工程奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]桂業(yè)昆，邱式中.橋梁施工專項技術(shù)手冊[M].人民交通出版社，2005.

[2]李家庭.預(yù)應(yīng)力橋梁施工中常見問題及防治措施[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012.

（第一作者單位：長江重慶航道工程局，第二作者單位：天津中北港灣工程建設(shè)監(jiān)理有限公司）endprint