２０１３年第２期 黑龙江交通科技 Ｎｏ．２，２０１３ （总第２２８期） ＨＥ ＬＬＯＮＧＪＩＡＮＧ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＫＥＪＩ （Ｓｕｍ Ｎｏ．２２８） 先张法预应力梁的施工 修德保 （河北省承德路桥建设总公司） 摘要：先张法预应力梁施工是采用特制的张拉设备将预应力筋张拉至控制应力，将其锚固，浇筑混凝土，待 混凝土达到设计强度时进行松张，靠预应力筋的回缩使混凝土产生预压应力来满足设计要求的一种施工方 法。现在就以承德路桥总公司承建的京承高速附道Ｂ合同段的桥梁工程１６ ｍ梁板的施工为例来介绍先张 法预应力梁的施工过程。这种施工方法在承德还是首次使用，主要包括先张法预应力梁张拉台的制作、张 拉、放张及有关注意事项。 关键词：先张法；预应力梁；施工 中图分类号：Ｕ４４５ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１３）０２—００８１—０２ １先张法张拉台座的设计 Ｒ ＝３４０ ＭＰａ １．１总体布置 ⑤承载力 张拉台由端横梁、顶梁及横系梁等组成。总体布置要考 虑要预制先张梁的数量、工期、起吊、运输及存放等因素。在 ＝０．９５× （ ）＋（ ）＝ ５×ｏ．９２ 承德路桥承建的桥梁工程中有１６ ｍ先张梁板３６２片，由于 施工时间短，又恰逢冬季，为了能在计划工期内完成任务，张 ｆ＼ １ ＋３．２５ 。 —４０ １ｘ—２５ １２．５７１：２８厂 ３３４ ｋＮ ．拉台长按４片１６ ｎｌ梁板串联布置，总长为５７ ｍ，宽按３个张 Ⅳ （２８ ３３４ ｋＮ）＞＞Ｎ（２ １３４ ｋＮ） 拉道并列布置，总宽为６．５ ｎｌ。两侧设跨径为１２ ｍ的龙门 故该张拉台能够满足使用要求。 吊轨道，以方便梁的起吊及运输。 １．２张拉台顶梁强度计算 １．３张拉台施工的注意事项 （１）钢绞线合力中心必须与顶梁轴线在同一高度。 （１）端梁及顶梁均为钢筋混凝土结构，顶梁截面为 ５０ ｃｍ ｘ５０ ｃｍ，端横梁截面积为６０ ａｍ ｘ １５０ ｃｍ。 （２）张拉台各部尺寸要准确，保证钢绞线位置准确。 （３）在张拉端及被动端各设一个钢横梁，且在张拉端设 顶梁惯性矩 ｎ４ 滑道，以备张拉时使用。 ．『 ＝ ＝５２０ ８３３ ｃｍ４ （４）为防止在张拉过程中出现滑丝、断丝等现象危害施 工人员人身安全，在两端横梁设置Ｉ．５ ｍ高安全网。 端梁惯性矩 ２伸长量的计算 ｄｒ：鱼Ｑ ：３３ ７５０ ０００ ａｍ４先张法预应力梁预应力筋是成直线布设，所以计算预应 ｄ 。 ６。 力筋伸长量△Ｌ时，不需考虑磨阻损失的影响，可按下列公 故 ＞＞Ｊｏ 式计算 由此可见，端横梁不但可保证顶梁之轴心受压，并且尚 可将千斤顶或钢绞线之压力向旁侧顶梁分配。 （２）顶梁强度复核 茬 式中： 为预应力筋张拉端的拉力，Ｎ；Ａ 为预应力筋截面面 为简化计算，端梁按筒支计算分配于顶梁上的荷载，而 将实际上由端梁向远侧顶梁分配的荷载作为安全储备。 积，ｍｍ ；Ｅｈ为预应力的弹性模量，Ｎ／ｍｍ ；Ｌ为预应力筋的 ①荷载 长度，ｍｍ。 预应力筋采用直径为‘Ｐ ；、强度等级为１ ８６０的钢绞 计算预应力筋伸长量△Ｌ时，各项取值一定要严格按规 线，单根张拉力 ＝１３７．７ ｋＮ，每片中梁１５条钢绞线，每片 范要求进行实验测定。 边梁１６条钢绞线，其不利组合为，顶梁一侧为边梁另一侧为 ３主要设备及工具 中梁同时张拉，此时顶梁分配之轴向力为 ３．１千斤顶、油泵 千斤顶及油泵的选用要根据预应力筋的设计张拉力及 Ｎ－ ＋ ：２ １３４ ｋＮ 理论伸长值来确定。承德路桥选用的是型号为ＹＤＣ３００行 Ｚ ②纵向弯曲系数 程为１５ ａｍ的千斤顶一台，作为初应力张拉时使用，选用型 顶梁间每１０ ｍ设半刚性横系梁一道，横系梁截面积为 号为ＹＤＴ１５００—１０００，行程为１００ ａｍ的千斤顶两台，作为控 ５０ ａｍ ｘ ５０ ａｍ，顶梁计算长度按一端刚结一端铰结计算 制应力张拉时使用。 