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DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2109-5042-3834
摘 要：随着科学技术的发展，我国预应力现浇桥梁技术迅速兴起，各种能够提高生产效率和功能性的技术被开发并应用于大跨度桥梁的建设中。其中，预应力技术是发展最快、应用最广泛的一门科学，已在我国各个省份得到应用并得到迅速发展。该文对公路桥梁施工中现浇箱梁预应力的施工技术进行了详细阐述，使预应力在现浇连续梁施工中的应用更加广泛。
关键词：桥梁 现浇连续梁 预应力 控制技术
中图分类号：U445.57 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）09（a）-0052-03
Tension Control Technology of Prestressed Reinforcement in Cast-in-place Continuous Bridge
LIU Xiaoyun CAO Wulei WANG Keke
（China Construction Seventh Engineering Division Co， Ltd.， Zhengzhou， Henan Province， 450000 China）
Abstract： With the development of science and technology， prestressed cast-in-place bridge technology is rising rapidly in China. Various technologies that can improve production efficiency and functionality have been developed and applied to the construction of long-span bridges. Among them， prestressed technology is the fastest developing and most widely used science， which has been applied and developed rapidly in various provinces of China. In this paper， the construction technology of prestressed cast-in-place continuous bridge in highway bridge construction is described in detail， which makes the application of prestressed in cast-in-place continuous bridge construction more widely.
Key Words： Bridge; Cast-in-place continuous bridge; Prestress; Control technology
在预应力混凝土结构中，预应力筋的拉应力控制直接影响预应力的效果和混凝土结构的完整性。现浇预应力箱梁的现场施工一般采用双控法：一种是通过观察油泵压力表的压力值来控制张拉力;另一种是利用测得的伸长值和理论计算的伸长值来检查张拉力（误差范围为±6%）。
1 工程概況
上跨新月铁路分离式立交桥路线于修武县城北桩号K22+153.47上跨新月铁路，交叉角度为90°，对应新月铁路的桩号为K40+552.03;于桩号K22+108.1处上跨大沙河，交叉角度为60°;于桩号K22+362.7处上跨幸福路，交叉角度为94°。结合新月铁路现状，采用主线上跨新月铁路的桥梁方案，鉴于大沙河、新月铁路和幸福路相距较近，拟建桥梁一并跨过大沙河、新月铁路和幸福路。现浇箱梁按部分预应力混凝土A类构件设计。
2 现浇连续梁施工介绍
现浇箱梁是目前公路桥梁的主要形式之一。受预应力管道复杂、数量多、预应力管长等问题的影响，现浇箱梁预应力体系往往成为现浇箱梁的主要质量控制点之一。自动预应力预张拉技术的出现，克服了传统张拉法不能有效施加现行规范规定的预应力的缺陷，在施工应用中取得了较好的效果。复杂箱梁系统中的长孔、高摩擦和预应力损失是常见问题。
