预应力混凝土后张梁张拉施工质量问题及控制措施.pdf
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1、2 0 铁道建筑 Ra i l wa y Eng i n e e r i ng 文章 编号 : 1 0 0 3 1 9 9 5 ( 2 0 1 5 ) 0 6 0 0 2 0 - 0 4 预应 力混凝土后 张梁张拉施工质量 问题 及控 制措施 孙 金 更 ( 1 中国铁道科学研究院 标准计量研究所 , 北京1 0 0 0 8 1 ; 2 国家铁路产 品质量监督检验 中心 , 北京1 0 0 0 8 1 ) 摘 要 : 预 应 力混凝 土后 张梁张拉 施 工是保证 桥 梁质量 的重要 环 节之 一 , 本文从 材料 、 设备 、 工艺等 方面 总 结了张拉质量控制措施 , 归纳提炼 出“ 张拉前
2、的三控” 、 “ 张拉 中的三控” 、 “ 三同心” 、 “ 两同步” 等张拉技 术纲要。针对作者从事桥 梁产品标准制定 以及桥 梁生产许可证 审查 中发现 的常见 问题给 出了解决措 施 , 以期 引起 预 制梁场 的重视 , 从 而保 证预 应 力张拉 质量 。 关键词 : 后 张梁 预应 力 张拉 质量控 制 中 图分 类号 : U 4 4 8 3 5文献 标识码 : A D O I : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 3 1 9 9 5 2 0 1 5 0 6 0 6 在我国客运专线桥梁中, 主要采用的是后张法预 应力 混凝 土 简 支 箱 梁 , 因其 具 有
3、 抗 扭 刚 度 大 、 受 力 明 确 、 预制施工方便、 建成后的桥梁养护工作量小以及低 噪声 等优 势而被 广泛 采用 。在预 应力 混凝 土桥梁 生产 中, 张拉预应力筋是决定其使用性能的关键工序 , 也是 技术 性很 强 的工序 。 由 于我 国高 速铁 路 建设 规 模 大 , 地域范围广, 专业的预应力施工队伍较少 , 各施工队伍 技术 水平 也参 差不 齐 , 因 而在 预 应 力施 工 中易 出现 各 种 问题 , 给铁路 运 营安 全 带 来 隐患 。如不 及 时 发 现 问 题和采取各种预防措施 , 将严重影响预应力混凝土梁 的抗裂性 , 危及桥梁结构的使用安全 , 甚至
4、造成重大事 故及巨大的经济损失。为了使后张梁张拉问题引起各 制梁企业的高度重视, 作者结合从事桥梁产品标准制 定 、 桥梁生产许可证审查工作的经验 , 对预应力张拉质 量 问题 及控 制措施 进行论 述 , 以供技 术人 员参考 。 1 张拉材料和设备 的质量控制 1 1 钢 绞线 目前预应力梁所使用的钢绞线为低松弛高强度钢 绞线 , 规格 为 1 7 1 5 2 一 l 8 6 0 一 G B T 5 2 2 4 , 7 0 荷 载 松 弛率 为 2 5 , 弹性 模 量 为 ( 1 9 51 0 ) G P a 。每 一批 钢绞线在使用前必须抽样检测 , 检测不合格 的不得使 用。钢绞线每
5、 3 0 t 为一个批次 , 分别进行破断负荷 、 屈 服负荷 、 弹性模量 、 极限伸长率和直径检验。钢绞线应 上盖下垫存放于干燥处 , 防止锈蚀。 1 2锚具 锚具为夹片式, 应符合设计规范要求, 锚垫板应能 收稿 日期 : 2 0 1 5 - 0 1 0 8; 修 回日期 : 2 0 1 5 0 4 3 0 作者简介 : 孙金更 ( 1 9 5 6 ) , 男 , 河北 东光人 , 高级工程师 , 硕士。 安装密封盖帽。锚具技术指标应符合 铁路工程预应 力筋用夹 片式锚具 、 夹具 和连接器 技术条件( T B T 3 1 9 3 -2 0 0 8 ) 的规定 。进 场检 验批 次为 每
