一种先张法预应力箱梁的张拉及放张工艺.pdf

本发明公开了一种同时进行直线、折线筋张拉及放张的新工艺，其技术方案为穿束预应力钢绞线后，采用两端同步分级张拉方式，先初调直线筋，再初调和张拉折线筋，最后张拉直线筋；采用大吨位液压千斤顶整体分级放张，并辅以螺旋支撑跟进保护放张工艺，先放张折线筋，再放张直线筋。本发明选择大吨位千斤顶，采用“预应力筋单根初调，千斤顶分级整体张拉，千斤顶整体分级放张，辅以螺旋顶支撑跟进保护”的张拉及放张工艺，可避免单根张拉带来的低效率、不安全等因素，可保证箱梁受力均衡、放张安全，提高放张效率，可适用于放张吨位达52000kN的先张法预应力混凝土箱梁的张拉及放张。

1.  一种先张法预应力箱梁的张拉及放张工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)张拉工艺：
安装箱梁的模板系统及导向装置，穿束直线筋、折线筋，采用两端同步分级张拉方式，按照“单根初调、整体终拉”的张拉工艺施工，其张拉程序为：先初调直线筋，再初调和分级张拉折线筋，最后分级张拉直线筋；
(2)放张工艺：
采用大吨位千斤顶整体分级放张，并辅以螺旋支撑跟进保护，其放张程序为先放张折线筋，再放张直线筋。

2.  根据权利要求1所述的先张法预应力箱梁的张拉及放张工艺，其特征在于所述的张拉程序为：初始状态观测、初调直线筋至0.2σ、初调折线筋至0.2σ、张拉折线筋至0.6σ、张拉折线筋至0.8σ、张拉折线筋至1.0σ、张拉直线筋至0.3σ、张拉直线筋至0.6σ、张拉直线筋至0.8σ、张拉直线筋至1.0σ、补足折线筋至1.0σ、结束张拉；
所述的放张程序为：
折线筋1.0σ-1.0MPa、试松螺栓支撑、放张至折线筋为1.0σ+0.5MPa时以千斤顶顶松支撑螺杆、从1.0σ降到0.6σ、继续降至折线筋0.3σ、折线筋0σ、切割导向装置，直线筋为1.0σ-1.0MPa、试松螺栓支撑、放张至直线筋为1.0σ+0.5MPa时以千斤顶顶松支撑螺杆、放张直线筋从1.0σ降至直线筋0.6σ、继续放张至直线筋0.3σ、直线筋0、结束放张。

3.  根据权利要求2所述的先张法预应力箱梁的张拉及放张工艺，其特征在于：
(1)安装箱梁的模板系统及导向装置，穿束直线筋，直线筋从端模对应处开设的拉伸孔穿越端模，穿越下横梁上设置的钢管，用单孔夹片工具锚锚固于梁体两端下横梁的锚垫板上；穿束折线筋，折线筋依次穿越端模上的拉伸孔、梁体中部导向装置上的导向辊、上横梁上设置的钢管，用单孔夹片工具锚锚固于两端上横梁的锚垫板上；所述的上、下横梁与梁体端部之间分别安装有液压千斤顶，每个液压千斤顶各自连接有一套液压系统；
(2)按照“单根初调”的方式，依次逐一初调直线筋、折线筋的所有预应力筋：采用前卡式千斤顶初调直线筋至0.2σ，采用前卡式千斤顶初调折线筋至0.2σ；
(3)按照“整体终拉”的方式，在箱梁的两端分别采用液压千斤顶分级整体终张拉所有预应力筋：张拉折线筋至0.6σ、张拉折线筋至0.8σ、张拉折线筋至1.0σ、张拉直线筋至0.3σ、张拉直线筋至0.6σ、张拉直线筋至0.8σ、张拉直线筋至1.0σ、补足折线筋至1.0σ、结束张拉；
(4)梁体混凝土灌筑、养护、放松模板系统后即可放张，采用大吨位液压千斤顶整体分级放张，先放张折线筋、切割导向装置，再放张直线筋，并辅以螺旋支撑跟进保护，各预应力筋的放张程序如下：
折线筋1.0σ-1.0MPa、试松螺栓支撑、放张至折线筋为1.0σ+0.5MPa时以千斤顶顶松支撑螺杆、从1.0σ降到0.6σ、继续降至折线筋0.3σ、折线筋0σ、切割导向装置，直线筋为1.0σ-1.0MPa、试松螺栓支撑、放张至直线筋为1.0σ+0.5MPa时以千斤顶顶松支撑螺杆、放张直线筋从1.0σ降至直线筋0.6σ、继续放张至直线筋0.3σ、直线筋0、放张结束。

