重载铁路后张法预应力混凝土简支T梁预制的预应力施工技术

重载铁路后张法预应力混凝土简支T梁预制的预应力施工技术

摘要 预应力施工技术在铁路、公路、市政工程等领域中广泛应用，结合山西中南部铁路后张法预应力混凝土简支T梁预制施工，对T梁预制的预应力施工工序进行总结，为今后类似的工程提供借鉴。

关键词 简支梁；后张法；预应力；张拉；施工技术

1 工程概况

山西中南部铁路通道是我国乃至世界上第一条按30吨轴重设计、施工的重载铁路，全长1260公里，西起山西省吕梁市兴县瓦塘镇，东至山东省日照港，年输送能力为货运20000万吨/年，客车15对/日。本工程承担负责山西中南部铁路通道起点至DK50+454.44之间的781孔T梁预制，其中有32 mT梁707孔、24 mT梁74孔。T梁按照全新的的是晋中南桥2103图纸施工，梁的混凝土强度、梁高、梁腹板厚度、钢筋量、桥梁预应力等较普通铁路采用的后张法预应力混凝土简支T梁相比都有一定的加强，造成施工难度增加，本文就重载铁路后张法预应力混凝土简支T梁预制施工中的预应力施工工序作业进行探讨。

2 预应力施工的准备工作

2.1 预应力孔道制作

纵向预应力孔道采用抽拔预埋橡胶棒成孔，橡胶棒通过定位网片定位，定位网片制作时应严格按照图纸施工，保证孔道位置符合设计要求，要求预应力孔道在距跨中4 m范围内不大于4 mm，其余部位不大于

5 mm，且管道线性顺畅。由于T梁腹板厚度较小，且此处钢筋特别密集，混凝土施工时要特别注意混凝土振捣棒不能碰到橡胶棒，防止孔道位置发生变化。混凝土施工完毕后拔管时间以能保证混凝土孔道形成良好、管壁混凝土无坍孔现象为原则，根据经验灵活掌握，一般在梁体混凝土灌注完毕后4 h～6 h（夏天），6 h～8 h（冬天）为宜，保证混凝土强度达到6 MPa～8 MPa。拔管过早混凝土有坍孔的危险，过晚则混凝土强度太高，橡胶棒与孔壁摩擦拔出较为困难。

横向预应力孔道采用预应力钢棒成孔，在混凝土浇筑过程中安排专人负责转动，每半小时一次，消除预应力钢棒与混凝土之间的粘结力，待混凝土初凝后，开始拔出横向预应力管道，一般浇筑完混凝土5小时后进进行，以混凝土不塌陷，钢棒表面不沾浆为准。

2.2 钢绞线束的制束与穿放

2.2.1 钢绞线束的制束

主筋采用公称直径φ15.20 mm二级低松弛钢绞线，抗拉强度不小于1860 MPa，其技术要求应符合GB/T5224-2003《预应力混凝土用钢绞线》的规定。钢绞线进场必须具有质量证明文件，必须对其质量指标进行全面检查，按批抽取试件检测破断负荷、屈服负荷、弹性模量、极限伸长率、松驰率、直径。同厂家、同品种、同规格、同批号的钢绞线每30 t为一批（不足30 t按一批计），对其进行破断负荷、屈服负荷、弹性模量、极限伸长率、直径5项抽样检验一次。

1）备料：领取经复验合格的钢绞线，吊至放线场地，并做好放线时防止钢绞线松盘的措施。在下料平台上作出显著准确的下料长度

标记。

2）下料：下料长度按设计下料长度下料，其实际下料长度与计算确定长度误差为±10 mm。下料时用砂轮切割机平放切断，断后平放在地面上，钢绞线的端头采取适当的措施，以防放散股。

3）编束：整束钢绞线切割完毕后须按各束理顺，并间隔1.5 m用铁丝或扎丝捆扎编束，成束时保证同一束钢绞线顺畅不扭转，钢绞线束两端整齐，束内各根钢绞线长度差允许偏差±5 mm。

4）质量要求：①每片梁内钢绞线应由同一厂家、同一规格、同品种、同批号的钢绞线组成，不混用。若一片梁用两个批号钢绞线，则每个孔道钢绞线弹性模量之差不大于5 GPa，同一孔道钢绞线弹性模量之差不大于3 Gpa；②下料后的钢绞线长度一致，无死弯，无沾染油污，成束后两端应整齐；③梁体纵向预应力钢绞线束有8根、9根、10根、11根、12根、13根六种规格，编束时加以区别，并按编号分类存放，以免在穿束时穿错。