3 超长束预应力筋张拉技术问题
预应力梁由于连续箱梁一般单梁形式较多，箱梁自重极大，与管道的摩擦阻力增大。如果选择先穿孔的方式，很容易对预应力管道造成损坏，且校正装置难以准确定位;如果选择后穿法，预应力管道在现浇混凝土的整个过程中很容易变形或堵塞。当拉力达到设计方案的拉力时，具体拉长值的误差应在±6%范围内，每股断丝或滑扣数控制为1丝，且每个截面的断丝率不能超过该截面钢丝总数的1%。但是，在工程项目的实际活动中，当预应力增加时，拉应力和伸长率的双控大大超出了标准要求的数据和信息。主要表现在长预应力工程施工全过程中的参数控制。具体分析主要原因是通道摩擦损失指标μ与标准给出的数据信息不一致;通道越长，精度等级无法操纵，导致通道误差对摩擦危险指数k的误差。
4 超长束预应力筋张拉技术施工措施
4.1 穿束
采用首过法进行纵向预应力筋工程施工，即在钢筋连接好、预应力波纹管施工准确定位后进行预应力钢绞线的施工。在次梁上设置临时钢筋锚固端梁，并用YDC240Q液压千斤顶将穿入的钢绞线拉伸至实测操纵地应力0.1σk，使钢绞线张紧，防止钢绞线通过和然后盘绕。使用与第一条绞线相同的绞合方式进行钢绞线的绞合，直至绞线完成，消除临时钢筋锚固，并采取一定的有效措施维护绞合绞线，防止整个过程中对环境的污染和破坏现浇混凝土。对金属波纹管，按要求设置排水管孔、通气孔，发展气密性。梁内浇筑混凝土后，拉伸设计方案，用高压水清洗预埋管道，管道内剩余水自排水管孔排出[1-2]。 4.2 张拉
现行标准公路桥梁标准中，管道摩阻指数m是对某原材料的时间常数，未考虑预应力钢绞线总数、受拉载荷、受力危害、夹角等因素。但实际上，当隧道角度较小时，预应力钢绞线在相同的张力控制能力下具有非常大的轴向效应。预应力钢绞线有沉入管道空腔的趋势，这将扩大摩擦阻力指数m。此外，随着预应力钢绞线数量的增加，沿小夹角排列的钢绞线阻力不均匀，预应力钢绞线之间、钢绞线与隧道壁之间的摩擦阻力也会增大。因此，张拉前必须根据试验测量混凝土预应力筋与通道壁之间的摩擦指数m和通道各部分对摩擦的破坏指数K，并根据各卷材的具体钢绞线制造商给出的数字弹性模值和截面（同时对比进样抽检的相应参考值），调整设计方案给出的基本理论伸长值，明确拉应力P，使用YDC240Q单钢绞线张拉液压千斤顶对钢束（此时未安装锚夹）松开张紧钢绞线，验证钢绞线是否在管道内，稳定可变形，保证每根钢绞线的承载力均匀平衡，然后选择与钢绞线色差较大的色浆标出横截面，校准测得的伸长率值，并识别是否打滑扣状态。张力采用张力控制和伸长值校准双控切换策略[3]。
测量计算方法如下：第一张拉程序流程，当液压千斤顶注油至初始地面应力σo时，测量液压千斤顶张拉油缸的伸长量A0和千斤顶锚夹的外露CO特殊工具。在张紧到σk并保持负载5～10 min后，测量液压千斤顶张紧油缸的张力。外展A1和专用工具锚夹的暴露量C1。抽油至0后，测量液压千斤顶张紧油缸的外伸量A2和专用工具锚夹的外露量C2;第二张拉程序流程，当液压千斤顶给油至初始地面应力σo时，测量液压千斤顶张拉油缸的伸长量和专用工具锚夹的外露量C0。在张紧到σk并保持负载5～10 min后，测量液压千斤顶张紧油缸的伸出量B1和专用工具锚夹的露出量C1。抽油至0后，测量液压千斤顶张紧油缸的伸出量B2和专用工具锚夹的露出量C2，则钢梁第一张拉力的比伸长值为ΔL1（其中，a为工作时锚与专用工具锚之间的钢绞线在加载时的延展性伸长值，c为专用工具锚的收缩值，将钢绞线拉紧时从0.3σk夹到σk，c的值可从专用工具锚定隔板的前、后、左、右暴露外鋼绞线检查），钢绞线二次拉力比伸长值ΔL2，为受拉钢筋第一次锚固时钢绞线的收缩量，ΔLl与ΔL2之和是长钢束的拉力的具体延伸值。通过比较是否在±6%的中间（其中ΔL为调整后的基本理论伸长率值），可以区分长钢束的比伸长率值是否符合质量规定，ΔL与钢绞线中刻线的标记相比，液压千斤顶的伸长率值相对发达，以区分伸长率值的测量是否合适。由上可知，钢筋锚固时钢绞线束的收缩率下降，收缩率下降d的值可按以下公式检查：限位开关板深度-工作时暴露的锚夹数量[4]。检查测得的收缩降是否超过6 mm。如果超过6 mm，说明钢绞线束有整体滑扣。应更换专用工具锚固夹或限位开关板，然后扭绞整车线束。进行补充张拉，如果回缩量明显下降，很可能是锚夹在工作时的特性不符合要求或已经损坏。如果横截面发生变化，则表明某些钢绞线出现了滑扣。一定要选择YDC240Q中小型千斤顶进行补充张紧，否则在安装机架的工作中应及时张紧地脚夹[5-6]。
