浅论预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁张拉

刘东升

摘要：预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁（以下简称后张梁）需满足使用环境要求的设计强度、刚度、抗裂性和耐久性，不仅后张梁预制过程中选用的原材料起到重要作用，混凝土配合比选择以及预应力张拉都是不可或缺的部分。

后张梁是预应力与混凝土相结合的结构，使其在正常使用的情况下不产生裂缝，增强后张梁结构在受力时抵抗弹性变形的能力以及抗裂性。

关键词：预制后张法;预应力混凝土;铁路桥简支T梁;张拉工艺

1 张拉分类

1.1 后张梁预制工艺流程

后张梁在整体绑扎台座上面进行梁体的钢筋绑扎、钢模安装、混凝土浇筑、拆模及洒水养护、初张拉，然后利用移装设备把梁体移到二次张拉区对梁体开展二次张拉，最后再对梁体进行割丝、压浆与封锚、防水层与保护层作业。

1.2 按照工艺流程先后顺序，后张梁张拉分类为初张拉与终张拉。

2 施工准备

2.1 后张梁拱度预设。为抵消预加应力引起的梁体上拱，按照后张梁终张拉完成后90天上二期恒载（二期恒载包括线路设备、道碴、人行道支架、步板、电缆槽、挡碴块、现浇桥面板及横隔板湿接缝的重量计）计算，制梁时须根据实际情况及铺碴时间在桥面板和梁底预设反拱。2.2 后张梁底模制作预留拱度。制作底模时，采用钢板制作底模，增加底模的可塑性，并应根据设计要求和实际张拉应力（终张拉控制应力，即为锚下控制应力）、后张梁混凝土弹性模量、及后张梁30天后的上拱度数据，预设后张梁反拱及预留压缩量。反拱曲线由跨中向两端按二次抛物线设置（计算公式y=ax2）。每片梁体终张拉完成30天后，进行梁长、梁跨和拱度测量，累计同跨度10片进行确认，通过数理统计分析梁长和反拱值的变化，进行反拱值相应的调整。底板要求顺直平整，钢底板全长范围内横向偏差不大于2mm。

2.3 千斤顶。

后张梁张拉用千斤顶选用需要考虑四点：千斤顶额定吨位、千斤顶张拉方式、千斤顶行程、千斤顶效验;

2.3.1 选用的张拉千斤顶为穿心式千斤顶，便于后张梁用预应力钢绞线穿插以及张拉。

2.3.2 张拉千斤顶额定吨位应为张拉力的1.2～2倍之间，相同跨度的后张梁有直线和曲线之分，直线与曲线的后张梁张拉力值不同，应综合考虑满足两种型号的后张梁用千斤顶的吨位。

2.3.3 张拉千斤顶要定期校正，其校正期限不得超过一个月且不超过200次张拉作业，校正系数不大于1.05。到期后，必须重新校正，并做好更换使用记录。2.4  张拉油表

当采用0.4级压力表（表盘刻读数0～60MPa，表盘直径150mm，防振型）时，最小分度值不应大于0.5MPa，表盘量程应在工作最大油压的1.25～2.0倍之间，合格后有效期不超过1个月，但必须每周校准。

2.5 高压油泵。张拉油泵及油压表与张拉千斤顶配套使用，选用的油泵额定油压数是使用油压数的1.4倍，采用顶内冲油，油箱容量为千斤顶总油量的1.5倍的油泵。

2.6 预应力管道摩阻系数。后张梁孔道成孔方式为抽拉橡胶管（棒）成孔，成孔后孔壁为混凝土麻面，增大了预应力钢绞线张拉时的阻力，则试生产时需进行两件以上后张梁纵向钢束进行管道摩阻损失测试，锚口及喇叭口摩阻按钢束种类进行预应力瞬时损失测试。

主要检测孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数K值与钢绞线与孔道壁的摩擦系数μ值。

2.7 钢绞线穿束准备。根据不同跨度的后张梁长度进行钢绞线下料，并且每束钢绞线中需编辑序号，每隔1米距离采用钢丝绑线进行捆绑，避免穿束时钢绞线扭曲，利于张拉时安装工作锚具。

3 预应力钢绞线张拉

后张梁两端同步张拉，则两端操作相同。

3.1 初张拉。后张梁拆模作业完成之后（拆模时后张梁混凝土强度若设计有要求，按设计要求，若无设计要求按照后张梁设计强度的60%计），继续养护（可采用蒸汽养护，亦可采用自然养护，由工期与作业环境温度决定）到初张拉混凝土达到的强度（不低于设计强度加3.5Mpa）以上，进行后张梁的初张作业，初张拉完成后可进行后张梁吊装移动作业，将后张梁吊移底模，放置到存放区。

初张拉操作步骤：①安装张拉用千斤顶与配件，先安装工作锚具，依次为工作夹片、限位板、千斤顶、工具锚具、工具夹片。②依据检验所得的回归方程计算的张拉力值与油表读数的换算，换算出初始张拉力值与张拉时控制力值的油表读数，按照相应的油表读数进行张拉。③后张梁两端同步张拉，初始张拉与张拉完成后，分别测量千斤顶的油缸的伸长量，做好记录，便于计算钢绞线伸长量。④张拉时控制应力保压结束后，后张梁两端同步退锚，单束张拉完成。

注意事项：①工作锚具的安装，需与锚垫板、钢绞线束相匹配;②工作锚具与工具锚具安装时不能混淆安装位置，工作锚具材质为铸铁，工具锚具材质为锰钢，其材质刚度不一样，其使用位置则不同。③工作夹片与工具夹片安装时不能混淆安装位置，其与工作锚具和工具锚具配套使用，工作夹片与工作锚具为一次性永久材料，工具夹片可反复使用约200次。④限位板的选用，应根据钢绞线直径确定，不同直径的钢绞线，张拉时限位板的选用不同，后张梁用钢绞线直径为1×7-15.2mm（偏差为-0.15mm～+0.4mm），限位板制作厂家根据钢绞线直径范围确定限位板槽深尺寸。⑤后张梁两端安装工作锚具要按照相同钢绞线的编号对位安装。⑥张拉时的孔道钢绞线束的张拉顺序。⑦计算张拉力值时要分清锚外张拉力值与锚下张拉力值的区别。⑧后张梁两端需同步张拉，不同步率不大于5%。⑨后张梁预施预应力值以油表张拉力读数为主，以钢绞线伸长值作校核。其偏差范围为按钢绞线进场检验的弹性模量、实测管道摩阻计算的伸长值与实测伸长值相差不大于±6%。

3.2 終张拉

后张梁终张拉应在混凝土强度达到设计值加3.5Mpa以上、混凝土弹性模量达到设计值、以及混凝土龄期不少于14天时进行，除以上三点外，终张拉与初张拉不同点为张拉时的钢绞线束的顺序不同，以及已张拉过的钢绞线束初始控制应力不同，还有张拉时的控制应力不同，其他的操作程序与初张拉同，注意事项也相同。

综上所述，阐明后张梁的张拉前与张拉时准备工作、操作程序、以及注意项点，增强后张梁张拉工艺的质量管控，为后张梁预制保驾护航。

参考文献：

[1] 《客货共线铁路预制后张法预应力混凝土简支梁》 TB/T 3043-2018 .

[2]《时速160公里客货共线铁路预制后张法简支T梁（钢横梁人行道方案）》跨度：32m（直、曲线） 图号：通桥（2017）2101-I .

[3] 《预应力混凝土用钢绞线》 GB/T5224-2014.

[4]《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》 JGJ85-2010.

（作者单位：齐齐哈尔富铁轨枕有限公司）