Ｌｏ＝Ｏ．７Ｌ＝７００ ｃｍ Ｌ／ｂ＝７００／５０＝１４ ３．２连接器、连接拉杆及锚固螺母 故 ＝０．９２ 为防止钢绞线的浪费，张拉台两端用连接器、 ２５精轧 ③结构截面积 螺纹钢拉杆代替钢绞线与钢横梁连接，用螺母进行锚固。 顶梁配有４根啦Ｏ纵筋 ３．３模板 钢筋截面积 先张梁的预制模板采用的是钢模板，这样不但可以保证 ，’、２ 预制梁板的各部尺寸精度，而且可以重复使用，降低生产成 ． ＝４ Ｘｌ—｝ｌⅡ＝１２．５７ ｃｍ 本。 顶梁截面积 ３．４龙门吊及平车 ＝５０ Ｘ５０＝２ ５００ ｃｍ 先张梁板松张后，采用龙门吊起模，起模后用平车将梁 ④结构强度 运到存梁场进行存放，存放时要注意存放方法，以免预应力 混凝土强度设计为ｃ ，Ｒ＝１４．５ ＭＰａ，钢筋为ＩＩ级 梁损坏。 收稿日期：２０１２—０９—０６ ・８１・ 总第２２８期 ４先张预应力梁的张拉 黑龙江交通科技 第２期 当台座强度达到１００％，张拉设备经过标定并符合使用 要求时，即可进行张拉。 （１）将中２５精轧螺纹钢拉杆穿在定位板上，再用连接器 将钢绞线与螺纹钢拉杆连接，将被动端的拉杆以螺母固定在 被动端横梁上，用ＹＤＣ３００型千斤顶逐根张拉至初应力，并 以螺母将拉杆卡在活动横梁上，以保证每根钢绞线受力均 ７混凝土外观 衡。 由于我们是冬季施工，诸多不利因素，在施工中，采用了 蒸气养生法，用泡沫制作的大棚进行保暖，用龙门吊支拆模 （２）做好油表读数及伸长量的记录并检查初应力后钢 绞线的左右位置及距底板的保护层厚度，如元异常情况即可 板、浇筑混凝土，减少混凝土外露时间，保证了混凝土的外观 正式张拉。 及内在质量，缩短了张拉台的使用周期。 （３）同时启动两台ＹＤＴ１５００—１０００型千斤顶，推动活动 ８几点体会 横梁前进。两台油泵给油的速度要同步，保证两侧的千斤顶 （１）张拉机具的质量要严格要求，如夹片等，如果质量 推进速度相同，以保证钢绞线的受力均衡。张拉至设计张拉 不好，在张拉过程中容易出现滑丝断丝现象，出现安全事故。 力的１０５％时，持荷５ ｍｉｎ，然后回缩到零，再张拉到设计张 （２）由于芯模采用的是气囊，在浇筑斜交梁时，梁端容 拉力用螺母将其锁定，张拉结束。具体步骤：０—— ．１鼠（初 易出现偏心现象，解决方法是浇筑前在梁的钝角侧用木头将 应力）—一１０５％ （持荷５ ｒａｉｎ）—一０—一 （进行锚固）。 气囊与模板间卡死，这样气囊的受力均衡，就不会出现偏心 考虑到冬季施工的特点，在张拉过程中对张拉力及伸长量根 现象了。 据经验采用上限控制。 （３）先张梁施工中，最大的困难在于由于ｔ昆凝土的强度 （４）张拉期间要做好张拉记录，还要随时注意观察张拉 等原因影响，放张后梁体的起拱不一致，至使吊装后梁底不 台座、钢绞线、钢横梁等是否有异常现象。 平。我们在附道施工中也存在这种问题，针对这程情况，我 ５先张预应力梁的浇筑 们采取了３种方法来克服这种困难。 张拉完成后，按图纸要求要进行８ ｈ的静止期，如无异 ①浇筑时，同一槽的梁尽量同时浇筑，缩短相隔时间。 常现象，即可进行绑扎钢筋、支模及浇筑混凝土。浇筑混凝 ②制作同步养生试块，随时掌握梁体的强度。 土时分两层进行。第一层铺底至设计底板厚度处，振捣用平 ③对每一片梁的温度，根据同步养生试块提供的数据随 板式振捣器进行振捣，以免损伤钢绞线。第一层浇筑结束后 时进行调节，力求强度增长速度一致。 进行气囊充气，充到规定压力时第二次浇筑混凝土，用插入 （４）放张时采用对称割线法放张，优于诸如楔块法等放 式振捣棒振捣。浇筑过程中一定要注意振捣密实，两次浇筑 张方法，这种放张方法的优点在于粱体几乎不动，保证板底 间隔时间不要过长。 承托不受破坏，尢其像附道工程中的桥梁空心板，在端跨滑 ６先张梁板的放张 动端都预埋有钢板，且还有螺栓外露。 先张法预应力梁板达到设计强度后就要放张，放张采用 （５）由于温差影响，有个别梁体出现横向裂缝现象。针 对称割线法放张。 