曹超云
摘 要：城市桥梁建设中，特别是城市立交高架桥建设中，作业空间往往较为拮据，故盖梁常采用大悬臂设计以减少对地面空间的侵占。通过二次张拉变形计算，为预应力钢索张拉提供科学依据;二次张拉工艺施工时，进行变形检测，特别是竖向位移检测，有效地控制了盖梁标高，减少桥面铺装层的厚度偏差，有利于提高桥铺装层均匀性，增强桥梁的耐久性。
关键词：大悬臂盖梁 预应力二次张拉 变形计算 施工控制
中图分类号：U441 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）05（c）-0039-03
1 工程概况
329国道舟山段改建工程起点位于鸭蛋山码头，起点桩号K0+000，终点与平东线相交，设徐家村互通，路线终点桩号K49+318，路线总长49.318km。329国道舟山段全线建成后，将成为舟山第一条城市快速路，实现本岛“半小时交通圈”对促进新区经济社会快速发展具有重大意义，并将提升城市形象，为打造全省最美入城路创造条件。全线共有互通主线桥2座，匝道桥2座，预应力盖梁86片，以双柱式矩形钢筋混凝土双悬臂构造为主，盖梁长度为25.5m。以白泉2号桥54#盖梁为例（见图1），大悬臂双柱式桥墩盖梁的悬臂长度与双柱墩计算宽度比=（880+85）/
（450+170）=1.556，跨高比小于2.0，為国内罕见，属大悬臂深受弯构件，其应力分布不符合平截面假定，受力较为复杂且变形大，施工过程中对大悬臂盖梁预应力二次张拉变形进行计算，作为桥面和盖梁标高控制的依据。
第一次张拉、压浆、封锚均在既有施工脚手架上完成。待梁板安装完成后进行二次张拉，张拉作业在定制的施工挂篮上进行，张拉完成后24h内进行压浆作业并及时封锚。张拉控制数据输入后，并经现场监理核实正确后开始启动电源进行张拉，张拉根据设计图纸要求按以进行操作控制。
2 盖梁预应力二次张拉变形计算
2.1 计算模型
盖梁midas计算模型如图2所示。
2.2 计算参数
汽车荷载：公路-Ⅰ级;
C40混凝土：重力密度=26.0kN/m3，弹性模量Ec=3.45×104MPa;
预应力钢绞线：=15.20，fpk=1860MPa，钢索锚下控制应力σcom=1339.0，弹性模量Ep=1.95×105MPa，松驶率
=0.035，松驶系数=0.3;
金属波纹管：管道摩擦系数=0.20，管道偏差系数k=0.0015;
塑料波纹管：管道擦系数p=0.17，管道偏差系数k=0.0015。
2.3 计算结果
（1）主体应力（见图3）。
立柱梁单元应力最大为9.4MPa≤30MPa（混凝土设计强度）;
盖梁梁单元应力最大为18.2MPa≤40MPa（混凝土设计强度）;
故施工方法各个阶段符合结构设计要求。
（2）第一次张拉变形控制。
第一次张拉产生最大变形为13.71mm≤L/600=16mm，满足设计要求，计算结果如图4所示。
（3）预制梁板架设后位移。
第一次张拉后进行预制梁板架设，架梁后产生变形为下扰12.82mm≤L/600=16mm，满足设计要求，计算结果如图5所示。
（4）第二次张拉。
第二次张拉产生形变为13.88mm≤L/600=16mm，满足设计要求，计算结果如图6所示。
3 盖梁预应力二次张拉施工
3.1 张拉准备
预应力张拉采用张拉双控，以张拉应力控制为主，伸长量控制作为校验，实际伸长与理论伸长相比较，误差不得大于±6%，如发现伸长量异常立即停止张拉，查明原因并提出解决方案，待监理工程师审查批准后，方可继续张拉。
张拉所用的千斤顶、压力表、油泵等设备送宁波市计量测试研究院检定，检定合格后由监理审批同意方可投入使用，张拉使用的千斤顶和压力表、油泵必须配套使用并根据校验证书提供回归方程。确定张拉力与油泵压力表读取之间的对应数据，校验出每个阶段所需要的张拉力和压力表读数，以便操作人员掌握使用。
（1）清除锚具支承垫板上的水泥浆，并检查其与波纹管孔中心垂直度，如有偏差，用楔形钢垫块调整。将锚环中心与管道中心对齐，并将锚环的轮廓准确地描画在垫板上。