4.  根据权利要求1、2或3任一项所述的先张法预应力箱梁的张拉及放张工艺，其特征在于所述“单根初调、整体终拉”的张拉工艺操作如下：
(1)单根初调：
折线筋两端初调，顺序从上到下初调；直线筋采用单端初调，顺序从中间向两边初调；
(2)整体终张拉：
在梁体两端分别采用液压千斤顶同步分级张拉直至至1.0σ，在张拉的过程中，螺栓保护支撑要不断跟进。

一种先张法预应力箱梁的张拉及放张工艺
技术领域
本发明涉及一种建筑构件的张拉及放张工艺，更具体的说涉及一种先张法预应力箱梁的张拉及放张工艺。
背景技术
我国从1958年开始研究和试制先张梁，但在配筋形式方面多采用直线配筋，在预应力的施加方面通常采用一端张拉，另一端在张拉前要设置好固定装置或安放好预应力筋的放松装置，也有采用两端张拉的方法。张拉工艺方面，有采用单根张拉和多根张拉，但由于张拉吨位小，所选用的千斤顶吨位比较小，行程小，油路装置压力小，千斤顶在张拉过程中的保护支撑多采用铁垫块，工效低；在放松预应力方面，采用的方法有小吨位千斤顶先拉后松、砂箱放松、滑楔放松和螺杆放松等，这些预应力放松方法安全性不高，两端同步性较差，效率也比较低。而采用折线配筋的张拉及放张吨位达5200t的先张法预应力混凝土简支梁的张拉及放张工艺，未见文献报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种同时进行直线、折线筋张拉及放张的新工艺，该工艺可适用于放张吨位达52000kN的先张法预应力混凝土箱梁的张拉及放张。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
先张法预应力箱梁台座的张拉及放张工艺，包括以下步骤：
(1)张拉工艺：
安装箱梁的模板系统及导向装置，穿束预应力钢绞线，包括直线预应力钢绞线(简称直线筋)、折线预应力筋钢绞线(简称折线筋)，进行摩阻测试，以便准确掌握张拉控制应力；折线筋和直线筋均采用两端同步分级张拉方式，按照“单根初调、整体终拉”的张拉工艺施工，其张拉程序为：先初调直线筋，再初调和张拉折线筋，最后张拉直线筋，具体如下：
初始状态观测、初调直线筋至0.2σ(σ为张拉控制应力)、初调折线筋至0.2σ、张拉折线筋至0.6σ、张拉折线筋至0.8σ、张拉折线筋至1.0σ、张拉直线筋至0.3σ、张拉直线筋至0.6σ、张拉直线筋至0.8σ、张拉直线筋至1.0σ、补足折线筋至1.0σ、结束张拉；
(2)放张工艺：
采用大吨位液压千斤顶整体分级放张，并辅以螺旋支撑跟进保护，其放张程序为先放张折线筋，再放张直线筋，具体如下：
折线筋放张程序为：
折线筋1.0σ-1.0MPa、试松螺栓支撑、放张至折线筋为1.0σ+0.5MPa时以千斤顶顶松支撑螺杆、从1.0σ降到0.6σ、继续降至折线筋0.3σ、折线筋0σ、切割导向装置；
直线筋的放张程序为：
直线筋为1.0σ-1.0MPa、试松螺栓支撑、放张至直线筋为1.0σ+0.5MPa时以千斤顶顶松支撑螺杆、放张直线筋从1.0σ降至直线筋0.6σ、继续放张至直线筋0.3σ、直线筋0、结束；
具体的张拉及放张工艺操作为：
(1)张拉工艺：
a安装箱梁的模板系统及导向装置，穿束直线筋，直线筋从端模对应处开设的拉伸孔穿越端模，穿越下横梁上设置的钢管，采用M18-1单孔夹片工具锚锚固于梁体两端下横梁6的锚垫板上；穿束折线筋，折线筋依次穿越端模上的拉伸孔、梁体中部导向装置上的导向辊、上横梁上设置的钢管，采用M15-1单孔夹片工具锚锚固于梁体两端上横梁的锚垫板上；所述的上、下横梁与梁体端部之间分别安装有液压千斤顶，每个液压千斤顶各自连接有一套液压系统；
b采用两端同步分级张拉方式，按照“单根初调、整体终拉”的张拉工艺施工，依次逐一初调直线筋、折线筋的所有预应力筋：采用YDC380-200型前卡式千斤顶初调直线筋至0.2σ，采用YDC250-200型前卡式千斤顶初调折线筋至0.2σ；
