箱梁預(yù)應(yīng)力張拉

本文格式為Word版，下載可任意編輯——箱梁預(yù)應(yīng)力張拉

預(yù)制箱梁智能張拉錨下預(yù)應(yīng)力施工操縱技術(shù)創(chuàng)新

預(yù)制箱梁智能張拉錨下預(yù)應(yīng)力施工操縱技術(shù)創(chuàng)新0引言預(yù)應(yīng)力張拉施工工序較多、技術(shù)難度較大，布局獲得的有效預(yù)應(yīng)力受材料、器具、設(shè)備以及張拉操作工藝等諸多因素影響，施工中需要有高效穩(wěn)當(dāng)?shù)娜^程操縱手段，以及嚴(yán)格模范的操作和跟蹤操縱［1］。因此，預(yù)應(yīng)力張拉的對稱、平勻和精準(zhǔn)到位對預(yù)應(yīng)力張拉測控技術(shù)提出了很高的要求。

有效預(yù)應(yīng)力的建立直接影響到橋梁的安好性、穩(wěn)當(dāng)性和長期使用壽命。更加是大跨徑預(yù)制箱梁，由于其跨徑大、張拉噸位大、預(yù)應(yīng)力體系和布局受力繁雜等特點(diǎn)，一旦發(fā)生預(yù)應(yīng)力失控的現(xiàn)象，將帶來災(zāi)難性的后果。

1工程概況重慶三環(huán)高速馬路（銅梁至合川段）K0+000~K29+339段制梁場主要生產(chǎn)預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土簡支小箱梁，設(shè)計(jì)梁長為20m和30m，底寬1m，頂寬24m，最大梁重96t。預(yù)應(yīng)力鋼束采用符合（GB/T5224—2022）標(biāo)準(zhǔn)的低松弛、高強(qiáng)度鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860MPa，公稱直徑Φs為15.2mm，彈性模量Ep=1.95×105MPa。單根預(yù)應(yīng)力鋼束錨下張拉操縱應(yīng)力0.75fpk=1395MPa。張拉工藝采用預(yù)應(yīng)力智能張拉設(shè)備，兩端對稱張拉，采取張拉力和延遲量雙控，以張拉力為主，延遲量和計(jì)算延遲量操縱在±6%。

2錨下預(yù)應(yīng)力張拉預(yù)應(yīng)力使得混凝土變成拉壓性能根本對稱的線彈性材料，沒有預(yù)存壓應(yīng)力的混凝土材料是抗壓不抗拉的脆性材料，只能用于受壓布局和小跨受彎布局；

然而一旦通過張拉預(yù)應(yīng)力筋給混凝土施加預(yù)壓應(yīng)力，得到的預(yù)應(yīng)力混凝土就可以根據(jù)需要獲得期望的抗拉性能，賦予布局設(shè)計(jì)和施工以極大的生動性［3］。

2.1錨下有效預(yù)應(yīng)力定義錨下有效預(yù)應(yīng)力定義如下：預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固后，實(shí)際張拉操縱應(yīng)力扣除錨固損失和彈性回縮等損失，預(yù)應(yīng)力筋錨下留存的應(yīng)力。

2.2預(yù)應(yīng)力損失因素預(yù)應(yīng)力是通過張拉預(yù)應(yīng)力筋得到的，只要能使預(yù)應(yīng)力筋回縮的因素，都將引起預(yù)應(yīng)力損失?，F(xiàn)場施工中，預(yù)應(yīng)力損失主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面［24］。

（1）摩擦損失σl1。在預(yù)應(yīng)力筋張拉過程中，后張法預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的摩擦。

（2）錨固損失σl2。錨具變形、鋼筋回縮及接縫壓縮引起預(yù)應(yīng)力筋的回縮、滑移。

（3）松弛損失σl3。長度不變的預(yù)應(yīng)力筋，在高應(yīng)力的長期作用下會產(chǎn)生松弛，引起預(yù)應(yīng)力損失。

以抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860MPa、公稱直徑Φs＝152mm、彈性模量Ep=1.95×105MPa的低松弛高強(qiáng)度鋼絞線為例，計(jì)算出的各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失及錨下有效預(yù)應(yīng)力的理論值如表1所示。

