摘 要: 對預應力混凝土橋梁張拉設備種類選擇、預應力的伸長值的測量方法以及預應力筋滑絲與斷絲處理等張拉技術問題進行了探討 。
預應力混凝土橋梁施工的張拉設備主要是指張拉千斤頂,對不同類型的預應力混凝土張拉千斤頂是不同的,一般與錨具配套使用。目前在橋梁中常用的幾種千斤頂種類有: ①YC型系列千斤頂,常用于初始應力的張拉及滑絲處理; ②YCL 型系列千斤頂,是專與YU錨具配套的自錨千斤頂;③YCQ 型系列千斤頂,是專與QM 型錨具配套的自錨千斤頂; ④YCD 型系列千斤頂,是專與XM 錨具配套使用的頂錨千斤頂;⑤YCW 是專與OVM錨具配套使用的自錨千斤頂; ⑥錐錨式千斤頂,是與錐形錨具( 弗氏錨) 配套使用的三作用千斤頂,可連續完成張拉、頂壓、退楔等動作,主要用于后張法預應力混凝土中5 高強度鋼筋束的張拉。
1 張拉設備的選擇
張拉千斤頂的選擇對于準確控制預應力是十分關鍵的,因此,在選擇千斤頂時應注意以下問題: ①根據設計要求選擇錨具和千斤頂,因為錨具一般是與千斤頂配套使用的; ②根據設計要求所給預應力筋的類型、根數及整束張拉力的大小,選擇千斤頂的進程; ③計算預應力筋的伸長量,檢查千斤頂的行程是否滿足使用要求,因為不同的千斤頂其張拉行程是不同的,而且有的錨具可適合幾種類型的千斤頂,應當盡量使千斤頂的行程一次滿足使用要求。同時還必須滿足張拉工藝的要求; ④根據所選定的千斤頂的最大張拉力及額定油壓,配套相應的油泵。油壓表的選擇應注意以下幾個問題:一是壓力表的正常允許使用范圍在靜載下不應超過測量上限值的3/ 4 ; 在動載下不應超過測量上限值的2/ 3。二是最低測壓值一般不應低于測量上限值的 1/ 4 ; 三是表殼的直徑不小于150 mm; 四是壓力表精度選用應不低于1.5級。
2 預應力筋伸長值的計算與測量方法
為了準確地測量預應力筋的伸長值,首先應弄清預應力筋的張拉及錨固工藝并找到測量基準點。
預應力筋伸長值是校核施加預應力是否達到設計要求的關鍵指標。預應力筋伸長值可以反映張拉是否足夠,檢杳孔道摩阻損失是否超過期值、預應力筋材質有無異常現象,因此,準確無誤地測定預應力筋的伸長值是十分重要的。
2. 1 采用YC、YCD 系列千斤頂張拉預應力筋伸長值的測定方法
以千斤頂的頂端面為基誰點,通過測量張拉缸的外露長度、預應力筋的回縮量及工具錨夾片、錨固端工作錨夾片的外露長度來確定預應力筋的實際伸長值,其計算公式為:
式中LH 、AH 、fH 分別為張拉缸,工具錨夾片及錨固端工作錨夾片的外露長度(張拉到105% a con,持荷smin,回油到a con時的長度); LO、AO、fo 分別為張拉缸、工具錨夾片及錨固端工作錨夾片初始應力時的外露長度。BH 、BO分別為以工具錨端面為基準面在回油及頂錨后預應力筋測點離工具錨的長度。
上式為一端張拉另一端錨固的情況,當同束鋼絞線兩端同時張拉時,其伸長值為兩端面第1、2、3 項之和,沒有第4 項,這一點必須切記 。
2.2 采用YCQ、YCL、YCW系列千斤頂張拉預應力筋伸長值的測量方法
①以千斤頂的端面為基準,通過測量張拉油缸活塞的外露長來確定預應力筋的伸長值,計算公式為:
式中LH 、L 1 、L0分別為張拉的 105%a co n 持荷smin ,回油錨固后及初始應力時活塞外露長度;LH、LZ為自錨時夾片及預應力筋的回縮量,AH 、AO分別為回油錨固后及初始應力時,工具錨夾片的外露長度;
fH、fo 分別為錨固端工作錨固后及初始應力時的外露長度。
上式適應于一端張拉另一端錨固的情況,當兩端同時張拉時沒有(fH一fo) 一項。
②以千斤頂頂的頂端為基準,在工具錨口處的預應力筋上作標記通過測量初始應力、張拉到105% o con 時及回油錨固活塞回程后測點到機端面的距離來確定預應力筋的伸長值,其計算公式:
式中LH 、L1 、L0分別為張拉到 105%a con 持荷5min 后,回油錨固活塞返零后及初始應力時標點到千斤頂頂端面的距離:LH 、L2 為工作錨夾片及預應力筋回油錨固后的回縮量。
