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大型预制混凝土箱梁预应力张拉施工技术探讨
吴艳伟马巧遇
中交四航局二公司项目部
摘要：结合胶州湾大桥土建工程施工经验,点明了后张法预应力技术的施工要点，详细论述了后张法预应力张拉施工中常见的质量问题,分析其产生的原因,并提出了合理的处理方法和预防措施。
关键词：预制箱梁；张拉；常见问题；预防措施；

预应力体系作为桥梁主要的受力体系，在保证结构的整体安全方面起着极为重要的作用。随着道路桥梁建设规模的扩大，预应力技术在桥梁工程中的应用越来越广泛，然而出现的质量问题也不断增多。结合实际问题作出应有的分析和对策，是保证施工质量的重要手段。
1.工程概况
1.1设计情况
胶州湾大桥非通航孔桥采用跨径60m、高3.67m、顶板宽17m的箱形梁形式，箱梁预应力采用纵向和横向双向预应力体系,纵向通长预应力孔道共24道，均为空间曲线布置。孔道最大直径Φ115mm，最长为68.43m。
1.2预应力张拉施工特点
与国内同类型桥梁工程相比，本工程预应力体系具有以下特点：
（1）预应力钢束数量多，长度长，单束张拉吨位大；
（2）钢束空间布置复杂，平弯竖弯多；
（3）箱梁截面尺寸大，导致施工难度和危险性加大；
（4）箱梁预制为流水作业，作业效率要求高；
（5）预应力施工安全、环保防护要求高。
2.施工要点
2.1钢绞线理论伸长值计算
施工中对钢绞线张拉应力的控制一般采用引伸量与强度双控，以引伸量为主的控制方法，即要求实际伸长值与理论伸长值的差值满足设计要求。按照相关要求，施工前技术人员应根据施工现场情况对设计给出的理论伸长值进行校核，准确的计算出钢绞线的理论伸长值。在《公路桥涵施工技术规范》中理论伸长值的计算公式为：
ΔL＝（PpL）/（ApEp）
式中：ΔL――钢绞线理论伸长值（mm）
Pp――钢绞线的平均张拉力（N）
L――钢绞线的长度（mm）
Ap――钢绞线的截面面积（mm2）
Ep――钢绞线的弹性模量（N／mm2）
在运用上述公式进行计算时，应特别注意以下三个方面的问题，这也是在施工现场张拉控制时容易忽略的问题：
2.1.1预应力平均张拉力的计算
当预应力筋为直线筋时取张拉端的张拉力为平均张拉力，预应力筋为曲线筋时，其平均张拉力按下式计算：
Pp＝P（1－e-(kx+μθ)）／（kx＋μθ）
式中：P――钢绞线张拉端的张拉力（N）
x――从张拉端至计算截面的孔道长度（m）
θ――从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）
k――孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数
μ――钢绞线与孔道壁的摩擦系数
曲线筋的平均张拉力计算时，k、μ可直接从规范附表G-8中查得，要特别注意的是x、θ如何取值的问题．在施工中预应力束采用单端张拉和采用两端张拉时x、θ的计算方法是不同的，这是由于同一束钢绞线在同等的张拉力下，单端张拉相对于两端张拉时的管道要长，其磨阻力也大，则钢绞线的伸长值也就随之较小，因此：
单端张拉时，x=L，θ=θ平弯+θ竖弯；
两端张拉时，x=L／2，θ=(θ平弯+θ竖弯)／2。
值得说明的是，“θ平弯+θ竖弯”是平弯角度和竖弯角度的矢量叠加，但实际施工中，当θ平弯、θ竖弯较小时，用矢量叠加值和数值叠加值分别计算出的结果相差极小，故为了计算简便，可直接采用数值叠加。
如果在计算钢绞线的理论伸长值时忽略了张拉采用的方式，不加区别的进行计算，计算的预应力平均张拉力难免会有偏差，这必然导致钢绞线理论伸长值计算有误，并将直接影响钢绞线的张拉控制质量，预应力构件的施工质量也随之受到影响，因此这是现场施工技术人员必须重视的问题。
2.1.2钢绞线长度L的取值
由于张拉时钢绞线引伸量是通过量测千斤顶活塞引伸量得到，因此计算钢绞线理论伸长值时，钢绞线长度应取锚固长度与张拉工作长度之和。张拉工作长度根据千斤顶及锚具型号确定。
2.1.3预应力筋的截面面积（AP）、弹性模量（EP)取值
设计方计算钢绞线的理论伸长值时所采用的截面面积和弹性模量是标准值，现场计算钢绞线理论伸长值时应取实测的钢绞线截面面积和弹性模量。
2.2张拉分级及实测伸长值计算
张拉分级应既能保证预应力施加均匀，又能精确地控制张拉力，且不致张拉过程繁冗。本工程中张拉分级见表1：

表1张拉分级表
钢束号张拉级数各级张拉控制力钢束号张拉级数各级张拉控制力W1、W2、W3、W4、B6初张第一级10%张拉控制力B1、B2、B3、B7、B8第一行程第一级10%张拉控制力第二级20%张拉控制力第二级20%张拉控制力第三级25%张拉控制力第三级50%张拉控制力终张第一级25%张拉控制力第二行程第一级50%张拉控制力第二级50%张拉控制力第二级75%张拉控制力第三级75%张拉控制力第三级100%张拉控制力第四级100%张拉控制力
一次张拉伸长值计算：分级张拉：0→10%σk（测引伸量L1）→20%σ