2.2.2 钢绞线束的穿放

穿束的顺序：由上向下、由里向外。

1）钢绞线从下料场地搬运时，应按图纸规定复查编束后的钢绞线长度、每束根数和编束的质量是否符合要求。

2）钢绞线束搬运时，支点距离不大于3 m，端部悬出长度不宜大于1.5 m。

3）在搬运过程中，要防止出现死弯，其最小弯曲半径不得小于1 m。

4）穿束前钢绞线不得沾上油渍、泥土，并应顺直、无死弯。

5）穿束前对孔道应当用通孔器全程疏通，以保穿束顺利通过。

6）穿束前应检查锚垫板及喇叭口周围及喇叭口内和压浆孔内的灰浆是否清除和畅通。

7）钢绞线穿入孔道后，两端伸出锚垫板长度应不小于设计要求。

8）钢绞线穿入梁体混凝土孔道，采用人工穿入；如采用卷扬机引拉，应先穿入一根钢丝作为引线，将钢丝绳拉进孔道，再将钢丝绳与预应力筋联接起来，然后开动卷扬机，人工扶正预应力筋，即可将预应力筋拉入管道。

2.3 张拉机具准备

1）张拉设备的选取：张拉千斤顶采用液压千斤顶以及配套的高压油泵，千斤顶的吨位宜选张拉力值δk值的1.25～1.5倍内，防止千斤顶吨位选取不当造成张拉力不精确。千斤顶使用前应进行校正，确定其校正系数不得大于1.05（采用压力环、传感器或试验机配套校正）。

2）张拉千斤顶在张拉了200次、千斤顶校正期限已达一个月或千斤顶经过修理后，发生上述任何一种情况都必须重新进行校验。

3）张拉千斤顶校正前，须将油泵、油压表、千斤顶安装好后，试压三次，每次加压至最大使用压力的10%，每次加压后维持5分钟，压力降低不超过3%，否则找出原因并处理，然后才进行校验工作。

4）油压表采用精度0.4级的油压表，最大量程为60 MPa（工作范围为量程的25%～75%），读数最小值为0.5 MPa。

5）油压表使用前必须校正。在正常情况下，油压表的校正期限为7天。在特殊情况下，如指针松动、无油压时指针不回零或其他异常情况，均需检修，并重新进行校正。

3 钢绞线张拉施工作业

1）T梁生产初期，需进行预应力的管道、锚口和喇叭口摩阻测试，以确定预应力的实际损失，必要时由设计方对张拉控制力进行调整。

2）施工准备：清理锚垫板喇叭口内的水泥浆→检查孔径→安装夹片及工作锚→安装限位板→安放过渡环→千斤顶就位（保证千斤顶中心、锚具中心和孔道中心三心合一）→安放工具锚并打紧工具夹片。

3）张拉作业必须在混凝土强度、弹性模量等指标合格后才能进行，张拉分初张拉和终张拉两个阶段进行。

第一阶段，梁体强度达到图纸设计初张拉强度后后进行初张拉，初张拉后梁体移出台位，为防止T梁出现早期开裂，初张拉宜尽早进行。

第二阶段，终张拉在梁体混凝土强度及弹性模量达到设计强度后且龄期不少

于14 d时进行。

4）张拉采用两端同步张拉，张拉顺序严格按照设计图纸上顺序进行；张拉过程实行双控：以油压表读数（控制力）为准，预应力筋伸长值校核，张拉过程中保持两端的伸长量基本一致，钢绞线实际伸长值与计算伸长值相差不超过±6%；钢绞线回缩量每端不超过6 mm。

5）张拉工艺流程。①初张拉工艺流程：0→0.2σk（测伸长值初值及工具锚夹片外露量）→初张拉控制应力（静停持荷2 min，随时补油，测伸长值终值，计算并校核伸长）→回油至0锚固；②终张拉（未初张拉）钢束操作流程：0→0.2σk（测伸长值初值及工具锚夹片外露量）→σk（静停持荷2 min，随时补油，测伸长值终值及工具锚夹片外露量）→回油到0锚固（测总回缩量、测工作锚夹片外露量）；③终张拉（已初张拉）钢束操作流程：初张拉时的σ（测伸长值初值及工具锚夹片外露量）→σk（静停持荷2分钟，随时补油，测伸长值终值及工具锚夹片外露量）→回油到0锚固（测总回缩量、测工作锚夹片外露量）。