表1單束預(yù)應(yīng)力筋錨下有效預(yù)應(yīng)力理論值張拉操縱應(yīng)力σcon/MPa摩阻損失σl1/MPa錨固回縮損失σl2/MPa松弛損失σl3/MPa理論錨下有效預(yù)應(yīng)力(σ=σcon-σl1-σl2-σl3/MPa)139578.856.9641.641267.553錨下有效預(yù)應(yīng)力測試根本試驗(yàn)本次后張法PC箱梁的錨下有效預(yù)應(yīng)力測試，主要采用以下兩種方法。

（1）整體測試法。在工作錨與錨墊板之間加裝測力計(jì)，直接舉行整束預(yù)應(yīng)力筋的錨下有效預(yù)應(yīng)力檢測。該方法主要用于測試單孔鋼絞線的錨下有效預(yù)應(yīng)力值［56］。

（2）單束測試法。根據(jù)彈模效應(yīng)與最小應(yīng)力跟蹤原理,利用千斤頂反拉單根鋼絞線，從而帶動其與夾片沿軸線移動，當(dāng)移動距離達(dá)成05mm時(shí)，測出的錨下預(yù)應(yīng)力值即為該束鋼絞線的錨下有效預(yù)應(yīng)力值［7］。該方法主要用于測試單孔鋼絞線的同束不平勻度（同束不平勻度=（測試最大有效應(yīng)力－測試最小有效應(yīng)力）/測試最大有效應(yīng)力×100%）。

以上兩種方法原理穩(wěn)當(dāng)，精度較高、操作便當(dāng)，在全國各地的馬路工程中得到推廣應(yīng)用。

3.1試驗(yàn)工況本次錨下預(yù)應(yīng)力試驗(yàn)共對10片20m箱梁（圖1）和30m箱梁（圖2）的20個(gè)孔道舉行了測試。編號1~5號的箱梁長20m，測試其N2左和N2右孔道；

編號6~10號的箱梁長30m，測試其N1左和N1右孔道。試驗(yàn)條件如下。

（1）試驗(yàn)工況一。張拉編號為1、3、5、7、9號箱梁時(shí)，鋼絞線未梳編，單束張拉操縱應(yīng)力為195.3kN，張拉千斤頂直接作用于工作錨具。張拉施工時(shí)，僅在張拉分級為10%、20%時(shí)短暫停頓30s；

達(dá)成張拉操縱應(yīng)力時(shí)持荷5min。

圖120m預(yù)制箱梁預(yù)應(yīng)力孔道圖230m預(yù)制箱梁預(yù)應(yīng)力孔道（2）試驗(yàn)工況二。張拉4、6、8、10號箱梁時(shí)，鋼絞線梳編，單束張拉操縱應(yīng)力為195.3kN，張拉千斤頂直接作用于工作錨具。張拉施工開頭后，在張拉分級為10%、20%時(shí)停頓30s；

在張拉分級為50%、80%時(shí)停頓60s；

達(dá)成張拉操縱應(yīng)力時(shí)持荷7min。

張拉2號箱梁N2右孔道時(shí)，單束張拉操縱應(yīng)力為195.3kN，同時(shí)在張拉千斤頂與工作錨具間加4個(gè)錨具。張拉施工開頭后，在張拉分級為10%、20%時(shí)停頓30s；

在張拉分級為50%、80%時(shí)停頓60s；

達(dá)成張拉操縱應(yīng)力時(shí)持荷7min。

3.2數(shù)據(jù)分析根據(jù)試驗(yàn)工況一和試驗(yàn)工況二，錨下有效預(yù)應(yīng)力測試結(jié)果如表2、3所示。

分析表2、3數(shù)據(jù)可知：根據(jù)試驗(yàn)工況一，當(dāng)鋼絞線不梳編、僅在張拉分級為10%、20%時(shí)停頓30s，達(dá)成張拉操縱應(yīng)力時(shí)持荷5min，測試得到的預(yù)應(yīng)力筋錨下有效預(yù)應(yīng)力值普遍偏低，只能根本達(dá)成設(shè)計(jì)錨下有效預(yù)應(yīng)力的下限值，且同束不平勻度偏差較大（根