智能张拉在桥梁后张施工中问题的探讨

黄勇

浙江公路水运工程监理有限公司 310004

桥梁后张法预应力施工的操作方式包括人工控制张拉和智能系统控制张拉两种；伸长量测量包括测量千斤顶外设的标尺与梁端之间的距离和测量千斤顶活塞伸长值两种方法。目前，人工控制张拉的预应力筋伸长量既有采用测量标尺距离的方式，又有测量千斤顶活塞伸长值的方式，而智能系统控制张拉的预应力筋伸长量均采用测量千斤顶活塞伸长值的方式。以下根据后张预应力施工操作方法对预应力筋伸长量及回缩量量测方法予以说明。

一、预应力筋伸长量

（一）人工控制张拉的预应力筋伸长量测量及计算。

1、人工控制张拉的预应力筋伸长量测量可采用标尺测量法、千斤顶安装就位并经严格调轴对中后，选一根纲绞线，在工具夹片外约1cm的位置安装带测量标尺的专用夹具。夹具如图一所示，可采用略大于钢绞线的短钢管制作，钢管上设旋紧装置和长条形钢板标尺，标尺与钢管垂直焊接牢靠。

2、当张拉至初应力б0时，用钢板尺测量标尺距梁板端面的距离L0（测线应紧挨千斤顶并与千斤顶轴线平行）。梁板端面的测量位置应作记号，后续伸长量测量均应对应此点。

3、继续张拉至相邻级应力б1（б0=2б0），测量标尺距梁端测量点的距离为L1。

4、当张拉至控制应力бK，须按规定持荷5min，在持荷即将终止时，测量标尺距梁端测量点距离为LK。

5、预应力筋一端的张拉伸长量L2由б0～бK行程的伸长量和0～бK行程的伸长量（相邻级б0～б1推算）两部分组成。

LZ=（LK-L0）+（L1-L0）-LQ

L0——张拉至初应力б0的预应力筋伸长量

L1——张拉至相邻级应力б1（б0=2б0）的预应力筋伸长量

LK——张拉至控制应力бK的预应力筋伸长量

LQ——张拉工作段长度内预应力筋的理论伸长量

6、若预应力筋伸长量采用测量千斤顶活塞伸长值的方式时，应按智能系统控制张拉的预应力筋伸长量量测方式进行操作。

（二）智能系统控制张拉的预应力筋伸长量测量及计算

1、千斤顶安装就位后，选一根钢绞线，在工具夹片外约1cm的位置安装带测量标尺的专用夹具。

2、当张拉至初应力б0时，系统自动测量并记录预应力筋伸长量L0。在持荷期间，用钢板尺测量标尺距工具锚垫板端面的距离L0（见示意图）。锚垫板端面的测量位置应作记号，后续的内缩量测量远离应对应此点。

3、继续张拉至相邻级应力б1（б1=2б0），系统自动测量并记录预应力筋伸长量L1。在持荷期间，用钢板尺测量标尺距工具锚垫板端面的距离L1。

4、当张拉至控制应力бK并持荷5min后，系统自动测量并记录预应力筋伸长量LK。在持荷即将终止时，用钢板尺测量标尺距工具锚垫板端面的距离LK。

5、预应力筋伸长量计算应考虑张拉过程中工具锚的钢绞线内缩值。

（1）从初应力б0张拉至相邻级应力б1时工具锚的钢绞线内缩值NS1为：

NS1=（L0-L1）

（2）从初应力б0张拉至控制应力бK时工具锚的钢绞线内缩值NS2为：

NS2=（L0-LK）

（3）张拉过程中的工具锚的钢绞线名义内缩值NS为：NS=（NS1+ NS2）

式中：L0——张拉至初应力б0时的钢绞线内缩测量初始值

L1——张拉至相令级应力б1（б1=2б0）时的钢绞线内缩测量值

LK——张拉至控制应力бK时的钢绞线内缩测量值

6预应力筋一端的张拉伸长量LZ由б0～бK行程的伸长量（需扣除内缩值）和0-б0行程的伸长量（相邻级б0～б1推算。并扣除内缩值）两部分组成。

LZ=[（LK-L0）-（L0-LK）]+[（L1-L0）-（L0-L1）]-LQ

=（LK-L0）+（L1-L0）+（NS2+ NS1）-LQ

=（LK+L1-2L0）-NS-LQ

7、当使用同一类工具锚时，可将前3片预制梁板的各孔预应力筋或现浇梁的前5孔预应力筋名义内缩值的平均值NS作为后续预应力张拉施工计算的固定数值，在计算程序中予以设定，可不再逐束进行现场实测，但应定期复核。预应力筋一端的張拉伸长量LZ为：