对这种情况，在升温速度上严格控制在每小时１０—１５ ｏＣ，降 对称割线法放张就是利用钢绞线标准容许应力 温速度控制在每小时５—１０℃范围内，在梁体强度达到设计 和设计控制张拉应力的２５％差额和内力不使梁体产生位移 要求时及时放张，没有放张的不在空气中暴露。 这两个条件来实现的。控制原则是每次割线不超过钢绞线 ９结束语 总张拉力的２５％。割线时要从张拉道的中心（梁为偶数）或 在京承高速附道工程施工中，我们在先张预应力施工控 中间梁两端（梁为奇数）开始，自外侧向内侧对称割线。由 制上取得了一定的成效，但由于是首次使用先张工艺，还有 于钢绞线在中心割线后，中心断面钢绞线减少２５％，所以该 很多问题未被发现，不足之处，肯请专家指正。 （上接第８Ｏ页） ６边跨现浇段预压对施工经济性的影响 ６．１ 最理想的预压方式水压法 断面应力增加２５％，但未超过标准容许应力，未割断的钢绞 线不至于被拉断，只产生了极小的位移（经过计算及实践不 至破坏梁体及底模）。中心钢绞线割断２５％后再分别对称 割断其他梁体外的钢绞线，此部分钢绞线在梁体内产生了内 力，张拉力消失，按此法逐步割线，直到全部割线完成，放张 结束。 ５ ０。段错车技术应用对经济性的影响 挂篮在０ 段安装的过程中，经常会遇到挂篮尾部互相 顶在一起而无法安装，那么在挂篮主桁各杆件设计过程中有 点千万不容忽视，即为挂篮尾部主桁后锚位置在０ 段安 装时是否有足够的安装空间（即为两侧挂篮尾部是否会顶 在一起），如果挂篮的整体长度不可压缩，尾部不可避免的 要顶在一起，那么最好事先找到一种行之有效的解决方法后 再设计主桁。对于腹板有双排竖向预应力并且预应力的宽 度比较大的桥梁，一般可以选择两侧挂篮不同净宽的方法避 免尾部相互碰撞问题，主桁宽度大的一侧锚在外围两排预应 力上，宽度小的锚在内侧预应力上，两侧挂篮一宽一窄，有效 的解决了互顶部分的影响。武合高速公路小安溪特大桥腹 板预应力筋符合以上标准，所以采用这种锚固方式，有效的 解决了０ 段挂篮尾部互顶的问题。但是对于腹板无双排预 应力或者双排预应力的间距过小的桥梁，只有另觅它法了， 如果是大型桥梁，可以选择两侧挂篮在不同高度上同时锚固 的办法，等到２ 段施工时将提高的挂篮落回到原位，继续其 他浇筑段的施工，渝怀铁路涪陵乌江大桥挂篮施工中曾应用 此种方式有效解决０ 段施工时尾部互顶的问题；如果是桥 形比较小的单线铁路桥梁，以宜万３８标杉树湾中桥这种小 型桥梁挂篮为例，可以选择在大托架上浇筑完Ｉ 段后再组 装挂篮。这样可以有效的解决挂篮尾部安装空间不足的问 题。在挂篮施工中选择哪种安装方式，对施工也有着很大的 影响，进行挂篮设计前一定要考虑后期安装问题，才能行之 有效的解决后期安装中遇到的困难，这样对缩短工期节约成 本是有好处的。 一在梁部纵坡较小的挂篮施工中，宜选择水压法。在边跨 现浇段底模外模安装完成后两侧封端，低端侧可以在外模顶 部做适当抬高性围栏。这样就在整个现浇段上形成了一个 有底模的矩形空间，在空间内铺设军用帆布，接缝做防水处 理，在空间内注水提供预压。此方法的优点在于预压材料是 水基本上不需要过多成本，便于计算压重，卸载简单等特点， 其经济性能可想而知。 ６．２抽砂法预压 在施工条件具备抽砂的条件时，选择抽砂法是比较适宜 的预压方式。其特点是预压材料不需要大量人力加工，预压 完成后可直接进行分层、分级卸载。 ６．３砂袋预压法 在不具备水压和抽砂的条件时，可以选择砂袋预压法。 此方法需要大量的砂袋和大量的人工灌袋，成本压缩空间比 较大。砂袋的选择可以根据施工现场的起吊能力砂袋的承 受能力来选择。 ６．４压重物法 此预压方法需要吊车起吊预先准备好的重物，可以与砂 袋法结合使用。 参考文献： ［１］华有恒，王仲康．短平台复合型牵索挂篮的设计与计算［Ｊ］．桥 梁建设，１９９５，（３）． ［２］平复强，杨世福．滑动斜拉式挂篮的设计与施工［Ｊ］．桥梁建 设，１９８９，（４）． ［３］ 王慧东，邵丕锋．挂篮施工技术综述［Ｊ］．铁道标准设计，２００１，２１（４）． ・８２・