（2）采用梳丝板梳丝后，安装锚环及夹片，锚板安放在锚垫板的槽内，套入夹片并用小钢管将夹片均匀打紧，所有的夹片外露量一致，钢绞线不得扭转，钢绞线之间不得交错重叠，以防断裂。
（3）安装限位板及千斤顶，采用倒链滑轮组提升安装千斤顶，调整活塞外伸量至最小位置（不可到0位），顶靠均匀无隙。将缺口转到便于测量钢绞线长度的方向。千斤顶就位后，将钢绞线按顺序嵌入夹盘内，用楔块卡住。然后调整千斤顶的位置，使管道、锚环、千斤顶处在一条轴线上。
（4）安装工具锚板，此时注意钢绞线在工具锚的孔位与锚环的孔位一致，严禁在千斤顶孔内钢绞线发生交叉，以免张拉时发生断丝事故，安装工具锚夹片并打紧，所用夹片在安装前在外表先打点腊，以便退出灵活。
（5）在安装千斤顶的同时，将智能张拉设备安装完毕，并调整就绪。
3.2 钢束张拉步骤
0→初始应力（10%σcom）→预张拉应力（20%σcom）→100%σcom持荷2minσcom（锚固）。
3.3 张拉顺序
盖梁分为两次张拉，首先待混凝土强度达到100%以上并养护不少于14天以后进行第1次预应力张拉（张拉束号：N21、N22、N23、N24、N25及N13）并在24h内压浆，压浆7天后架设一侧梁板（架梁顺序：5-4-6-3-7-1-9-2-8），然后进行第二次张拉（张拉束号：N11、N12、N14、N15）。压浆结束7天后架设另一侧梁板（架梁顺序：5-4-6-3-7-1-9-2-8）。
3.4 张拉控制
预应力张拉采用张拉双控，以张拉应力控制为主，伸长量控制作为校验，实际伸长与理论伸长相比较，误差不得大于±6%。
智能张拉过程中，张拉仪器将对分级张拉过程、张拉力控制、伸长量量测等进行自动控制，并自动记录相关原始数据。第一片盖梁张拉还用人工量伸长量核实智能张拉的正确性。伸长量的计算：千斤顶先加荷至σ0，量取0→初应力σ0的伸长量△L1，但不作为初张伸长量。再加荷至2倍σ0，量取伸长量△L2，取△L2～△L1作为初张伸长量推算值。再加荷至σcom，量取伸长量△L3。则钢束实际伸长量：ΔL=（ΔL3-ΔL1）+（ΔL2-ΔL1）=ΔL3+ΔL2-2ΔL1）。钢束实际伸长量满足：。锚固阶段张拉端预应力筋的回缩量，不大于设计规定5mm。每一束张拉完成后，设备自动退顶，保存数据。施工人员退去两端工具锚，卸下千斤顶，并观察钢绞线有无滑动现象。如无异常，进行下一束道钢束的张拉施工。
3.5 变形检测
测量放线人员对墩柱顶和盖梁顶坐标进行检查，复核无误后，进行标识。预应力钢索二次张拉过程中，用经纬仪检测变形情况，特别加强竖向变位的检测。
3.6 孔道压浆
按要求钢束张拉完成后24h内，待预应力钢束应力平稳时及时进行注浆，专用压浆料标号为M40，注浆要求采用智能压浆施工工艺，要求每个孔道一次压浆完成，不得中断。
4 结语
（1）大悬臂双柱式桥墩蓋梁预应力钢索通过二次张拉工艺，并进行变形检测，特别是竖向位移检测，有效地控制了盖梁标高，减少桥面铺装层的厚度偏差，利于提高桥铺装层均匀性。
（2）预应力钢索二次张拉严格按操作规程作业，每次张拉结束后无滑丝、断丝情况即可进行多余钢绞线切割，并立即用水泥砂浆将锚头封堵严密（防止压浆时冒浆），待达到一定强度后进行压浆施工。
（3）大悬臂盖梁高架桥大幅度减少对地面空间的侵占，使出入舟山更为便捷、快速。工程施工中大悬臂盖梁采用预应力二次张拉有效地控制盖梁和桥面标高，取得了良好的经济效益和社会效益。大悬臂盖梁施工和通车照片如图7所示。
参考文献
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[2] 郑蓓蕾，胡涛.高架桥大悬臂预应力盖梁施工技术[J].现代交通技术，2019（1）：4-8.
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