移动模架简支箱梁预应力张拉施工工艺的改进及钢绞线张拉仲长值计算方法的优化

建筑与工程　Ｉ■　移动模架简支箱梁预应力张拉施工工艺的改进及钢绞线张　拉仲长值计算方法的优化　罗世禹　（中铁十九局集团第三工程有限公司　辽宁　辽阳ｌ　１　１０００）　［摘　要］本文以高速铁路工程建设为背景，结合桥梁工程简支箱梁施工，阐述了移动模架现浇箱梁的施工工艺，介绍了一种预应力张拉旋工工艺的改进方　法，通过实践证明，这种方法达到了提高箱梁生产效率、加快施工进度的目的。在简支箱梁预应力施工时，由于采用了应力应变双控的质量保证措施，所以伸长　值的计算就相当重要，而实际与设计的钢绞线伸长值往往并不相符，本文结合施工实际，充分分析了各种影响因素，通过对后张法现浇预应力箱梁预应力钢绞线张　拉伸长值计算方法的优化，总结出了一套较适用于现场旌工的伸长值的计算方法。　［关键词］移动模架预应力　张拉调整伸长值　中图分类号：Ｕ４４５．３２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１０）３６—０４４０—０２ｊ　Ｔ工程概况　该工程是位于厦深铁路（福建段）ＸＳＦｊ－Ⅲ标段的长田双线特大桥，桥中心　里程为ＤＩＫＩ３４＋０９０，起讫里程为ＤＩＫ１３４＋６５７．９９８￣ＤＩＫＩ３５＋５２２．００２，桥梁全长　８６４．００４　ｍ，全桥位于平曲线上，曲线半径Ｒ＝７０００　ｍ。孔跨布置为２６×３２．６　ｍ，桥面板宽１２．２　ｍ，梁长３２．６　ｍ。下部结构墩、台采用钻孔灌注桩基础和　扩大基础两种形式，桥墩采用双线圆端形实心墩，桥台均为矩形空心台，梁部采　用移动摸架现浇法浇注施工。　２简支箱粱结构设计形式及预应力体系材科规格　本桥共有２６跨简支箱梁，均采用移动模架现场浇注，箱梁采用单箱单室、　变高度、变截面结构形式　箱梁跨中截面中心线处梁高２．８９ｍ，支点截面中　心线处梁高３．０９ｍ，横桥向支座中心矩４．７ｍ，箱梁截面共有２７个张拉孔，箱梁　混凝土强度等级为Ｃ　５　０　预应力钢束采用低松弛钢绞线，标准强度为　ｆ　ｏｋ＝１８６０Ｍｐａ　，规格为　１　Ｘ　７　１５　２　．，面积Ａｐ为　１４０ｍｍ　。，锚固体系采用Ｍ１５—１２、ＭＩ５—１３锚具及配套支承垫板，管道形成采用内径　９Ｏ姗镀锌金属螺旋波纹管　成孔，张拉方法为后张法预应力两端张拉施工。　３移动模架现浇箱粱麓工工艺　ＤＺ３２／９００上承自行式移动模架是针对铁路客运专线双线整孔桥梁施工而　设计，为上承式结构，能够自行倒装支腿。主要由主梁系统、外模系统、后　主支腿、中主支腿、前辅助支腿、桥面轨道、电气液压系统及辅助设施等部　分组成。　移动模架造桥机利用桥梁端部、承台和桥墩安装支腿，支腿支撑主梁系　统，外模及模架吊挂在主粱系统上，形成一个可以纵向移动的桥梁制造平台，　完成桥梁的施工。移动模架横向分离，使其能够通过桥墩，纵向前移过孔到达　下一施工位，横向合拢再次形成施工平台，完成下一孔施工。