“双控”法张拉在悬臂连续梁施工中的应用

汤怀凯

预应力筋张拉中的“双控”技术是指预应力筋张拉以张拉控制应力为主，并以钢绞线伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求。实施“双控”技术的目的是切实加强预应力筋张拉作业中的技术安全保证措施，使其科学化、标准化和程序化，提高预加应力的准确性、可靠性和可操作性，保证预应力混凝土桥梁的施工质量。本文结合工程实例介绍悬臂连续梁预应力筋张拉中的应力控制和伸长值控制技术，并给出理论伸长值的准确、实用计算方法。

1 预应力筋张拉应力控制

1.1 锚下控制应力σk和设计张拉力Pk

《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》要求，构件预加应力时，预应力筋在构件端部(锚下)的控制应力σk≤0.75fpk。其中，fpk为钢绞线抗拉强度标准。预应力筋的设计张拉力按下式计算:Pk=σk×n×Ay。其中，n为预应力筋的股数或根数;Ay为单股或单根预应力筋面积，mm2。

1.2 张拉程序和张拉顺序

对于后张法预应力筋张拉(以钢绞线为例)，当采用低松弛预应力筋张拉时，其张拉程序为:0→0.1σk(做测量标记)→0.2σk(量测伸长量)→0.2σk(量测伸长量并持荷 2 min)→回油(测锚固回缩量)→卸顶。

1.3 张拉应力控制

预应力张拉应严格按照张拉程序和张拉顺序从两端同时进行，其张拉应力控制依据表1进行。

表1 预应力筋张拉应力控制

2 预应力筋伸长值控制

2.1 理论伸长值计算

预应力筋的理论伸长值可按下式计算:

2.2 实测伸长值

其中，ΔL1为从零至初张拉时的推算伸长值;ΔL2为从初张拉至控制应力时的实测伸长值。

2.3 伸长值校核与判断

采用应力控制方法张拉预应力筋时，应以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求 W。若设计无明确规定，则实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在6%以内，即:

或(1-6%)ΔL理≤ΔL实≤(1+6%)ΔL理。

如果校核不满足上式，应暂停张拉，待查明原因采取措施后，方可继续张拉。若符合上述校核要求，则表明采用应力控制方法张拉预应力筋时，应力控制是准确可靠的。

3 工程实例

3.1 钢束张拉应力控制

1)锚下控制应力 Rk和设计张拉力Pk。钢束采用1×7-15.2-1 860-GB/15224-2003预应力钢绞线，0号块分7股一束和16股一束两种，每股钢绞线截面面积 Ay=140 mm2，标准强度 fpy=1 860 MPa，弹性模量 Ep=195GPa。经抽样送验，各项技术指标均符合GB 5224-85的规定。0号块 T1钢束锚下控制应力采用 σk=1 302 MPa≤0.75fpy=1 395 MPa，符合《桥规》的规定。钢束设计张拉力Pk计算见表2。

表2 钢束设计张拉力 Pk计算表

2)张拉程序和张拉顺序。按照《桥规》规定的张拉程序为:0→0.1σk(做测量标记)→0.2σk(量测伸长量)→σk(量测伸长量并持荷2 min)→回油(测锚固回缩量)→卸顶。钢束张拉顺序严格按照设计要求的先后顺序进行。

表3 张拉机具配套校验情况

3)张拉机具的校验。纵向预应力张拉采用两端同时对称张拉。千斤顶和压力表配套，张拉之前进行校验，并确定了张拉力与压力表读数之间的关系曲线见表3。

4)张拉应力控制。钢束张拉应严格按照张拉程序和张拉顺序从两端同时进行。

3.2 钢束伸长值控制

以652号墩0号块腹板束张拉为例，其理论伸长值计算结果和实测伸长值分别见表4和表5。

表4 钢束张拉理论伸长值计算结果

表5 主梁钢束实测伸长值结果

由于本桥规定，采用实际伸长值与理论伸长值差控制在6%以内的标准校核。通过0号块8组钢束应力控制张拉时的伸长值与理论伸长值比较，全部在允许范围以内。故评判:0号块建立的预应力是准确可靠的，均符合设计要求。

4 结语

1)确定锚下控制应力。设计有明确规定，它是确定设计张拉力的依据;按张拉程序张拉，根据预应力筋的类型，按照《桥规》规定，一般采取两端同时对称张拉;减小预应力损失，提高预应力筋的有效预应力;2)校验张拉机具。它是决定预应力筋在张拉过程中应力控制准确性和可靠性的重要保证措施，是“双控”技术——应力控制的核心环节;3)计算预应力筋理论伸长值。它是校核实测伸长值是否在允许范围的依据，也是“双控”技术——伸长值控制的关键内容。

工程实践表明，采用笔者提出的方法控制预应力筋的应力和伸长值理想，主梁变形良好。

[1] TB 10002.1～TB10002.5-2005，铁路桥涵设计规范[S].

[2] TB 10002.3-2005，铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范[S].

[3] 铁建设[2005]160号，铁路混凝土工程施工质量验收暂行标准[S].

[4] TZ 210-71，铁路混凝土工程施工技术指南[S].