6、批 不大 于 2 0 0 0 套 。各种规格的锚具在进场时均应有材质证书 及探 伤报 告等 技术证 件 , 首批应 进行 静载锚 固性 能 、 锚 板 强度 的进 场检验 。锚 具生 产 厂家 应 提供 “ 三 匹配 ” : 钢绞线直径与张拉限位挡板槽深、 喇叭 口直径与预埋 胶 管管径 、 回缩 量 与外 露 量 的匹 配 。限 位挡 板 和 工 具 锚应采用同一生产厂的配套产 品, 不得使用不 同生产 厂的产品 , 工具锚和工作锚不得互相替代使用。预应 力锚、 夹具要静载锚固性能可靠, 承载能力足够和适用 性优 良, 使用前应进行外观 、 硬度检验。 1 3张拉设 备 的质量控 制 根据
7、张拉所用 千 斤 顶 和钢 绞 线 的 联结 关 系 , 分 为 穿心式 千斤 顶和 牵卡式 千斤 顶 。在预应 力张 拉过程 中 使用的千斤顶应满足以下要求: 千斤顶性能 良好 , 使用 过程 中不得 出现 漏油 现 象 , 张 拉 千斤 顶 吨位 应 在锚 外 张拉 控 制力 的 1 2 51 5倍 , 最 大行 程 不 得 小 于预 应 力筋的伸长量加初始张拉时预留行程量 。千斤顶必须 与计量检定合格 的压力表配套标定 、 配套使用 , 与校准 线性 回归方 程 对 应 的 相关 系数 不 小 于 0 9 9 9 9 。千 斤 顶校准周期应符合下列规定之一 : 千斤顶首次使用前 必须经过
8、校准 , 千斤顶使用 限期一个月或张拉作业达 2 0 0次 , 千斤顶 漏油 或拆修 等 , 均 需 重新 配 套标 定 。千 斤顶 的 校正 系 数应 在 1 01 0 5之 间 , 如 校 正 系数 大 于 1 0 5则 重新 校正 。 与千斤顶配套使用 的压力表宜采用防振型, 其精 度等级不低于 1 0级。按千斤顶面积计算量程, 应 在 工 作最 大 油压 的 1 2 52 0倍 之 间 , 一 般最 大 量 程 为 6 0 MP a , 表盘最小刻度值应为 0 5 MP a , 表盘直径不小 2 0 1 5年第 6期 孙金更 : 预应力混凝 土后 张梁 张拉 施工质量问题及控制措施 2
9、 1 于 1 5 0 m m。宜采用精密压力表。压力表使用前应经 国家计量管理部门进行计量检定 。油压表 的检定 校 准周期应符合下列规定 : 1 0级压力表检定 周期为 一 周 , 0 4级 压 力 表 检 定 周 期 为 一 个 月 ( 每 周 自行 校 准) ; 压力表用于张拉作业达 2 0 0次 ; 更换液压油 规格 、 超过允许偏差 、 发现异常故障时 。张拉压力表 自 校准应具备 : 活塞压力计 +标准母表 +标 准砝码 ( 用 母 表校 准张 拉表 ; 以砝 码督 察母 表 ) 。 张拉油 泵性 能 必须 良好 。若 两 端 对 称 同 时 张拉 , 则两端的张拉油泵 的型号 、
10、 规格 、 性能必须一致。张拉 油泵额定油压为使用油压 的 1 4倍 , 油泵容量不得小 于 张拉 千斤 顶总输 出油量 的 1 5倍 。 为确保张拉质量 , 宜采用最新研发的符合 后 张 梁 自动张拉系统技术条件 的自动张拉设备。 2 张拉工艺方面 的质量控 制 2 1 张拉 工艺 控 制 预应 力 张拉是 预应 力桥梁 预制 的关 键工 序 。在施 加 预应力 前应 委托 有 资 质单 位 进 行 管 道摩 阻和 锚 口 、 喇叭口摩阻的预应力损失测试 , 并 由桥梁设计单位根 据测 试结 果调 整 张拉应 力 。根 据千 斤顶 与油 压表 配套 标定的回归方程计算各级张拉油表读数 , 还
11、应根据实 测摩阻系数、 弹性模量计算钢绞线理论伸长量。后张 箱梁预施应力按预张拉、 初张拉和终张拉三个 阶段进 行 , T梁按初张拉 和终 张拉两个阶段进行。终 张拉前 进行“ 三控” : 混凝土强度 、 弹性模量 、 龄期 ( T梁 1 4 d , 箱梁 1 0 d ) , 此三者必须达到设计要求方 可张拉。另 外 , 张拉前 应对 混凝 土 的浇筑 质量进 行 检查 , 若 有 轻微 缺陷可先张拉后修补 , 但若有严重削弱截面的缺陷, 如 跨中区段存在明显可见空洞或潜在空洞( 列检锤 敲击 检测 ) , 必须先修补 且强度 达到标 准要求 后 , 才 可张 拉。同孑 L 梁浇筑和张拉时间差