移动模架每孔箱　梁施工循环时间表如（表１）所示。　表１移动模架每孔箱梁施工周期表　洋号　工作内眷　Ｉ时间Ｉ芹号１ｉ　移模横移、双移过孔　Ｉ　１　５天Ｉ　５　０　诲整攫振　Ｉ　ｉ．５玉ｌ　６　３　装渡毁管　内瘴赘装安Ｉ一／＼Ｉ　４　绑扎瑶毛叵板箭　１　１最　ｌ合计　ｌ０天　Ｉ　工释内群　ｌ饶筑砼　Ｉ硷葬生　Ｉ时间　１　０　５天　ｌ　ｌ０　锐减到了ｌＯ—ｌ２天，工期大大缩短，进度加快了，提高了设各的利用率，为生产　带来了可观的经济效益。　５钢绞线张拉伸长值计算方法的优化　通过分析可知，因为Ｋ、Ｕ、Ｅｐ、Ｌ、Ｐ等参数值的可变性，导致了设计　图纸中给定的伸长值与实际伸长值不符。我们务必在施工中采用各种检测手　段，获取到这些参数的可靠数据，有了这些基础数据，我们还得找到一种简便、　实用的钢绞线伸长值计算方法，才能计算出与实际相符的钢绞线伸长值，最终　达到应力应变双控的目的。通过施工实践，下面就介绍一种优化了的钢绞线　张拉伸长值计算方法，希望对大家有所用处。　５．１预应力钢绞线伸长值精确计算公式　根据《公路桥涵施工技术规范》（ＪＴＪ０４　１～２０００）中关于后张法理论伸　长值的计算，可以得出如下公式：　公式㈩△Ｌ：ｆ　Ａ　：旦ｆ　］　Ａ乒Ｐ、＿也＋　ｌ　Ｐ　印＝竿［　］　公式（３）Ｐｅ：Ｐｓｅ－（ｈ∽　　ｌＪ　ｌ　‘、　ｉ一　ｌ　４后张法预应力张拉施工工艺的改进　４　１预应力张拉改进办法　由于该工程采用ＤＺ３２／９００上承自行式移动模架进行箱梁的现场浇注。当　式中：△Ｌ一各分段预应力筋的理论伸长值（ｍｍ）：　Ｐｐ一各分段预应力筋的平均张拉力，即取张拉端的拉力与计算截面处扣　除孔道摩阻损失后的拉力的平均值（Ｎ）。但是要注意，这个值并不等于各分段　的起点力与终点力的平均值（Ｎ），而要根据公式（２）进行计算得出：　Ｌ一预应力筋从张拉端到计算截面的分段长度（ｍｍ）：　Ａｐ～预应力筋的截面面积（ｍｍｚ）：　Ｅｐ～预应力筋的弹性模量（Ｍｐａ）：　Ｐｓ—预应力筋张拉端的张拉力，将钢绞线分段计算后，为每分段的起点张　拉力，也可以是　前段的终点张拉力Ｐｅ（Ｎ），Ｐｅ可由公式（３）进行计算得到：　０—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，分段后为每分段　中各曲线　段的切线夹角和（ｒａｄ）：　Ｘ一从张拉端至计算截面的孔道长度，整个分段计算时ｘ等于Ｌ（ｍ）ｉ　表２部分钢束张拉锚外控制应力对比表　原设计部分强拉临外控制应力　调整后部分张控恬外控翩应力　进行完预张拉、初张拉时，钢绞线只能承受结构的自重，必须等到箱梁钢绞线　终张拉完毕后才可过孔进行下一跨简支箱梁的旌作，这样将会影响到施工的进　程，造成设备的闲置、资源的浪费，则有必要对张拉施工工艺进行改进。经　过严格分析检算，对钢束张拉顺序及锚外控制应力做了调整，为了对比张拉调　整前后的差别，下面列出了部分钢束锚外控制应力对比如（表２）所示。　