【摘 要】本文结合赣龙铁路扩能改造工程项目实践，探讨了在预应力混凝土构件中预应力张拉工艺控制要点，重点是如何建立准确有效的预应力措施。
【关键词】千斤顶；预应力；砼；张拉；质量控制
预应力充分发挥了高等级混凝土的抗压性能和高强度钢绞线的抗拉性能，以其良好的受力特性而在桥梁工程中得到广泛应用。在预应力混凝土结构中，预应力筋的张拉应力控制，直接影响到预应力的效果。结构中有效预应力值距设计值过大或过小对结构的受力状态和使用安全都是不利的。预应力张拉工艺质量控制的好坏，是能否建立准确的、符合设计要求的有效预应力值的关键。
根据赣龙铁路长汀制梁场T梁施工实践，探讨了在预应力混凝土构件中预应力张拉工艺控制要点：
1.张拉机具设备选择
预应力张拉，一般都采用液压拉伸机，以高压油泵为驱动力的液压千斤顶完成对预应力束的张拉、锚固和千斤顶的回程动作。千斤顶吨位的使用范围应在其25%～75%。长桥选择了300t的内卡式千斤顶，张拉中的最大值计算为：1395Mpa*140mm2*11=214.83t（1395为控制应力，140为单根钢绞线截面积，11为单孔道钢绞线根数最大值） 满足300*0.25≤214.83≤300t*0.75的要求。
普通千斤顶因操作简便，节省人工，因而目前普遍在使用，但由于工具锚位于千斤顶后端，锚外需预留的钢绞线较长，浪费较大，因而从长远的经济效益上考虑，内卡式千斤顶正在尝试使用中。内卡式千斤顶进行张拉作业时，千斤顶活塞、限位板构成“不动体”，油缸、穿心套、内卡装置构成“运动体”，当“运动体”相对“不动体”向外移动时，工具锚夹紧钢绞线，张拉完成后，“运动体”复位，工作夹片自锁，保证预应力张拉之目的。由于工具锚前置，装置千斤顶及测量伸长值较为繁琐，但省去了每次装、拆工具锚这一步骤。经过一段时期的使用，内卡式千斤顶的使用处在可控范围内。
张拉机具设备及仪表应委派专人妥善管理和维护，千斤顶与压力表应经当地技术监督部门配套校验，确定张拉力与油压表之间的关系曲线。压力表的最小刻划精度应在1MPa以内，否则易造成张拉应力控制不准确。对长期不用的张拉千斤顶，应在使用前全面校验。使用期间出现下列情况亦应校正千斤顶：①当千斤顶使用超过1个月或200次以后；②千斤顶发生故障修理后；③调换压力表；④仪表受到碰撞或出现不正常现象。
2.钢绞线、锚具的选择及使用
采用低松弛预应力钢绞线，其技术标准符合GB/T5224-2003《预应力混凝土用钢绞线》，表面不得有油、润滑脂等物质，允许有轻微的浮锈，但不得有目视可见的锈蚀麻坑。松弛钢绞线的伸直性：取弦长为1m的钢绞线，其弦与弧的最大自然矢高不大于25mm。
锚具产品所使用的材料必须符合设计要求，并经省、部级鉴定；有机械性能、化学成份合格证明书，质量保证书或验收试验报告。每个检验批锚具由同一类产品、同一批原材料、同一种工艺生产的锚具组成，每批2000套，不足者也按一批检验。
3.张拉前的准备工作
（1）对施工人员进行技术交底，掌握张拉程序和操作控制要点。
（2）对后张法构件，同条件养生试件混凝土强度、龄期及弹性模量达到设计要求。
（3）预应力材料及锚具经有资质的检测机构检验合格。
（4）现场采取必要的安全防范措施。
4.张拉力与张拉程序
4.1张拉控制应力
施工规范中，σcon为张拉时的控制应力值，理解上应与设计规范中预应力钢筋锚下的张控制应力相吻合，包括各项预应力损失值，对后张法构件系指梁体内锚下钢筋应力（张拉而锚同时）。
4.2张拉程序
从20世纪90年代初开始，我国广泛应用夹片式锚具的预应力锚固体系，这类锚具在千斤顶回油放松力筋时，由于限位板的作用夹片会同时回缩而形成良好的自锚性能。预应力筋张拉时，应调整到初应力σcon，该值宜为张拉控制应力σcon的10%～20%。
预应力筋张拉顺序应符合设计要求，设计无规定时，可采取分批、分阶段对称张拉，以保证张拉的合力作用线处在构件核心截面以内，防止构件截面产生过大的偏心受压和边缘受拉。曲线预应力筋或长度≥25m的直线预应力筋与孔道壁的摩阻力较大，宜两端张拉。一端锚固、另一端张拉会使摩阻力集中在一端的锚夹具和千斤顶上，使实际预应力可能达不到要求，对长度小于25m的直线预应力钢绞线或直线精轧螺纹钢筋可在一端张拉。
