后张预应力混凝土空心梁板施工技术浅谈 许磊 ２４４０００） （安徽省华通路桥工程有限责任公司，安徽铜陵摘要：预应力混凝土空心梁板是一种简支结构，具有吊装重量轻、施工简单、投入设备少等特点。该文结合高速公路互通分离立 交主线上跨桥的施工实践，简要介绍了空心梁板的预制、预应力张拉方法的选择及控制等施工技术和施工要点。 关键词：预应力；混凝土；空心梁板；施工技术 中图分类号：Ｔｕ７５７．１４；ＴＵ７５６．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—５７８１（２０１１）０４—０５５０ ０３ １ 工程概况 合铜黄高速公路铜陵互通分离立交桥主线上跨 为４跨２０ ｍ预应力梁板桥，中心桩号为７６ ｋｍ＋ ４５７．９７ ｍ。・该桥下部结构桥台为Ｕ型台，扩大基础， 混凝土标号为Ｃ２０片石混凝土，台帽采用Ｃ２５混凝 土，台帽底以上侧墙部分采用Ｃ２０现浇混凝土；中墩 为保证预应力张拉施工质量，在预应力张拉方案 和张拉顺序基础上，通过计算合理确定施工张拉控制 应力，可以有效的避免滑丝、断丝等质量事故【３］。 施工张拉控制拉力为 Ｐ施一尸设（１＋Ｒ） （１） 施工张拉控制应力为 嘶一Ｐ施／Ａ （２） 结构为１２个直径１．２ ｍ的钻孔灌注群桩＋Ｃ２５片石 混凝土承台＋６个直径１．５ ｍ的Ｃ２５混凝土墩柱。 其中，Ｐ设为设计控制拉力，ｋＮ；Ｒ为锚口摩阻系数， Ｒ一２．５％［ ；Ａ 为每束钢绞线截面积，ｍｍ 。 上部结构为简支梁板，共１８４片ＰＣ空心梁板组成， 混凝土标号为Ｃ４０，预应力钢筋采用直径１５．２４ ｍｍ， 截面积１４０ ｍｍ ，标准强度Ｒｂ 一１ ８６０ ＭＰａ的钢绞 线，所有梁板全部采用预制安装法施工。全桥混凝土 浇筑全部采用集中拌和，泵送入模。 由于工期紧，场地小，梁板采用间隔叠浇预制 法 ］，梁板预应力张拉采用后张法施工，张拉应力和 各束进行施工张拉时的控制应力 所列。 表１施工控制应力计算表 见表１ 注：１ 钢束为上层钢绞线，２ 钢柬为Ｆ层钢绞线。 伸长量双重控制＿２］。科学确定张拉应力和伸长量，保 证预应力的正确施加是质量控制的关键。 ２．２张拉油表读数的计算 为保证预应力的准确施加，避免设备误差导致的 质量事故，张拉设备使用前必须经过有相关资质的机 ２梁板张拉施工前准备 ２．１控制张拉力计算 本工程梁板预应力孔道为连续曲线布置，预应力 构进行校验和标定，并每隔１个月至少进行一次检查 和保养，使用超过６个月或２００次必须重新标定 ｊ， 本工程张拉设备由合肥工业大学建筑结构试验室标 定（标定报告略）。 本工程梁板预应力施加采用两端对称张拉方式； 为了使测量的伸长量更接近实际，采用如下张拉工 艺：０—１Ｏ％ 一２Ｏ％ 一１００％ ，根据表１确定 筋采用高强低松弛钢绞线，设计强度标准值 一 １ ８６０ Ｎ／ｍｍ ，直径ｄ一１５．２４ ｍｍ，面积Ａｓ一 １４０ ｍｍ ，每片梁４束预应力筋，每束６根钢绞绞线， 金属波纹管预埋成形。 施工机具主要有ＹＣＷｌ５０及ＹＢＤＣ２４Ｏ千斤顶 及高压油泵、灌浆机。 收稿日期：２０１１一Ｏ５一】３；修改日期：２０１卜０６—０１ 施工张拉应力虢，计算确定张拉时油表控制读数，见 表２＿５ 所列。 作者简介：许５５０磊（１９８１一），男，安徽铜陵人，安徽省华通路桥工程有限责任公司工程师 《工程与建设》２０１１年第２５卷第４期 表２油表读数计算表 在确定张拉油表控制读数时应注意：千斤顶和油表应 配套标定，配套使用，计算时采用的千斤顶数据为被 动标定结果。 ２．３伸长值△Ｌ的计算 ２．３．１伸长量计算公式 伸长量△Ｌ按下式计算 △Ｌ一（户×Ｌ）／（Ａ ×Ｅｇ） （３） ２ 束△Ｌ１Ｏ％均为１４．