张拉调整后，可以看出，初张拉的钢绞线增加了，初张拉钢束锚外控制应力　均达到了原设计终张拉的应力水平，减少了终张拉钢束数量，简化了张拉操作　过程，方便了现场施工。　张拉　钢牵　犒外控制应　犄外张拉　张拉　锕束　插外控制应　锚外强控　骱段　钢柬号　根数　力Ｏ　ｋ　抑　骱段　饷孽号　根数　力０ｋ　，，　（校）　（Ｉｐａ）　（ｘＮ）　（根）　（１ｉｐａ）　０Ｎ）　预　ｍａ　ｌ３　９０３　张　拉　翱　张　拉　２　１０　２Ｎ２　２　８　２Ｎ３　２Ｈ　１２　ｌ３　ｌ２　ｌ２　ｉ３　９０３　９０３　９０３　Ｎ１８　张　１５ｌ　７．Ｏｔ　拉　２超１Ｏ　．１６４３４６　预　１３　９０３　ｌ６４３．４５　ｌ２　ｌＳ　ｇＯ３　１２４７．８　ｌ５１７．Ｏ４　２２７ｌ　２０５２．１２　４．２预应力张拉施工工艺改进后的张拉程序　预应力的张拉分三个阶段进行，分别为：预张拉、初张拉、终张拉。梁　体带模预张拉时，内模应松开，不应对梁体压缩造成阻碍，初张拉应在梁体混凝　土强度达到设计值的８０％后进行，初张拉后方可拆除底模及支承：脱模时梁体　强度达到设计强度的８０％条件下，也可以将预张拉和初张拉两阶段合并为～阶　段进行，当混凝土强度及弹性模量达到设计值的９０％后，移动模架就可以过孔，　进行下一片简支箱梁的施作：对前～片箱梁继续进行覆盖土工布洒水养生，待　混凝土强度及弹性模量达到设计值后，才进行终张拉。　通过预应力张拉调整，实践证明，平均每片箱梁施工周期由以前的１８天，　４４０　ｌ科技博览　１６４３４６　．２Ｎ２　１５ｌ　７．０＇Ｉ　栩　２Ｎ８　Ｎ１ａ　２Ｎｌ０　ｌ２　ｌＳ　１２　１２２Ｉ５　．张　ｌ２２９．６８　２０６６．８６　拉　ｌ２１６．９４　２２ｌ４．８３　１２１　６．４　２２１３．８６　ｌ２２１．６　２Ｏ５２．１２　孝荨　ｌａ　ｌ３　１２０９　２２００３８　搀　．２Ｎ３　ｌ２　１２３９８　．２０８２．８Ｓ　张　拉　２Ｎ１０　２博８　２Ｎ２　ｌ２　ｌ２　ｌ３　张　１２ｌ３．４６　２０３８．６１　拉　ｌ２１３．４６　１２３６．３８　２０３８．６１　２２５０．２１　２Ｎ７　ｌ３　ｌ２２５．５　２２３０．４ｌ　建筑与工程　・　■Ｉ　一　．一预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数，只有＿仕曹遇芎凹鄙刀／。　曩　嚣　数的影响ａ　浇简专箱梁钢绞线伸长值的计算为例子，进一步阐述钢绞　下面以３２．６ｍ现浇简支箱梁钢绞线伸长值的计舁刀例丁’赃　线伸　的计算方法。　ｕ　Ｅ　Ｄ　．置布一绞～钢向梁一“　ｍ　撇　秘　绞一ｎ～～一Ⅲ　臻一阴～　测　甓　訾　，　，　言　＿　还得对钢　帐值的现　盖　善　矣　莲　菇　　：讨程中甬，　誊矗　劣　　毒赞若林　Ｐ　ｓ、ａ　等参数值的确定对测量的数据加以分析、蒜　修正，得出与买　相，付刚伸长但不　。　ｌ帅％＋　２＋△Ｌ２。０　一２％一二　　一　　上１—出　一　一　公式说明：　一　ＥＤ值：通过做摩阻实验，可得出管道摩阻系数　、省垣倔左承烈　’取　各参数的取值如（表３）所示。　