c在箱梁的两端分别采用YD600-180型液压千斤顶分级整体终张拉所有预应力筋：张拉折线筋至0.6σ、张拉折线筋至0.8σ、张拉折线筋至1.0σ、张拉直线筋至0.3σ、张拉直线筋至0.6σ、张拉直线筋至0.8σ、张拉直线筋至1.0σ、补足折线筋至1.0σ、结束张拉；
(2)放张工艺：
梁体混凝土灌筑、养护、放松模板系统后即可放张，采用大吨位液压千斤顶整体分级放张，包括折线筋放张、导向装置切割和直线筋放张，并辅以螺旋支撑跟进保护，各预应力筋的放张程序如下：
折线筋的放张程序为：
折线筋1.0σ-1.0MPa、试松螺栓支撑、放张至折线筋为1.0σ+0.5MPa时以千斤顶顶松支撑螺杆、从1.0σ降到0.6σ、继续降至折线筋0.3σ、折线筋0σ、切割导向装置；
直线筋的放张程序为：
直线筋为1.0σ-1.0MPa、试松螺栓支撑、放张至直线筋为1.0σ+0.5MPa时以千斤顶顶松支撑螺杆、放张直线筋从1.0σ降至直线筋0.6σ、继续放张至直线筋0.3σ、直线筋0、结束。
上述张拉程序中，所述“单根初调、整体终拉”的张拉工艺操作如下：
a单根初调：
折线筋两端初调，顺序从上到下初调；直线筋采用单端初调，顺序从中间向两边初调，直线筋调完一遍后，由于钢横梁产生变形，会导致中间部分钢绞线预应力损失；初调前在中部钢绞线和两侧钢绞线安装传感器，观测损失值，如果损失超限，必须对中间部分钢绞线补拉；
b整体终张拉：
单根钢绞线应力初调完成后，进行钢绞线整体张拉：在梁体两端分别采用千斤顶(如YD600-180型液压千斤顶)同步分级张拉直至至1.0σ，在张拉的过程中，螺栓保护支撑要不断跟进。
布筋穿孔前，预应力筋、钢横梁上相应孔位可按设计顺序编号标识，以避免出现眼孔错位、交叉等问题，影响张拉；预应力筋安装自下而上，分列、分层进行，先穿直线预应力筋，再穿折线预应力筋；预应力筋连同隔离套管在钢筋骨架完成后一并穿入就位，从而保证预应力钢绞线安装符合设计位置要求。
本发明的张拉及放张装置包括制梁台座和张拉体系两部分：制梁台座由台座基础、导向装置以及模板系统构成；张拉体系由张拉横梁、传力柱、千斤顶、保护支撑构成。其中所述模板系统包括底模、侧模和端模，端模上按照设计开设有穿束预应力筋的拉伸孔，侧模支撑于传力柱的主体上，底模安放于台座基础上；所述导向装置通过预埋螺栓锚固于底模下的台座基础上，其上设置有穿束折线筋的导向辊；所述传力柱的端部与张拉横梁之间安装有液压千斤顶和保护支撑。
所述传力柱采用了下述设计：A、传力柱端部设计成为台阶状，以便在台阶上安装张拉上横梁，满足箱梁折线筋的张拉；B、传力柱端部扩宽至2.5m，以便安装千斤顶和螺旋支撑；C、传力柱采用钢筋混凝土结构，端部千斤顶作用位置采用30mm厚钢板、弹簧筋和4层钢筋网片加强，以满足箱梁52000kN张拉力而不失稳，并保证在52000kN张拉力下端部混凝土的局部承压强度。
所述张拉横梁分为上、下横梁，以保证直线筋和折线筋张拉时的不同方向位移，并分别设置走形轨道。张拉横梁材质均为Q345C，采用钢箱结构，横梁装配锚垫板，以满足32m以下不同跨度不同预应力筋根数先张箱梁施加预应力。下横梁锚固直线筋，可承受40824KN的张拉力，采用双箱形结构组合而成，两箱形结构采用厚拼接板和高强螺栓连接，下横梁锚固的预应力根数较多，在两钢箱结构之间设三排钢管，便于穿束。上横梁锚固折线筋，可承受10348KN的张拉力，采用单箱截面，坡口焊。上横梁底部安装有滑道上摆，张拉时可沿传立柱上的预埋滑道移动，保证上横梁两端位移同步。
所述张拉千斤顶包括前卡式千斤顶和液压千斤顶，初调时采用前卡式千斤顶，其中直线筋初调采用YDC380-200型前卡式千斤顶，折线筋初调采用YDC250-200型前卡式千斤顶，以适应初调时不同钢绞线的构造要求；整体张拉及放张时采用YD600-180型液压千斤顶，下横梁每侧为5个，共20个，上横梁每侧1个，共4个。