5 结语
随着当代连续梁桥向大跨度发展，预应力箱梁的设计与施工是一大特点和重大问题。在后续类似钢绞线的预应力工程中，为了更好地减少预应力的破坏，使梁体最终扩大合理的预应力，从以下几个方面进行试验和参考。施工时束的通道摩擦损失一般超过选型标准得到的值，强烈建议用摩擦阻力指数计算个人得到的值。最好选择符号通道进行K和m值评估。可采用直径较大的钢梁槽道，或采用抗弯刚度较大的开孔装置，如高密度高压聚乙烯塑料波纹管。
参考文献
[1] 李坊森，袁正学.预应力智能张拉技术在现浇箱梁施工中的应用[J].石家庄铁道大学学报：自然科学版，2018，31（S2）：185-188.
[2] 陈喜兵.预应力混凝土现浇箱梁施工与质量控制分析[J].中华建设，2020（4）：176-177.
[3] 王健.现浇箱梁预应力张拉的施工控制研究[J].建材与装饰，2020（5）：254-255.
[4] 于启安.大节段现浇连续梁中预应力筋张拉对支架结构受力影响的研究[D].石家庄：石家庄铁道大学，2019.
[5] 张勇勇.预应力混凝土现浇箱梁质量控制要点研究[J].山西建筑，2019，45（6）：164-165.
[6] 王建强，吕忠达，赵卓，等.预应力混凝土连续箱梁顶板早期裂缝控制研究[J].铁道工程学报，2019，36（9）：43-48.
摘 要：随着科学技术的发展，我国预应力现浇桥梁技术迅速兴起，各种能够提高生产效率和功能性的技术被开发并应用于大跨度桥梁的建设中。其中，预应力技术是发展最快、应用最广泛的一门科学，已在我国各个省份得到应用并得到迅速发展。该文对公路桥梁施工中现浇箱梁预应力的施工技术进行了详细阐述，使预应力在现浇连续梁施工中的应用更加广泛。
关键词：桥梁 现浇连续梁 预应力 控制技术
中图分类号：U445.57 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）09（a）-0052-03
Tension Control Technology of Prestressed Reinforcement in Cast-in-place Continuous Bridge
LIU Xiaoyun CAO Wulei WANG Keke
（China Construction Seventh Engineering Division Co， Ltd.， Zhengzhou， Henan Province， 450000 China）
Abstract： With the development of science and technology， prestressed cast-in-place bridge technology is rising rapidly in China. Various technologies that can improve production efficiency and functionality have been developed and applied to the construction of long-span bridges. Among them， prestressed technology is the fastest developing and most widely used science， which has been applied and developed rapidly in various provinces of China. In this paper， the construction technology of prestressed cast-in-place continuous bridge in highway bridge construction is described in detail， which makes the application of prestressed in cast-in-place continuous bridge construction more widely.
