摘要:结合实例分析了长箱梁预应力筋张拉控制,提出确切参数,供施工参考和探讨。
关键词:箱梁;预应力筋;张拉;控制
近年来,箱梁在工程实践中应用较多,尤其高速公路下穿天桥应用最多,其特点是施工迅速、简便,设备投入少,无须大型专用吊装设备,参与施工的长箱梁单跨跨径达到32m,多跨跨径达到104m。该长箱梁使用了预应力砼结构,梁板不开裂,全桥受力状况好,跨径满足一般工程需要,该类结构梁发展潜力大,优势明显。
箱梁的预应力筋的张拉控制,在设计和施工图中均要求双控,即张拉控制应力和预应力筋的伸长值双控。施工中常见的问题是,张拉力可以控制,而伸长值的控制,在施工规范和设计图中要求实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在±6%以内,言之笼统,不确切,不明了,对于长束筋,达到104m长的预应力筋,具体控制和操作方法未见具体论述,而同一桥的钢束伸长值偏差较大的情况下,如何处理,也未见相关论述,现结合具体施工实例进行探讨。在信南高速公路上,某主线下穿的天桥主跨结构为(20+32×2+20)m的设计方案,主跨采用预应力混凝土等截面连续箱梁,桥宽12m,单箱双室截面,梁高为1.60m。
长箱梁预应力筋伸长值的控制若要达到±6%以内,需要对施工图纸和实际相比较,详细计算理论伸长值并在施工中进行认真控制,通过一系列的预控方案,才能达到这一目的。
1施工图有关计算参数
钢绞线截面面积:A=140.00m2,每延米重量1.102kg/m,松弛率0.035,孔道摩阻系数为0.25,孔道偏差系数为0.0015,施工图中给出锚下预应力张拉控制值及按规范取值计算所得的伸长量,具体见表1。
预应力张拉为两端张拉,要求采用双控。纵向预应力钢束为15~16,共18束。钢绞线采用ASTMA416-97标准生产的低松弛270级钢绞线,单束锚下预应力张拉控制吨位为19.6t,要求实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在±6%以内,高强度低松弛钢绞线Ryb=1860MPa,Фj=15.24mm,张拉控制应力为0.75Ryb=1395MPa。
2实际施工选用参数及控制过程
2.1按照施工图的参数进行计算后,用于控制张拉,张拉过程中,发现伸长值的偏差很大,经过分析计算,调整控制参数,孔道摩阻系数为0.16,孔道偏差系数为0.0008,钢绞线实测弹性模量E取值为2.01×105MPa,根据钢束的孔道部分切线的夹角之和∞(rad)和张拉端至计算截面的孔道长度L(米),计算控制伸长值如表2。
2.2天桥箱梁张拉控制方案。
a.锚下控制应力为1395MPa;
b.张拉力控制值;
c.油表读数及程序:根据千斤顶标定报告计算;
d.计算控制伸长值;
e.张拉程序。具体控制见表4。
f.注意事项。张拉程序为0—15%—30%—100%;其中伸长值的计算为L=L3+(L2-L1)×2。
L—总伸长值;L1—0%~15%伸长值;L2—0%~30%伸长值;L3—30%~100%伸长值。
2.3通过实际张拉分析,发现伸长值的波动范围很大,在±17%之内,伸长值仍然满足不了计算要求,决定采取补张的措施进行处理,即控制应力不变,达到100%,伸长值继续累加,经过补张后,伸长值达到±6%范围内(见表7)。
在施工中发现一个问题,即每束张拉完后,在全桥未张拉完之前,补张没有效果,应力达到后,伸长值不增加。但全桥拉完后,隔12~24小时后,进行补张,效果明显。分析原因为:张拉未完成时,全桥钢束受力较少,箱梁未起拱,应力分配不均衡,另外,在放置一段时间后,有利于钢束克服摩阻力或管道内钢束干扰情况解除,这时再张拉,有利于伸长值的增加。
同时,第一次张拉时,有部分钢束伸长值达到±6%范围内,说明参数的取值是正确的,采取补张的措施也是必要和必须的。
补张只能补一次,不能增加次数,原因有两方面:一方面是工作锚夹片的质量比工具锚夹片的质量差,经不起多次的挤压,容易碎裂,而且一旦碎裂,更换的难度极大;另一方面是工作锚夹片和工具锚夹片多次作用到钢绞线的表面,形成刻痕。张拉过程中容易出现断丝现象,而且补救措施极为困难,因此不强调多次补张。而且即使有一束钢绞线的伸长值达不到要求,在规范许可范围内,对全桥而言,危害性不大,不会造成重大影响。只要每束钢绞线都受力,应力值达到要求的情况下,是利大于弊。因此,补张一次即可的办法是科学而合理的。