弹性模量的取值是否准确对理论伸长值的计算影响较大。由于目前生产厂家供应的预应力筋存在弹性模量偏差较大的现象’，这就要求材质的均匀性应得到保证。钢绞线弹性模量为（195±10）GPa，即使符合要求的材料弹性模量偏差也可能达到5%，例如，某桥进场的两批钢绞线经检验，弹性模量分别为195GPa和203GPa。因此，对材料的弹性模量值应通过试验测定，将实测值代人计算，方可使结果相对准确。
（2）对后张法构件摩擦系数值与材料类型、特征、孔道成型情况都有很大关系。设计规范中给出了用于预应力损失估算的参考值，为获得比较准确的摩擦系数值，在进行张拉前请具有相关资质的检测单位对梁体进行管道摩阻、喇叭口预应力瞬时损失测试，并将测试结果及时通知设计单位，以便设计单位对张拉控制应力进行调整。
（3）理论伸长值计算时，对预应力钢筋的长度L取值除锚固点之间的距离外，应加上伸人千斤顶缸体内的锚固长度，因为张拉时千斤顶外伸，前锚工具夹片之间的钢绞线都被张拉伸长，并反映到油缸行程中（实测伸长值），对于短束影响较大。
（4）目前张拉千斤顶较多采用限位板控制构件工作夹片行进，使锚固时的锚具回缩值在6mm左右，设计计算预应力损失时已计人该项数值。由于张拉力值对应张拉时的控制应力，此时锚具并未回缩，处于持荷状态，因此理论伸长值与回缩值无关。这一点对于实测伸长值校核同样如此。
6.预应力筋实测伸长值及校核
（1）预应力筋从调整到初应力后再正式分级张拉，实际伸长值也从初应力时开始量测，张拉到控制应力时再次量测伸长值，两次量测的差值即为一侧的实际伸长值。
（2）当预应力筋伸长值超过千斤顶张拉行程时，应采用分级张拉（倒顶）。倒顶时要注意两点：
①倒顶时的分级张拉力应控制其伸长值在千斤顶张拉行程以内，对压力表刻划精度为1MPa的，分级应力百分比不必是整数，而最好采用对应压力表上某一刻划线的应力值，这样在倒顶时便于准确控制，减小实测伸长值累计误差。
②张拉到分级应力时，千斤顶回油锚固，由于夹片回缩，预应力值降低。开始下一级张拉时，先张拉到对应的油表值，此时量测的伸长值应作为减数计人总累计伸长值。
（3）目前，预应力筋张拉采用应力控制、伸长值校核，即“双控”。实测伸长值与理论伸长值的差值应符合没计要求，设计未规定的，按±6%以内控制。工程实践中，预应力筋的实际伸长值与计算值之间难免会存在一定的误差，这是由于：
①力筋实际弹性模量与计算取值不一致，即使采取抽样检验，其数值也会有偏差。
②千斤顶输出力不准确，尤其是使用一段时期而尚未须重新校验，或千斤顶张拉力与油表值对应曲线内差存在误差。
③由于施工因素的影响，各个构件孔道摩阻损失存在差异。
④预应力筋的截面面积存在偏差，厂家为保证强度满足要求，力筋的面积普遍偏大一些。施工中当伸长值偏差较大时，应暂停张拉，查明原因并采取调整措施。因此，伸长值的校核可以综合反映张拉力是否足够，孔道摩阻是否偏差较大，以及预应力筋是否存在异常现象等。
7.其他注意事项
⑴张拉中实行三控，即：以油压表读数为主，以钢绞线的伸长值作校核，在规定荷载下持荷2min。
⑵全梁断丝、滑丝总数不得超过钢丝总数的0.5%，并不得位于梁体同侧，且一束内不得超过一丝。
⑶两端的不同步率控制在5%之内，用实测伸长值作校核。
⑷操作人员必须熟悉本专业及安全操作规程，并佩带防护用品。
⑸张拉作业区应有明显的安全标识，千斤顶后方必须放置防护板，禁止非生产、非工作人员进入张拉区域。
⑹张拉时安全阀应调整其规定值后方可开始张拉作业。张拉时梁两端正面不准站人，并应设置防护罩。高压油泵应放在梁的两侧，油管不准踩踏、压重、攀扶，操作人员应站在预应力钢绞线位置的侧面。
⑺油压表要妥善保管，严禁雨淋、碰撞等。
⑻检修电路系统时，不准带电操作；油路系统不准带压检修。
⑼千斤顶在使用过程中，不准超过设计最大拉力与最大行程。如设备运转声音反常，应立即停拉检查修理。
⑽张拉时，如发现千斤顶行程加大而油表读数不见升高时，应紧急停拉并回油，待查明原因正确处理后再进行张拉。
【参考文献】
[1]TB/T3043-2005《预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁技术条件》.
[2]GB/T14370-2007《预应力筋用锚具、夹具和连接器》.
[3]GB/T5224-2003《预应力混凝土用钢绞线》.
[4]TB10401-2003《铁路工程施工安全技术规程》.
[5]GB/T50262-97《铁路工程基本术语标准》.
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