Key Words： Bridge; Cast-in-place continuous bridge; Prestress; Control technology
在预应力混凝土结构中，预应力筋的拉应力控制直接影响预应力的效果和混凝土结构的完整性。现浇预应力箱梁的现场施工一般采用双控法：一种是通过观察油泵压力表的压力值来控制张拉力;另一种是利用测得的伸长值和理论计算的伸长值来检查张拉力（误差范围为±6%）。
1 工程概況
上跨新月铁路分离式立交桥路线于修武县城北桩号K22+153.47上跨新月铁路，交叉角度为90°，对应新月铁路的桩号为K40+552.03;于桩号K22+108.1处上跨大沙河，交叉角度为60°;于桩号K22+362.7处上跨幸福路，交叉角度为94°。结合新月铁路现状，采用主线上跨新月铁路的桥梁方案，鉴于大沙河、新月铁路和幸福路相距较近，拟建桥梁一并跨过大沙河、新月铁路和幸福路。现浇箱梁按部分预应力混凝土A类构件设计。
2 现浇连续梁施工介绍
现浇箱梁是目前公路桥梁的主要形式之一。受预应力管道复杂、数量多、预应力管长等问题的影响，现浇箱梁预应力体系往往成为现浇箱梁的主要质量控制点之一。自动预应力预张拉技术的出现，克服了传统张拉法不能有效施加现行规范规定的预应力的缺陷，在施工应用中取得了较好的效果。复杂箱梁系统中的长孔、高摩擦和预应力损失是常见问题。
3 超长束预应力筋张拉技术问题
预应力梁由于连续箱梁一般单梁形式较多，箱梁自重极大，与管道的摩擦阻力增大。如果选择先穿孔的方式，很容易对预应力管道造成损坏，且校正装置难以准确定位;如果选择后穿法，预应力管道在现浇混凝土的整个过程中很容易变形或堵塞。当拉力达到设计方案的拉力时，具体拉长值的误差应在±6%范围内，每股断丝或滑扣数控制为1丝，且每个截面的断丝率不能超过该截面钢丝总数的1%。但是，在工程项目的实际活动中，当预应力增加时，拉应力和伸长率的双控大大超出了标准要求的数据和信息。主要表现在长预应力工程施工全过程中的参数控制。具体分析主要原因是通道摩擦损失指标μ与标准给出的数据信息不一致;通道越长，精度等级无法操纵，导致通道误差对摩擦危险指数k的误差。
4 超长束预应力筋张拉技术施工措施
4.1 穿束
采用首过法进行纵向预应力筋工程施工，即在钢筋连接好、预应力波纹管施工准确定位后进行预应力钢绞线的施工。在次梁上设置临时钢筋锚固端梁，并用YDC240Q液压千斤顶将穿入的钢绞线拉伸至实测操纵地应力0.1σk，使钢绞线张紧，防止钢绞线通过和然后盘绕。使用与第一条绞线相同的绞合方式进行钢绞线的绞合，直至绞线完成，消除临时钢筋锚固，并采取一定的有效措施维护绞合绞线，防止整个过程中对环境的污染和破坏现浇混凝土。对金属波纹管，按要求设置排水管孔、通气孔，发展气密性。梁内浇筑混凝土后，拉伸设计方案，用高压水清洗预埋管道，管道内剩余水自排水管孔排出[1-2]。 4.2 张拉
现行标准公路桥梁标准中，管道摩阻指数m是对某原材料的时间常数，未考虑预应力钢绞线总数、受拉载荷、受力危害、夹角等因素。但实际上，当隧道角度较小时，预应力钢绞线在相同的张力控制能力下具有非常大的轴向效应。预应力钢绞线有沉入管道空腔的趋势，这将扩大摩擦阻力指数m。此外，随着预应力钢绞线数量的增加，沿小夹角排列的钢绞线阻力不均匀，预应力钢绞线之间、钢绞线与隧道壁之间的摩擦阻力也会增大。因此，张拉前必须根据试验测量混凝土预应力筋与通道壁之间的摩擦指数m和通道各部分对摩擦的破坏指数K，并根据各卷材的具体钢绞线制造商给出的数字弹性模值和截面（同时对比进样抽检的相应参考值），调整设计方案给出的基本理论伸长值，明确拉应力P，使用YDC240Q单钢绞线张拉液压千斤顶对钢束（此时未安装锚夹）松开张紧钢绞线，验证钢绞线是否在管道内，稳定可变形，保证每根钢绞线的承载力均匀平衡，然后选择与钢绞线色差较大的色浆标出横截面，校准测得的伸长率值，并识别是否打滑扣状态。张力采用张力控制和伸长值校准双控切换策略[3]。
