（中铁二十局第二工程有限公司，北京，100142）
【摘 要】预应力张拉施工技术在大型桥梁结构上已经得到广泛应用，预应力施工质量直接决定简支箱梁质量，其是保障箱梁结构受力的关键环节。预应力张拉施工技术含量相对较高，为消除预应力张拉技术弊端，本文从现浇简支箱梁预应力张拉伸长关键点控制出发，再对现浇简支箱梁预应力伸长拉张值计算和张拉伸长中常见问题及解决措施进行分析研究。
【关键词】预应力；张拉伸长值；计算
前言：
预应力是指在结构中预先施加相应的应力，以此解决混凝土抗拉性能差这一弱点。预应力技术包括，张拉施工前准备、伸长值计算等等关键工序，良好的预应力结构能够起到抗变形、抗裂性能，由此可见本文对现浇简支箱梁预应力伸长拉张值控制探究显得非常有意义。
一、现浇简支箱梁预应力张拉伸长关键点控制
（一）张拉前准备
1、钢绞线穿束。在现浇箱梁中，钢绞线是重要的受力构件，是结构中的筋骨，承担几乎全部梁面荷载和箱梁部分自重，是现浇简支箱梁的质量保障。在穿束之前，一定要对钢绞线的伸长值、弹性模量、张拉强度进行严格检验。对钢绞线进行分批质量检验，每批质量不可超过60吨，同时还要对金属波纹管和塑料波纹管进行检查，对标定、校核、千斤顶、油表等等张拉设备，做定期的重新校核，要以6个月或者200次使用为一个周期，以确保其科学、准确性。另外，连接器、夹片、挤压锚头以及锚具等等在张拉之前也要进行检验，必须在试验合格的基础上才可使用。
2、选定及标定设备。压力表的选定，要先用防震性压力表，最大量程要在50mpa或者60mpa之间，精度要控制在1.0级之上。如果是1.0级别的压力表则需要一周校验一次，如果是4.0级压力表。则可每个月校验一次，校验系数要控制在1.05之下。千斤顶的选定，通常要选择穿心千斤顶，并且其张拉吨位保持在张拉力1.5倍。
3、张拉前安全工作。为了确保安全，在千斤顶作业之前，一定要设置防撞隔离设施，在张拉过程禁止人员在千斤顶前走动，避免造成人员伤害，每一个步骤必须按照安全操作规程进行。设置张拉标牌，在标牌中写明应伸长值、应力值、位置以及张拉束编号等等。为了确保张拉质量，张拉队伍、张拉人员必须要经过培训、考核才可上岗，其资质必须要满足相应的等级。为了便于沟通，张拉两端一定要配备相应的手机、讲机等等设备。
4、张拉前，砼箱梁的弹性模量、试块强度必须在满足规范和设计要求之后才可以进行张拉。通常情况下，砼的弹性模量控制在4.25之上，砼的强度必须要达到100％。一定要按照图纸中要求的顺序进行张拉，通常会选择先两边后中间的张拉顺序。检查工作锚、夹片、锚具等等是否配套。检查孔道轴线、锚垫平面是否垂直。准备好张拉表格以及刻度尺的测量。
（二）张拉实施阶段
在上述工作全部落实之后，才可进行张拉工作，在操作张拉设备时，必须要控制好加压速度，如果速度过快，则可能造成夹片破碎或者钢绞线拉断，造成安全事故或者质量安全问题。在张拉阶段具体应该注意一下问题：
1、为了避免由于单抽出现的预应力损失，可选择四台千斤顶进行同时张拉，从两边到中间进行对称张拉，一端放两台。
2、要根据千斤顶标定回归曲线以及设计图纸要求进行张拉应力的控制，预应力张拉施工技术要以张拉预应力控制为主，伸长值作为校核。为了方便张拉操作人员观察，张拉力值换算到压力值读数上，同时在对照表还要将理论伸长值标出，对照理论伸长值和实际伸长值的大小，偏差值如果在6％之上，则证明出现异常，必须要停止进行张拉，查找原因，通常情况下出现异常有以下几种原因：
（1）伸长值没有达到设计要求，一般是因为钢绞线缠绕、孔道堵塞以及孔道摩阻大等原因。
（2）油表出现问题，就可能导致应力达不到要求。
（3）夹片、锚具、磕丝以及断丝不匹配可会导致异常情况的出现。
（4）原材、施工以及设计等因素出现问题后，可能会导致张拉裂缝的出现。
3、在浇注封锚砼时，必须要按照设计要求进行，张拉工作完成之后，要在第一时间进行封锚和压浆。压浆过程中，必须要有排气孔，同时在压浆前需要对压浆空进行吹干疏通，并且要从低处向高处进行压浆，要等到排气孔出现水泥原浆时，才可以进行封锚。为确保浆液的固结质量，一定要做好浆液的配比工作，掺定量的膨胀剂，同时要求和箱梁梁砼同标号。如果浆液配比存在问题，那么当浆液沉淀一段时间之后，上层可能变成水层，从而促使钢绞线遇水生锈，可能导致钢绞线剪断，严重的会造成桥梁倒塌。
二、现浇简支箱梁预应力伸长拉张值计算
（一）钢绞线的理论伸长值计算
1、钢绞线理论伸长值可按照下面公式进行计算：
∆L=PpL/ApEp，其中Pp=P(l-e-(kx+μθ)/(kx+μθ)
其中P表示预应力筋张拉断的张拉力，单位是N；