12、应不超过6 d , 尤其是 4 片 式 T梁 , 以保 持徐 变变形 的一 致 。 在预应力钢绞线 的使用过程中, 经常会发生在一 榀梁 上穿 入两 批钢 绞线 的情况 , 且 两批 钢绞线 的线 径 、 弹性模量有较大差异, 此时应做到批接 口“ 三对应 ” : 限位 挡板槽 深 与线 径 相对 应 , 伸 长 量 计 算 与 弹模 相 对 应, 两批钢绞线实际穿入 的孔道与指定 的相对应。否 则将会出现严重刮丝或实测伸长率与计算值不一致 , 甚 至超标 。 多年来 , 批接 口“ 三对 应 ” 及 钢 绞线 缠绕 问 题 一 直未 引起 桥梁 界 的重 视 , 它 是 造 成 预应 力 损
13、 失 的 重要原因, 同束各根钢绞线应力相差过大, 可能导致某 一 根 拉到甚 至超 过屈 服强 度 , 发生 “ 多米诺 ” 破 坏 。 千斤顶 安装 时 , 应做 到 “ 三 同 心 ” , 即预应 力 孔 道 、 锚具 、 千斤顶三者 同心 同轴。工具锚应 与工作锚对正 同心 , 工具锚与工作锚之间的钢绞线不得错 位 , 扭绞。 应采用两端同步张拉 , 并左右对称进行, 最大不平衡束 不 应超 过 1 束 , 张 拉 顺 序 按 照设 计 图纸 要求 进行 。开 始 张拉前 应再 次检 查 工 具夹 片安 装 是 否 牢 固 , 夹 片 安 装完好即可开始预应力张拉 。张拉时应做到“ 三
14、 同” , 即两端张拉油泵应 同时开始 、 同速供油 、 同时达到设计 张拉应力。预应力终 张拉程序 为 : 0 一 初应 力 ( 2 0 ) 一 一 持 荷 3 5 m i n锚 固。 张拉 过程 中的 “ 三 控 ” : 应 力 、 时 间 、 应 变 , 以控 制 张拉应力 ( 油压表读数) 为主, 以预应力筋总伸长值进 行校核。张拉应力偏差不得超过 1 , 两端总实际伸 长值与按进场检验钢绞线实际弹性模量计算的理论计 算伸长值的误差不得超过 6 , 两端张拉不同步率按 伸长量( 大 一小 ) ( 大 + 小 ) 计算应 5 ; 同时保证在 张拉控制应力 作用下持荷 3 5 m i n后
15、 回油锚 固。 张拉后“ 三控” : 滑断丝率 、 夹片外漏及错牙 、 钢绞线 回 缩 。在整 个张 拉过 程 中 , 严 密 注 意钢 绞 线 及 锚 具 滑丝 情况 , 全 梁 断 丝、 滑 丝 总数 不 得 超 过 钢 丝 总 数 的 0 5 , 且不得在同束、 同侧。若伸长量超 过 6 , 或 一 束内滑断丝超过一根时均须采用整体退锚套筒进行 退锚 、 重拉 处理 。锚 固后 夹 片表面应 平 整 , 夹 片外 露不 超过 3 m m, 错牙 差 不 超 过 1 mm。 张拉 完 成 后对 钢 绞 线做标记线 , 测量钢绞线 2 4 h的回缩量 , 每端钢绞线 回缩 量不 大于 1 m
16、 m。张拉 锚 固 2 4 h后 测 量 无 回缩 , 方可切除多余钢绞线 。钢绞线割丝长度采取 “ 双控 ” : 钢 绞 线 外 露 量 为 3 0 m m、 钢 绞 线 端 头 距 梁 端 面 I4 0 m m, 以保证 力 筋 有 足 够 的保 护层 厚 度 。采 用 砂 轮机切 割 , 防 止 对 锚 具 造 成 损 害 。严 禁 使 用 电 气 焊 切割 。 2 2 张拉 过程 中引起 预应 力损 失 的原 因 预应力 张拉 是 桥梁 生 产 的关 键 工序 , 而 预应 力 损 失是桥梁生产技术的核心 , 保证实存有效 预应力符合 设 计要 求 , 是桥梁 生产 质 量 控 制 的
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