浅谈预应力混凝土后张简支箱梁预应力损失的控制

浅谈预应力混凝土后张简支箱梁预应力损失的控制

根据目前第25个发展框架和铁路相关精神，250km/h是中国长距离交通的主要速度值。后张法制备的混凝土简支箱梁是高速铁路的主导梁型。因此，控制好后张梁的施工质量非常重要，预制后张梁的生命线是生命。施工质量决定了箱梁的整体硬度、弹性变形、徐变弯曲、拱和质地。这是影响后张梁使用功能和长度的最重要因素之一。施工过程中我们发现,大部分箱梁在终拉过程中不同程度出现预施应力达到设计控制值而伸长量偏差不在规范允许的±6%内,部份伸长量偏差达到±8%~10%。经过认真分析我们初步认为,影响预应力伸长值超差的因素主要有:钢绞线弹模测量误差、孔道定位偏差、锚垫板偏差、孔道中心与喇叭口不同心、钢绞线线径与限位板槽深不对应、初始应力0.2σcon状态下同一孔道内各线束未同步受力(即部份线束尚呈松驰状态、松紧不一)、以及油表准确度等因素。文中将对以上影响因素进行逐一分析并提出相应解决办法,使预施应力达到设计要求。一、基于预测计算钢绞线长度的公式预应力钢绞线张拉理论伸长量:二、影响因素分析与对策(一)同配比钢绞线弹模值的测定钢绞线弹模主要影响的是伸长值的理论计算值,不能直接采用其厂家提供的名义标准弹模值,否则理论伸长值将与实际不符,从而造成实际张拉偏差超标。梁场钢绞线进场后每30t为一个检验批送往实验室进行弹模值的测定,从每批的实测弹模值来看同一批钢绞线实际弹模并不一定相同,例如同一批钢绞线用于编号为ZQ31.5Z-030的箱梁钢绞线弹模值为198000MPa,而ZQ31.5Q-034的弹模值186000MPa,两榀箱梁的弹模值相差12000MPa,如两榀箱梁采用同一弹模值进行伸长量计算,结果偏差很大。针对实际弹模普遍存在差异及浮动过大的情况,使理论计算值与实际相符,采取的措施一是在钢绞线进货时尽量采用同一生产批次的钢绞线,二是在施工中对于同一榀箱梁采用弹模相同的钢绞线。(二)孔道摩阻及孔道偏差孔道定位偏差由定位网的制作和安装两个环节决定其偏差,由于现场都采用人工操作来完成,偏差均不同程度存在,对孔道摩阻及孔道偏差造成影响,从而影响实际伸长量。对于孔道定位偏差,采取的措施为:严格按照设计给定的孔道坐标精确计算定位网片的加工尺寸;在定位网片安装时严格按照设计的间排距进行安装并保证安装的牢固性;在安装抽拔棒时注意对已安装、牢固好的定位网片的保护,避免其移动造成定位偏差,影响成孔质量。(三)抽拔棒安装后孔道定位偏差造成锚垫板偏差的因素有两个方面。一是锚垫板产品实际进场检验及过程中的抽样检查发现,锚垫板产品质量较不稳定,主要是壁厚及直径两个方面,造成抽拔棒定位偏差从而影响孔道位置;二是端模加工精度达不到要求,锚垫板安装后造成定位偏差。对于锚垫板造成的偏差,一是加强锚垫板产品的进场检查与验收,在进场验收时严格控制,保证承压厚度、壁厚,同时要求满足喇叭口直径与抽拔棒拔管直径相配套的原则;二是加强端模的进场检验,不合格的端模要返修,合格后方可投入使用。(四)液倒灌造成孔偏差孔道中心与喇叭口不同心的影响因素较多,主要是锚垫板偏差及抽拔棒橡胶护套安装不到位、水泥浆液倒灌造成孔偏差。对于孔道中心和喇叭口不同心的问题,一是在网片制作和安装时严格把关,精确定位,加固牢靠,二是喇叭口在端模上固定时要做到位置、角度准确,同时要加固牢靠,三是在抽拔棒和喇叭口的橡胶管套要求与喇叭口和抽拔棒的间隙相匹配,保证孔道中心与喇叭口同心。(五)工作锚、工具锚与限位板的张拉力进场的钢绞线不同批次其线径有较大差异,如果张拉时采用的限位板与钢绞线线径不对应,则将引起预应力损失,主要表现为:一是小槽深配大线径,钢绞线被工作夹片夹得过紧造成钢绞线表面“刮牙”,此时尽管油表读数达到要求,工具锚~工作锚间张拉力达到设计值,但由于工作夹片对钢绞线的“刮牙”,必将造成工作锚与工作锚间张拉力达不到设计值,最终的伸长值也就偏小;二是大槽深配小线径,张拉至设计张拉力时出现工作夹片“未夹紧”,引起钢绞线回缩,造成预应力损失。因此,为避免限位板槽深与线径不对应引起的应力损失,采用的工作锚、工具锚和限位板应为同一生产厂家的配套产品,不能分别使用不同生产厂家的产品。同时锚具生产厂家应给出钢绞线直径为φ15.2mm时限位板的限位槽深并提供钢绞线直径每增加0.1mm时限位板槽深,施工中严格配套使用,其对应关系如下表(柳州欧维姆机械股份有限公司产品):(六)线束“松弛不一”同一孔道内各线束未同时受力也是影响预施应力准确性因素之一,主要原因是编束质量不好、穿束方法不恰当以及张拉不同步引起各线束“松紧不一”,造成虽达到设计张拉吨位而全部线束未同步均衡受力的情况,从而引起伸长值偏差超标,造成应力损失。因此,施工过程中应加强编束、穿束及张拉同步质量控制。(七)张拉时油表不准确油表准确度也是影响预施应力准确的重要因素之一,千斤顶、油压表的标定有效期为一个月。有时虽然油表仍在有效期内,但因为各种因素的影响,也会造成油表的不准确,造成虽然表面上看张拉力达到设计值而实际不准确的情况发生,从而影响张拉结果。因此,当张拉结果出现异常时,张拉油表也是需要进行排查的因素之一。三、预应力的施工经过以上分析,找出了影响预施应力准确的主要因素后,我们选取了新建贵阳至广州铁路肇庆制梁场正社中桥第1孔梁(箱梁编号ZQ31.5Q-034)对预应力施工进行了认真分析与控制,取得了较好效果,张拉后各项指标基本符合设计及规范要求,所