８ ｍｍ。 必要时应通过测量Ｌ２０％的油缸行程校验和复 核数值（△Ｌ１Ｏ％＝＝＝Ｌ２０％一Ｌ１０％）［ 。Ｌ１０％、 Ｌ２０％、ＺＸＬ１００％的数据分别在预应力张拉至表２确 定的油表读数时直接测得。 ２．４．２伸长值的修正 实际（５）式计算得到的伸长值并不是钢铰线的实 其中，△Ｌ为预应力钢材理论伸长值（ｍｍ）；Ｐ为预应 力钢材的平均张拉力（Ｎ）；Ｌ为钢绞线长度（ｍ），１＃ 际伸长量，实际测量中应扣除：①工作锚与工具锚间 钢铰的伸长量△Ｌ 。②工具锚的内滑量△Ｌ 。③张 拉时主梁的弹性压缩值Ｃ（取值见表３）。 表３伸长■修正数据 ｍｍ 束一１９．７１４ ｍ、２ 束一１９．６０２ ｍ［ ；Ａ 为预应力钢 材截面积（ｍｍ２）；Ｅｇ为预应力钢材的弹性模量ＭＰａ （Ｎ／ｍｍ２）。 ２．３．２平均张拉力Ｐ的确定 平均张拉力ｐ按下式计算 Ｐ＝＝＝Ｐ设×［－１一ｅ－‘， ３／（￣ｏ＋脚） （４） ２．４．３修正后允许伸长量 其中，Ｐ设为预应力钢材张拉端的设计张拉力（Ｎ）； 为预应力钢材与孔道壁的摩擦系数，对于波纹管取 一０．１７５； 为从张拉端至计算截面孑Ｌ道的长度 （ｍ）； 为孔道每局部偏差对摩擦的影响系数，对于波 纹管取ｔｏ＝０．０００ ８；０为从张拉端至计算截面曲线孔 道部分切线的夹角之和（ｒａｄ）。 ２．３．３预应力筋束理论伸长量 修正后的允许伸长量，见表４所列。 表４允许伸长量 ｍｍ 锕束号 伸长修正 允许伸长量 范围 （Ｉ￣Ｌ１＋△Ｌ２＋Ｃ） １＃ ２＃ １４３．８ １３５．２～１５２．４ １４６．６ １３７．８～１５５．４ １５．６ １５．６ １５０．８～１６８．０ １５３．４～１７１．０ 注：（１）表中容许总伸长范围以±６％×ｚＸＬ￣ｅ为限。 １ 束△Ｌ一１４３．８ ｍｍ，２ 束ｚＸＬ＝１４６．６ ｍｍ。 ２．４伸长值的测量和修正 ２．４．１ 实测伸长值的测量 （２）若实测值偏差较大应暂停张拉并查明原因进行分析 解决。 在施工中，为方便测量，通常采用测量千斤顶油 ３预应力的施加及测控 （１）采用砂轮切割机或气割机对钢铰线下料，下 料长度需满足规范及张拉设备要求。 缸行程的办法来推测△Ｌ值以进行伸长量的校核与 控制。 ＺＸ／．一Ｌ１００％ａｇ—Ｌｌ０％＋Ａ／．１０％ （５） 其中，Ｌ１０％为张拉力１０％啦时油缸行程；Ｌ１００％为 张拉力１００％％时的油缸行程；ｚＸＬ１０％为张拉力从 ０到初应力即控制张拉应力的１０％时钢铰线计算伸 （２）采用人工或机械的方法将已工编号的钢不 穿人孔道；在钢束的两端安装工作锚、锚板、夹片的限 位板，并轻轻敲紧夹片。此时应注意钢铰线的排列顺 序，尽量与之平行，不要交叉，同时锚板要有定位措 长量，＆Ｌ１０％一１０％×虢／Ｅｇ×Ｌ，通过计算１ 束和 施，以保证与孔道同轴度。 《工程与建设》２０１１年第２５卷第４期 ５５１ （３）安装千斤顶，同时用挡板推紧工具锚夹片。 （４）在千斤顶的后部安装工具锚，注意锥孔内不 得有污物，为卸锚方便，锚孔中和夹片的圆锥面应均 匀涂抹润滑物质。 ５结束语 （１）由于计算合理，制定的方案结合工程实际， 本工程的所有１８４片梁板均保质保量完成，张拉过程 中没有出现一起断丝、滑移、指标超限等质量事故，全 部一次张拉成功。 （２）随着预应力结构的不断发展，结构形式必将 越来越多，越来越复杂，施工管理中只要认真分析结 构特点和关键控制点，一定能更好的完成施工任务。 （３）预应力混凝土梁是一种简支梁板结构，具有 （５）采用两端对称张拉；为了使测量的伸长量更 接近实际，采用如下张拉工艺：０－－￣１０％％一２０％％ 一ｌ００％ 施。 （６）按上述计算的成果，向千斤顶张拉缸供油， 进行张拉，同时测量伸长值：分别测张拉应力为１０％ 、２０％％、１００％虢的伸长量ＬＩＯ％、Ｌ２０％、 Ｌ１００％，按（５）式计算实测伸长量，并与实测容许总 伸长范围比较，若超过该值则应分析原因，采取措施。 当各项指标符合要求后，打开截止阀，主张拉缸回油 锚固，向千斤顶回油缸供油，活塞回程。 吊装重量轻、施工简单及投人设备少等特点，对软基 中沉降量较大的桥梁较为合适，有着较为广 阔的发展 前景 引。 ［参考文献］ ［１］杨文渊，徐社，１９９９． （７）张拉完成后，拆除千斤顶及多余钢铰线，然 后压浆、封锚。 彝．桥梁施工工程帅手册ＩＮ］．北京：人民交通出版 ４施工时注意事项 （１）钢束在锚固时回缩值较大在设计时需作 号虑。 ［２］ＪＴＪ ０４１ ２０００，公路桥涵施ｊ二技术规范ＩＳ］． ［３］交通部公路科学研究所．公路工程质量检验评定标准（第ｌ册） ［Ｍ］．北京：人民交通出版社．２００４． ［４］交通部公路规划设计院．公路桥梁预应力钢绞线用锚具、连接器 试验方法及检验规则［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９９７． Ｅｓ］路桥集团公路一局．公路与桥涵Ｊ：程常用施工技术问答ＬＭｊ．北 京：人民交通出版社，２００４． （２）混凝土强度大于设计强度７５％方可张拉。 （３）在切割张拉后多余的钢铰线，一般用砂轮切 割机，若采用气；￣＇ＪＪ０Ｌ时必须用挡板将锚具隔开，避免 锚具受热变形。严禁有电弧切割。 ［６］刘占士，张俊义，陈亚军．桥梁施工百问［ＭＪ．北京：人民交通出 版社，２００３． ［７］侯曙明，邓志深，袁志宇．预应力混凝土梁张拉伸长量的汁算方 法及其施工控制ⅢＪ］．水运工程，２ＯＯｌ（２）：６６一 ６７， （４）构件端部锚座布置应符合规范要求，限位板 上 同的规格钢绞线作明确标识，不可用错。 （５）梁板张拉时两端操作人员不能正对钢绞线。 （上接第５３２页） ［８］杨宗放．我国预应力技术的现状与展望［Ｊ］．建筑技术，Ｉ ９９８，２９ （１２）：８１６． ［３］蓝宗建，孟少平．混凝土结构设计原理［Ｍ］．南京：东南大学出版 社，２００４． 各墩顶导向槽和转向横肋处钢绞线是否有挤破的现 象，如有该现象，应进行防护处理。 ［４］ 周志祥．高等钢筋混凝土结构［Ｍ］．北京：人民交通出版 社，２００２． （５）压浆密实程度将直接影响粘结效果，所以在 压浆中应严格控制水灰比，并保持压力均匀。 Ｉ ［５］刘宗志，吴玲．预应力混凝土梁施工［Ｊ］．上程与建没，２Ｏ０９，２３ （２）：２４９—２５０． ５结束语 工程实践表明，用体外预应力加固ＩＥｔ桥和建设新 桥是非常有效的措施，具有加固、卸载及减小结构内 力的作用，值得更广泛地推广应用。 （参考文献］ ¨１ Ｊ刘ＩＩｉｆｉ，，Ｌ，李放．简明预应力混凝土桥梁施工手册［Ｍ］．北京：人 民交通出版社，２００６． ［６］过镇海，时旭东．钢筋混凝土原理和分析［Ｍ］．北京：清华大学出 版社，２００３． ［７］ 曾玉珍．国际高性能混凝土技术发展水平展 ＬＪ］． 外公路， ｌ９９９（１）：４７—５１． ［８］潘樾，吴敏．高性能混凝土在公路桥梁上的脯用ｌＪ Ｊ．尔』匕公 路，１９９７，２０（３）：６５ ６７． ［９］ 肖永．预应力施工的“双控”技术及其应用［Ｊ ．』 建设． ２Ｏ１Ｏ，２４（４）：５４８—５５０． ［１Ｏ］朱新实，刘效尧．预应力技术及材料没备（第２版）ＩＮ Ｊ．北京： 人民交通出版社，２００５． 叶见曙．结恂设沾原 ［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００２． ５５２ 《工程与建设》２０ｎ年第２５卷第４期