为保证千斤顶作业安全及张拉质量，上、下横梁与传力柱之间每侧千斤顶四周设置四个支撑螺杆，两端共计32个，称为保护支撑。每完成一级张拉，锁定千斤顶，并及时旋紧支撑螺杆，避免千斤顶失效或因长时间支撑而产生泄压等意外发生。支撑螺杆采用42CrMo合金结构钢、T型螺纹。上横梁每个支撑螺杆的设计承载能力为1500kN、下横梁为6000kN。
为保证千斤顶的同步性，每端上、下横梁各采用1套泵站，全梁共采用4套超高压液压系统泵站，每套泵站将两台BZ63-10油泵并联供油，确保供油安全和供油效率。下横梁每端10台、上横梁每端2台YD600-180型自锁式液压千斤油顶，各油顶采用并联回路供油，使用液控单向阀组成的连锁回路，方便实现任意位置上的锁紧，确保张拉安全。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明选择大吨位千斤顶，采用“预应力筋单根初调，千斤顶分级整体张拉，千斤顶整体分级放张，辅以螺旋顶支撑跟进保护”的张拉放张工艺，能够满足52000kN大吨位张拉力的张拉及放张需要。张拉工艺采用单根初调、整体张拉的方式，采用单根初调，可使钢绞线初始应力一致，预应力钢筋得到有效利用且使张拉作业更安全；采用整体张拉的方式，则可避免单根张拉带来的低效率、不安全等因素；放张工艺采用大吨位千斤顶整体分级放张，并辅以螺旋支撑跟进保护放张工艺，可保证箱梁受力均衡、放张安全，提高放张效率。
附图说明
图1是本发明的终张拉程序示意图；
图2是本发明的放张程序示意图；
图3是本发明的张拉及放张装置结构示意图。
图中：1-先张梁梁体，2-导向装置，3-台座基础，4-传力柱，5-张拉上横梁，6-张拉下横梁，7-液压千斤顶，8-折线预应力筋，9-直线预应力筋。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
实施例
(1)张拉工艺：
a安装箱梁的模板系统及导向装置，穿束直线筋，直线筋从端模对应处开设的拉伸孔穿越端模，穿越下横梁上设置的钢管，采用M18-1单孔夹片工具锚锚固于梁体两端下横梁的锚垫板上；穿束折线筋，折线筋依次穿越端模上的拉伸孔、梁体中部导向装置上的导向辊、上横梁上设置的钢管，采用M15-1单孔夹片工具锚锚固于两端上横梁的锚垫板上；所述的上、下横梁与梁体端部之间分别安装有液压千斤顶，每个液压千斤顶各自连接有一套液压系统；
b采用两端同步分级张拉方式，按照“单根初调、整体终拉”的张拉工艺施工，依次逐一初张拉直线筋、折线筋的所有预应力筋：采用YDC380-200型前卡式千斤顶，按照从上到下的顺序、两端同时张拉直线筋至0.2σ，采用YDC250-200型前卡式千斤顶，按照从中间向两边的顺序单端初调折线筋至0.2σ；直线筋调完一遍后，观测初调前在中部预应力筋和两侧预应力筋上安装的传感器上的损失值，如果损失超限，必须对中间部分钢绞线补拉；
c在箱梁的两端分别采用YD600-180型液压千斤顶分级整体终张拉所有预应力筋：张拉折线筋至0.6σ、张拉折线筋至0.8σ、张拉折线筋至1.0σ、张拉直线筋至0.3σ、张拉直线筋至0.6σ、张拉直线筋至0.8σ、张拉直线筋至1.0σ、补足折线筋至1.0σ、结束张拉；
(2)放张工艺：
梁体混凝土灌筑、养护、放松模板系统后即可放张，包括折线筋放张、导向装置切割和直线筋放张，采用大吨位液压千斤顶整体分级放张，并辅以螺旋支撑跟进保护放张工艺，各预应力筋的放张程序如下：
折线筋的放张程序为：
折线筋1.0σ-1.0MPa、试松螺栓支撑、放张至折线筋为1.0σ+0.5MPa时以千斤顶顶松支撑螺杆、从1.0σ降到0.6σ、继续降至折线筋0.3σ、折线筋0σ、切割导向装置；
直线筋的放张程序为：
直线筋为1.0σ-1.0MPa、试松螺栓支撑、放张至直线筋为1.0σ+0.5MPa时以千斤顶顶松支撑螺杆、放张直线筋从1.0σ降至直线筋0.6σ、继续放张至直线筋0.3σ、直线筋0、结束。