2.3 錐錨型三作用千斤頂張拉中5鋼絲束伸長值的測,方法
張拉到初始應力,在卡盤鋼絲槽門處作標記,量測標點到卡盤的距離AO,作為量測鋼絲的起點,同時量測千斤頂活塞伸出長度量的起點。
張拉到超張拉噸位,持荷5而n后回油到acon ,測量千斤頂活塞長度LH 及標點到長盤的距離AH。
頂壓錨固后量錨塞外露量fo ,退楔后再量一次錨塞外露fH。
伸長值的計算:
將兩端的伸長值相加,即為總的伸長值。
2.4 伸長值校核與判斷
采用應力控制方法張拉預應力筋時,應以伸長值校核,實際伸長值與理論伸長值的差值應符合設計要求W。若設計無明確規定,則實際伸長值與理論伸長值的差值應控制在士6%以內,即:
如果校核不滿足上式,應暫停張拉,待查明原因采用措施后,方可繼拉。若符合上述校檢要求,則表明采用應力控制方法張拉應力筋時,應力控制是準確可靠的。
值得注意的是,以上所測得的預應力筋伸長量必須加上10 % u con 初始應力時預應力筋的伸長量。初始應力時伸長值可通過測定預應力筋從10%a con張拉到20%a con 的變化量來確定 。
3 滑絲與斷絲的處理
經過對多年施工經驗分析,認為造成滑絲與斷絲的原因主要是:①預應力鋼筋抗張拉強度偏高; ②預應力鋼筋表面硬度不均衡所致。
3 .1 鋼絞線滑絲與斷絲的處理措施
鋼絞線滑絲與斷絲一般是由于錨固錐孔與夾片之間有雜物,鋼絞線上有油污,錨具偏離錨下墊板止口,錨具生產質量等問題造成的 。
對于鋼絞線的滑絲與斷絲的處理,現場必須配備小噸位單根鋼絞線拉千斤頂,最好是前置夾片式千斤頂,如YC12 2 型,同時配備與工作錨相適應的卸荷座。其放松方法為: 將卸荷座穿過鋼絞線套在工作錨上,然后將小噸位千斤頂安裝到滑絲或斷絲的鋼絞線上,錨固好后進行張拉,使夾片松動,并用釬子自卸荷座出口處撥出夾片,然后緩慢回油使鋼絞線松動。其補拉方法為: 若為滑絲且鋼絞線只有輕微損傷,可更換夾片,重新用小頂張拉到設計應力。若為斷絲應更換鋼絞線及夾片,安裝后重新用小頂張拉到設計應力。
3.2 鋼絲滑絲與斷絲的處理措施
3.2. 1 對于發現有滑絲,將該束鋼絲放松之方法
二端裝上千斤頂,將鋼絲楔緊在卡盤上一端張拉,待錨塞退出錨圈,用扁鋼絲纖子自對中套的缺口處插入錨具擋住錨塞小頭,然后主缸緩慢回油,將鋼束應力放松,錨塞即可取出。但是當繼續放松應力并把卡盤的鋼絲退出時,此時錨塞可能又被楔緊,再照上述方法第二次放松應力。第二次退楔后拆卸千斤頂,將鋼束端頭左右晃動,錨塞即可取出。然后拉出鋼束更換新的鋼束和錨具。
3.2. 2 單根滑絲單根補拉方法
將滑進的鋼絲楔緊在卡盤上,張拉達到應力后頂壓楔緊。
3.2 .3 遇到錨塞楔得很緊,張拉不出來的情況時可用如下的方法
安上千斤頂并楔緊各根鋼絲,拉相當大的應力時仍接不出塞時,打掉一個千斤頂卡盤上鋼絲的楔子,迫使1一2 根鋼絲產生抽絲,這樣錨塞與錨圈之錨固力就小了,再次張拉錨塞則就較易拉出。
綜上所述,最好的預防辦法是與一些技術力量比較雄厚的預應力錨具廠家合作研究,改進錨具產品,使得預應力錨具鋼材獲得最好的匹配效應,才能有效遏制滑絲與斷絲等現象。
4 結語
預應力混凝土張拉技術是整個預應力混凝土施工中最關鍵的技術之一,涉及的環節較多,因此把好張拉控制技術的每一個環節,對保證預應力混凝上橋梁的使用壽命和安全都是1一分關鍵的。綜上所述,應堅持以下基本原則: ①千斤頂、錨具的選擇和購貨一定要選擇具有多年生產經驗的生產廠家,最好能配套訂貨,到貨后要進行必要的標定,這是保證張拉質量的最基本條件; ②千斤頂、油泵、油表必須按標定周期進行配套標定后方可使用,做到配套標定,配套使用; ③根
據對千斤頂的類型、性能、使用方法、工藝特點,來制定詳細的張拉工藝細則和質量控制標準。④對于兩端同時張拉的預應力筋要做到兩端協調一致,同步進行。錨固時采用取一端先錨固,另一端補足到控制應力后再錨固的方法,以減少錨固時預應力的損失。