农Ｊ　表３参数取值表　敢值　箍，可以得出弹性　薹　蚕　中的　单端钢束实测伸长量：　Ａｆ，：　＝　△Ｌ一单端钢绞线伸长量（ｍｍ）：Ｚ￣００％－－锚外控制应力的１。ｏ％时千斤顶　裘２　表２　张让端锚孙控制颊　ｎ　出持撼　蚰　Ｆ　能纹茂蔼艰　１４０　Ｉｌｌ￣　ｉ弹　棱量　管　摩疆系救　错谱愠茗茹敬ｋ　２　０ｘ１０　ａ　０　３１５　０．００２２６　通过这个方法修正翥　计算出来的实测钢束伸长　基僵，就基本上　上消除了硐断Ｊ多步余求　的无　鍪　？毳冀　誊　慧　据进行分析，要　找出问题之所在，最终把安全质量隐思糟火住明牙　芯　下。　满对　孝　誓　要翥磊粪篓　嚣　萋　筹　茎　参考　釜　鬣品磊　　：　褥　啭’　符合设计的要求，真正起到了应力应变双控的目的。田亍今八爪　『１２　Ｂ］　《　铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构饭订　祀肌日东桥梁工程［Ｍ］．北京：人民交通出版社，金　嚣　２ｏｏ５．　　¨ｏｏｏｚ．　表４钢束坐标及曲线要素表　铜黼　钢耔搬号　ＮＩ＆Ｎ１ｂ，Ｎ１ｃ、Ｎ　１　跨）　Ａ　Ｂ　Ｃ　Ｄ　Ｅ　Ｎ　Ｎ７ｆｊ猎）　Ｂ　Ｃ　Ｄ　＆Ｎ８［半　Ｂ　Ｃ　Ｏ　Ａ　Ｅ　Ａ　Ｅ　Ｉ埒㈣　…　一∞０　Ｏ　１两００　，　’２５　１衢　１２５　，　Ｏ　，　，　５田　０　４鼢　０日０Ｄ　１∞∞　．０∞　０　∞６３　，　５１５　４鲫　’茁　１２５　１笛　９０Ｂ　８∞　４３５　，　，　１锄　晒　６　０　Ｉ　㈣　轮确删谶　｛　∞　圜匦半径Ｒ（㈣　０　，　０　，　，　，　０　，　０　，　０　４　０　０　，　０　，　０　，　１∞∞　，　，　Ｚ凸口Ｄ　，　圆墨长ＩＲＯｗｎ）　协喏陡Ｔ（ｍ呻　外　Ｅ（ｍ呻　钢索冁号　／　，　，　，　，　，　，　，　，　，　，　，　，　，　，　，　，　，　，　，　，　Ｂ　，　１０　，　，　ｓ３。　，　，　Ｃ　，　，　，　Ａ　，　，　，　Ｂ　，　∞９５　，　，　１明６　，　，　Ｃ　９　Ｏ　，　Ｅ　２７　Ｄ　，　Ｅ　Ｎ４，Ｎ９障踌）　Ｎ矗Ｎ１　半踌’　Ｎ＆Ｎ１１（半踌）　钢裁黼．．一　ｌ　ｘ｛ｒｒｒｎ）　　一∞０　０　５５７０　７６６１　１５Ｂ∞　．５∞　０　７’田　９乜　１锄　．∞０　０　唧５　加的６　１∞∞　Ａ　Ｂ　Ｃ　Ｄ　Ｅ　Ａ　ｌ　ｍ）　１∞　＇２∞　６笛　５　５２５　１６４３　１０∞　瞄　Ｏ　，　，　７２５　伽１３　’９∞　１∞５　９墨　９∞　６　０　０　，　，　辘突角ｄ　邀滞柑　）　圜瓢牟径Ｒ【ｍ　圆弧　【ｍｒ崎　Ｏ　，　，　０　６　０　０　，　，　０　，　，　０　０　，　，　Ｏ　６　Ｏ　，　蕊０∞　，　，　堑筻　，　，　Ⅱ卫　，　，　∞晒　，　，　互嘎Ｄ　，　，　∞９５　，　切睫长Ｔ（　，　矩Ｅ　哪　，　／　，　ｆ　１０轭　，　２７　，　，　，　，　，　，　＇０稻　，　，　２７　，　，　，　，　，　／　１ｏ４６　，　，　２７　，　科技博览Ｉ　４４１