浅谈先张法预应力梁板施工

2011-09-06杜鹃

黑龙江交通科技 2011年6期

关键词：梁板预应力

杜鹃

(秦皇岛路桥建设开发有限公司)

浅谈先张法预应力梁板施工

杜鹃

(秦皇岛路桥建设开发有限公司)

摘要:先张法预应力梁板因其节省材料，自重轻，减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力，结构简单，安全可靠，便于安装等优点，在国内桥梁建设中被广泛应用。对先张法预应力梁板的施工从准备、张拉、放张等方面结合实际施工，进行了简述。

关键词:先张法;预应力;梁板

1 预应力简介

20世纪80年代以来，预应力混凝土梁板因其节省材料，自重轻，减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力，结构简单，安全可靠，便于安装等优点，在国内桥梁建设中得到广泛应用。所谓的预应力混凝土结构，就是事先人为的在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，而且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适的程度。给预应力混凝土结构施加预应力的过程可分为先张和后张，先张［Pretensioning method］指的是先在台座上张拉预应力筋，然后再浇筑混凝土以形成预应力混凝土构件的施工方法。

2 先张法的施工步骤

先张法的施工步骤为:在浇混凝土前在临时锚固的台座或钢模上张拉预应力筋，然后浇筑混凝土，待混凝土达到图纸规定强度值时(如设计无规定时须达到混凝土设计强度标准值的80%)，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结时放松预应力筋。先张法一般仅适用于生产中小型构件，在固定的预制场生产，一般采用长线台座法，台座长度在50～100 m之间。

先张法施工所涉及的重要部件及其工艺。

先张法所涉及的有台座、张拉机具及张拉工艺，下面将分别叙述。

2.1 台座

台座在先张法预应力混凝土构件生产中是主要的承力构件，它必须有足够的承载能力、刚度和稳定性，台座的稳定性包括抗倾覆和抗滑移。其中抗倾覆安全系数应不小于1.5，抗滑移系数应不小于1.3。

2.2 张拉机具

张拉机具和锚夹具应配套使用并且应在进场时进行检查和校核，对长期不使用的张拉机具应在使用前进行全面校核。

张拉机具里千斤顶和液压表要配套校验，以确定张拉力与压力表之间的关系曲线图，得到相关方程，根据油压表读数来确定千斤顶的载荷。使用期间的校验期限应视机具设备的情况确定，当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修后应重新校验。锚具夹具连接器应具备可靠的锚固性能，有足够的承载力和良好的适用性能保证充分发挥预应力筋的强度，安全地实现预应力张拉作业。锚具应满足分级张拉补张拉以及放松预应力的要求。夹具连接器应具有良好的自锚性能，松锚性能和重复使用性能。

2.3 预应力筋

除对进场的预应力筋的质量保证书、包装、标志和规格等检查外还应对其表面质量直径偏差和力学性能进行试验。预应力筋必须保证清洁在存放和搬运过程中应避免机械损伤和有害的锈蚀。存放时不得直接堆放在地面上必须采取垫枕木并且用毡布覆盖。

2.4 预应力筋的张拉要求及重要指标

预应力筋的张拉:对于预应力筋施加预应力之前必须完成或检验以下工作。

(1)施工现场应具备经批准的张拉程序和现场施工说明书。

(2)现场必须有具备预应力施工知识和正确熟练操作的施工人员。

(3)预应力筋、锚夹具安装正确，千斤顶的作用线与预应力筋的中轴线重合一致。

(4)施工现场具备确保全体操作人员和设备安全的必要保护措施。

预应力筋的张拉应符合设计要求，设计无规定时，其张拉程序可按表1规定进行。

表1 张拉程序

(5)张拉钢筋时为保证施工安全，应在超张拉放张至0.9σcon时安装模板、普通钢筋及预埋件等。张拉时预应力筋的断丝数量不得超过以下规定:钢丝、钢绞线同一构件内断丝数量不的超过钢丝总数的1%;钢筋不得出现断筋现象。采取适合的张拉方法，张拉顺序和张拉程序进行，并应有可靠的保证质量措施和安全技术措施。

预应力筋的张拉可采用单根张拉或群体张拉，适况而定。在确定预应力筋张拉顺序时，应考虑尽可能减少台座的倾覆力矩和偏心力，先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋。在施工中为了提高构件的抗裂性能或为了部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力筋与张拉台座之间温度因素产生的预应力损失，张拉力可按设计值提高5%。

预应力筋张拉锚固后，预应力筋的位置与设计位置的偏差不得大于5 mm。

冬季张拉预应力筋时，温度不宜低于-15℃，且应考虑预应力筋脆断的危险。

预应力筋采用应力控制方法张拉时，应以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值之间的差值应符合设计要求，设计无规定时，其差值应控制在6%以内，否则暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。

3 预应力筋的放张

预应力放张过程是预应力的传递过程，是先张法构件能否获得良好质量的一个重要环节，应根据放张要求确定合宜的放张顺序、放张方法及相应的技术规范。

(1)放张要求

放张预应力筋时，混凝土强度必须符合设计要求，当设计无规定时，不得低于混凝土强度标准值的80%。放张过早由于混凝土强度不足，会产生较大的混凝土弹性回缩而引起较大的预应力损失或钢丝滑动放张中，应使预应力构件自由压缩避免过大的冲击力与偏心。

(2)放张顺序

预应力筋的放张顺序，应符合设计要求，当设计无要求时:

对承受轴心压力构件(如压杆、桩等)，所有预应力筋应同时放张;对承受偏心预应力构件、应先同时放张预应力较小区域的预应力筋再同时放张预应力较大区域的预应力筋。

当不能按上述两种规定放张时，应分阶段、对称、相互交错的放张。防止在放张过程中构件产生弯曲、裂纹及预应力筋断裂现象。

放张后预应力筋的切断顺序宜由放张端开始，逐次切向另一端钢筋放张后可用乙炔-氧气切割，但应采用对措施防止烧坏钢筋端部，钢丝放张后，可用切割、锯断或剪断的方法切断;钢绞线放张后可用砂轮锯切断。

(3)放张方法

①多根整批预应力筋的放张可采用砂箱法或千斤顶法。用砂箱放张时放砂速度应均匀一致，用千斤顶放张时，放张应分次完成。

②单根钢筋采用拧松螺母的方法放张时，宜先量测后中间，并不得一次将一根筋松完。

③采用钢丝为预应力筋且钢丝数量不多时，可采用剪切、锯割或氧气-乙炔焰熔断的方法放张，并且应从靠近生产线中间处切断，这样回弹力小;若钢丝数量多，应所有钢丝同时放张，不允许采用逐根放张法，否则最后的几根钢丝将承受过大应力而突然断裂，使构件端部开裂。采用湿热养护的预应力混凝土构件宜热态放张，不宜降温后放张。