LZ=（LK+L1-2L0）-NS-LQ

（三）伸长量偏差计算。

1、复核理伦伸长量LL，核对张拉工作段长度内钢绞线的伸长量LQ，若在千斤顶与限位板间加垫锚垫板，则工作段长度应计入加垫的锚垫板厚度。

2、伸长量偏差=（LZ-LL）/ LL。伸长量偏差应在±6%之内，否则应暂停施工，查找原因。

二、预应力筋回缩量（含锚具变形）测量及计算

（一）人工控制张拉的预应力筋回缩量测量。

当张拉至бK、5min持荷及伸长量测量完成后，回油至初应力、测量标尺距梁端测量点的距离LN。

（二）智能系统张拉的预应力筋回缩量测量。

施工前设定智能系统的张拉程序，在千斤顶张拉至бK、5min持荷及伸长量自动测量完成后，增加一个步骤，即回油至初应力时持荷，由系统自动测量锚固后的剩余伸长量LN，然后按原步骤完成张拉工作。

（三）预应力筋回缩量计算。

预应力筋回缩量SH为：

SH=（LK-LN）-（1-б0/бK）LQ

式中：（1-б0/бK）LQ——指б0～бK行程的千斤顶工作段长度的钢绞线伸长量

预应力筋回缩量SH应不大于6mm，否则应暂停施工，查找原因。

三、其它事顶

1、预应力筋伸长量测量试、理论伸长量、千斤顶工作段长度的伸长量计算值（一端）、伸长量偏差计算公式、预应力筋回缩量计算公式等信息应填写在张拉记录表中，以利于复核计算。采用智能张拉系统施工（或人工测量活塞伸长值）时，张拉记录中还应注明张拉时工具锚锚固过程中钢绞线的内缩值NS。

2、对于多行程张拉，倒顶时的中间行程的数据需完整检测、记录并计算。

3、张拉施工初期，应比较各孔预应力筋在初应力至相邻级应力区间的伸长量数值，当变异性较大时，可适当提高初应力值。

4、张拉施工方案应包括各阶段工作内容，计算书中的张拉计算步骤应清晰、完整。

5、采用智能系统张拉前应检查活塞上的位移传感器是否牢固，张拉过程应定期校核位移传感器与实测值之间的偏差。偏差量不合格时，应修理或更换位移传感器。

6、关于张拉设备中锚具及限位板之间的配套问题应引起相关施工人员的重视。按照规定限位板和锚具必须配套使用，因为夹片在张拉前后外露量与限位板的限位槽深度有严格要求，如果该槽深度大于夹片外露量过多，将使得夹片过早合扰，造成张拉应力损失过大，以致张拉伸长量与理论伸长量偏差过大。反之，如果该槽深度大于夹片外露量，则会使得夹片无预紧力，不利于夹片与钢铰线同步缩，可能增大钢绞线回缩量。

（四）、针对本项目智能张拉设备在应用中存在的一些问题探讨

本项目采用的是广西柳州黔桥工程材料有限公司生产的YCW2508B型号张拉设备，经过分析其计算过程与计算结果后得出结论，该仪器计算的最终钢绞线伸长量，已经扣除了本文中提到的所有内缩量（梁体内钢绞线及千斤顶内钢绞线内缩量）。但是经过本文前面分析及“公路桥涵施工规范”规定，梁体内钢绞线内缩量是不能减去。

经与厂家沟通得知他们技术人员在设计软件时并未按照公路行业标准进行设计，而且在计算理论伸长量时也只是采用简化公式计算，所以计算结果与使用“桥规”计算结果存在差别。

鉴于以上情况，本项目在实施过程中只是利用了该设备测量的各项实测数据，最终伸长量是通过自编计算机程序进行重新计算。经过150片梁板试验后，证明采用该方法得到的结果与理论计算值比较，偏差在±6%以内。符合规范要求。

参考文献：

（1）《公路桥涵施工技术规范—JTG/TF50-2011》；

（2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》；