Pp表示预应力筋平均张拉力，单位是N；
Μ表示孔道之间与预应力筋之间的摩擦系数；
K表示孔道每米局部偏差对摩擦影响系数；
θ计算截面曲线孔道与张拉端之间的切角之和；
X计算截面孔道与张端之间的长度，单位为m；
Ep-预应力筋的弹性模量，单位是Mpa；
Ap预应力筋截面面积，单位是mm2；
L预应力筋长度，单位是m；
对于立交桥这种多曲线和直线段组成的曲线筋伸长量应该分段进行计算，计算完成后，将分段的计算结果进行迭加。计算过程中，在进行精确计算每段张拉值之前，需要将每段两端扣除孔道摩擦阻损失后的拉力求出。
（二）张拉伸长值的量测
对于张拉伸长值的测量，具体操作步骤与要求如下：
1、测量千斤顶油缸的行程一定要用进度在1mm之下的标尺量，并且对于油缸外露长度的测量一定要在初始应力之前进行。在另外，还要测量到顶前油缸的外露长度。在施加始应力过程中（0—10％—20％），量测油缸的外露长度，量测倒顶前（50％应力）油缸的外露长度；量测回油后压力表应力变化和钢束回缩量，并且要及时记录。
2、量测10％应力时油缸的外露长度；量测20%应力时油缸的外露长度；量测100%应力时油缸的外露长度；另外，还要量测回油后钢束回缩量。
对于夹具以及预应力筋可能出现的回缩，设计人员在设计前一定要做好预判，做好预应力损失的计算，通常情况下取值为6mm。在工程实践中，由于对办槽口的深浅进行限位，一般情况下将桥限办深度设置为8mm，从而预应力偏差直径的回缩值可能就会在6mm之上，因此要以施工现场实际量测值为依据。另外，在工程中，钢绞线的回缩也不止与6mm，为了保障伸长值的准确性，一定要根据施工现场的实际情况进行回缩值的补偿。
（三）张拉伸长值校核、控制
在预应力张拉筋过程中，对张拉伸长值校核、控制是不可或缺的环节。主要针对理
论伸长值和实际伸长值进行对比分析，通常情况下，理论伸长值和实际伸长值的偏差值要控制在6％的范围之内。工程实践表明，只要张拉的准备与实施没有失误，均可以达到要求。然而，当理论伸长值和实际伸长值超过6％时，要根据结构张拉力灵敏度以及同组预应力束张拉结果来判断是否采纳这一值。如果无法采纳必须要重新张拉，并且要更换钢绞线。
三、现浇简支箱梁预应力张拉伸长中常见问题及解决措施
（一）钢绞线滑丝与断丝处理
钢绞线是重要的受力构件，是结构中筋骨，钢绞线出现滑丝、断丝现象主要是由于钢绞线直径偏大，夹片与锚具之间不密贴，或者千斤顶安装不正、锚夹具尺寸不匹配、钢丝束缠绕在一起等原因。如果在张拉过程中出现滑丝的现象，必须立即停止所有的张拉工作，并且在限位板和千斤顶退除后，要在锚板和千斤顶之间安装退锚处理器，确保退锚张拉的缓慢进行。退锚张拉应力必须要在远张拉吨位之上，借助钢绞线束将夹片带出，带出后利用钢针从退锚处理器空口处取出夹片，避免夹片在千斤顶回油时和钢绞线发生内缩。当夹片取出、退锚处理器拔掉、两端千斤顶回油，并且重新装上新夹片之后，便可以重新进行张拉。如果张拉完毕锚固后出现滑丝的现象，处理方法同上，但要控制好退锚的力量，当拔力大于张拉力时，便可以将其拔出。断丝与滑丝的处理方法是相同的，在处理滑丝与断丝过程中，切记钢绞线张拉应力不可在钢绞线抗拉极限强度之上。另外，在钢绞线重新张拉过程中，如果发现计算值大于第二次伸长值，可不作校核依据。
（二）割线问题
张拉完成24小时之后，检查是否有断丝、滑丝的现象，如果没有便可以将多余的钢绞线切割掉。割线的具体方法，可以采用手持式砂轮切割机进行，在距离夹片30至40mm处，将多余的钢绞线切割掉。但必须要保障预应力筋端保护层厚度在35mm之上。另外，切记要禁止利用电弧切割钢绞线。
总结：
预应力筋张拉前准备、伸长值计算、钢绞线穿束等等都是预应力施工中的重要环节，其质量成败直接关系着桥梁的施工寿命。为了确保预应力箱的正常使用寿命，在运用预应力施工技术时，一定要精细施工、服从监理、尊重设计，严格控制伸长拉张值。本文从现浇简支箱梁预应力张拉伸长关键点控制出发，再对现浇简支箱梁预应力伸长拉张值计算和张拉伸长中常见问题及解决措施进行分析研究，希望对工程施工质量控制起到借鉴作用。
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论文作者:刘珍
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年1月供稿
论文发表时间:2016/4/25
标签：预应力论文; 千斤顶论文; 钢绞线论文; 应力论文; 孔道论文; 现浇论文; 拉力论文; 《工程建设标准化》2016年1月供稿论文;