测量计算方法如下：第一张拉程序流程，当液压千斤顶注油至初始地面应力σo时，测量液压千斤顶张拉油缸的伸长量A0和千斤顶锚夹的外露CO特殊工具。在张紧到σk并保持负载5～10 min后，测量液压千斤顶张紧油缸的张力。外展A1和专用工具锚夹的暴露量C1。抽油至0后，测量液压千斤顶张紧油缸的外伸量A2和专用工具锚夹的外露量C2;第二张拉程序流程，当液压千斤顶给油至初始地面应力σo时，测量液压千斤顶张拉油缸的伸长量和专用工具锚夹的外露量C0。在张紧到σk并保持负载5～10 min后，测量液压千斤顶张紧油缸的伸出量B1和专用工具锚夹的露出量C1。抽油至0后，测量液压千斤顶张紧油缸的伸出量B2和专用工具锚夹的露出量C2，则钢梁第一张拉力的比伸长值为ΔL1（其中，a为工作时锚与专用工具锚之间的钢绞线在加载时的延展性伸长值，c为专用工具锚的收缩值，将钢绞线拉紧时从0.3σk夹到σk，c的值可从专用工具锚定隔板的前、后、左、右暴露外鋼绞线检查），钢绞线二次拉力比伸长值ΔL2，为受拉钢筋第一次锚固时钢绞线的收缩量，ΔLl与ΔL2之和是长钢束的拉力的具体延伸值。通过比较是否在±6%的中间（其中ΔL为调整后的基本理论伸长率值），可以区分长钢束的比伸长率值是否符合质量规定，ΔL与钢绞线中刻线的标记相比，液压千斤顶的伸长率值相对发达，以区分伸长率值的测量是否合适。由上可知，钢筋锚固时钢绞线束的收缩率下降，收缩率下降d的值可按以下公式检查：限位开关板深度-工作时暴露的锚夹数量[4]。检查测得的收缩降是否超过6 mm。如果超过6 mm，说明钢绞线束有整体滑扣。应更换专用工具锚固夹或限位开关板，然后扭绞整车线束。进行补充张拉，如果回缩量明显下降，很可能是锚夹在工作时的特性不符合要求或已经损坏。如果横截面发生变化，则表明某些钢绞线出现了滑扣。一定要选择YDC240Q中小型千斤顶进行补充张紧，否则在安装机架的工作中应及时张紧地脚夹[5-6]。
5 结语
随着当代连续梁桥向大跨度发展，预应力箱梁的设计与施工是一大特点和重大问题。在后续类似钢绞线的预应力工程中，为了更好地减少预应力的破坏，使梁体最终扩大合理的预应力，从以下几个方面进行试验和参考。施工时束的通道摩擦损失一般超过选型标准得到的值，强烈建议用摩擦阻力指数计算个人得到的值。最好选择符号通道进行K和m值评估。可采用直径较大的钢梁槽道，或采用抗弯刚度较大的开孔装置，如高密度高压聚乙烯塑料波纹管。
参考文献
[1] 李坊森，袁正学.预应力智能张拉技术在现浇箱梁施工中的应用[J].石家庄铁道大学学报：自然科学版，2018，31（S2）：185-188.
[2] 陈喜兵.预应力混凝土现浇箱梁施工与质量控制分析[J].中华建设，2020（4）：176-177.
[3] 王健.现浇箱梁预应力张拉的施工控制研究[J].建材与装饰，2020（5）：254-255.
[4] 于启安.大节段现浇连续梁中预应力筋张拉对支架结构受力影响的研究[D].石家庄：石家庄铁道大学，2019.
[5] 张勇勇.预应力混凝土现浇箱梁质量控制要点研究[J].山西建筑，2019，45（6）：164-165.
[6] 王建强，吕忠达，赵卓，等.预应力混凝土连续箱梁顶板早期裂缝控制研究[J].铁道工程学报，2019，36（9）：43-48.