04-T梁正弯矩钢绞线吊架式张拉施工工法

中铁十二局集团有限公司中铁十二局集团第三工程有限公司

张庆华田晋伟郭英彭飞聂政飞

前言1.1.前言

预应力钢筋混凝土桥梁在国内外桥梁建筑上占有重要的地位，具有强度高、自重小、节省钢材、

耐久的特点，适用范围广，在我国已经普及，在各式装配式桥梁中以T形梁桥最为普遍，而随着桥梁设计理念的革新、施工工艺的发展和实际应用效果的改善，T梁的跨径在增长，高度也在增加，跨径40、50m，高度2.5米、2.8米T梁在桥梁工程中已经很普及，并呈现大幅增长的趋势。由于T梁高度较高，加之台座高度，最高一束钢绞线距地面3.07m，钢绞线张拉作业也演变为一个繁琐、工作量大的问题。目前预应力混凝土先简支后连续T梁正弯矩钢绞线张拉作业采用传统的T梁张拉门架，结构复杂、操作繁琐，导致张拉作业工效低、周期长、安全风险高。

由中铁十二局集团有限公司承建的阳泉至左权高速公路ZB5标段是山西省高速公路规划网“三纵十一横十一环”东纵天黎高速公路的重要组成部分，共有5座T型桥梁，其中40mT梁740片、50mT梁42片，40mT梁梁高2.5m、50mT梁梁高2.8m，预应力钢束布置40mT梁6束、50mT梁10束。在T梁张拉操作中，采用吊架式张拉法进行预应力钢束张拉作业，吊架制作、安装简单，千斤顶移动效率高，安全风险低，张拉一片梁花费人工少、时间短，在保证质量和安全的情况下，大大加快了施工进度，方便施工，降低了施工综合成本。通过在阳左高速公路ZB5标段座桥梁梁板预制施工的成功应用，经总结形成本工法。

“PC梁有效预应力施工控制与评估技术研究”课题于2012年9月通过山西省科学技术厅组织的专家鉴定，成果达国际先进水平。研发的“T梁钢绞线张拉吊架”实用新型专利已获得国家知识产权局受理，受理号为2012090900053050。

2.工法特点

2.1采用的张拉吊架易于制作加工，所需构配件随处可采购，且制作成本低；

2.2本工法确定的T梁正弯矩钢绞线吊架式张拉方法操作简单、轻便、移动方便，操作人员容易操作，效率高，便于推广应用；

2.3采用的张拉方法安全性高，梁体两侧没有其他附带物体，便于工人在两侧操作，对保证操作人员的人身安全十分有利；

2.4采用的张拉方法人工使用倒链调节千斤顶的高低、左右，操作便捷，省事、省力，可节约张拉人力，降低施工成本。

适用范围3.3.适用范围

本工法适用于公路、铁路工程后张法预应力混凝土预制T梁正弯矩钢绞线张拉施工。

4.工艺原理

本工法是采用自制的张拉吊架由1-吊架支撑；2-梁体；3-行走轨道；4-小车；5-吊杆；6-倒链；

7-千斤顶；8-正反调节丝杠几部分组成，其立面图如下图4.1所示，其工艺原理如下：4-小车3-行走轨道由角钢制作而成，4-小车在上面可以自由活动，张拉1-吊架支撑位于3-行走轨道的后方及中部，调整前支撑的高度使3-行走轨道前端略高与后端，通过8-正反向调节丝杆固定于梁体预埋钢筋上面，保证了3-行走轨道的稳定性。4-小车中部固定有5-吊杆，5-吊杆上悬挂有6-倒链，6-倒链下方悬挂有7-千斤顶。

采用本工法的结构设计，先把4-小车滑在3-行走轨道的端头，拉动6-倒链提起7-千斤顶到与钢绞线同心的位置，然后后把钢绞线穿入7-千斤顶内部，推动7-千斤顶使4-小车滑动到3-行走轨道的中部，调整7-千斤顶的起吊位置保证7-千斤顶与锚垫板密贴，与梁体张拉面垂直，调整好以后装工作锚与工作夹片，操作工人站在梁体的两侧开始张拉作业。

图中：1-吊架支撑；2-梁体；3-行走轨道；4-小车；5-吊杆；6-倒链；7-千斤顶；8-正反调节丝杠

图4.1张拉吊架立面图

5.施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

T梁正弯矩钢绞线吊架式张拉施工工艺流程见图5.1。

张拉准备安装吊架支撑架图5.1T右图：右图：图

安装行走小车梁正弯矩钢绞线吊架式张拉施工工艺流程

图

安装千斤顶安装倒链安装锚头安装工作锚与夹片伸长量计算伸长量量测张拉作业5.2操作要点5.2.1技术特点

1.接触紧密：张拉要求千斤顶与梁体垂直，通过调整千斤顶的起吊位置，达到适合张来的角度，同时吊架有3%的纵坡，从而可以使千斤顶与梁体张拉面垂直且接触紧密；

2.特别适合狭小空间的张拉：梁体周围没有其他附加支架1.5米左右的空间就可以张拉；3.效率高：4个人平均一天可以张拉4-5片梁；

4.适应性好：无论是30米、40米、还是50米T梁，甚至更高的梁体都适合使用；5.移动性好：一个人就可以移动吊架，两个人就可以安装就位无需其他机械设备。2张拉操作过程5.2.5.2.2

1、张拉准备

①.张拉前，清除孔道内的杂物及积水。

②.检查梁体混凝土实际强度，确保张拉前已达到设计强度（90%）、弹模和龄期要求。具体由试验工程师负责，并下达张拉作业通知单给张拉作业班。

③.千斤顶和压力表、油泵均已配套校验合格，并且在规定使用期限内。压力表采用0.4级防震型精密压力表，表面最大读数为60Mpa，校验有效期为一月。张拉机具使用期间的校验期限应视机具设备的情况确定，千斤顶使用不超过6个月且不得超过200次张拉作业。当在使用过程中出现异常现象或在设备检修后，应重新标定。

④.清除锚具下支承垫板上灰浆，孔口锚下垫板不垂直度大于1º时，用垫板垫平，防止切断钢绞线。

⑤.预应力筋制作时下料长度应通过计算确定，计算时应考虑结构的孔道长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值和张拉工作长度等因素综合确定。

⑥.钢绞线下料时，不得施行任何形式的热加工（如高温、焊接火花或接地电流），采用直径30cm的砂轮切割机作为下料工具，砂轮片厚3mm，切断时防止烧伤。钢绞线切断前，端头用铁丝绑扎，防止散头。

⑦.钢绞线编束，每隔1～1.5m绑扎铁线，编扎成束、顺直。

⑧.在雨季钢绞线生锈，为避免滑丝，在穿束后，对未张拉的钢绞线端部进行防锈处理。2、安装吊架支撑架

由两个人将焊接好的张拉吊架抬到T梁顶板上面，安放平稳，有木楔子调节好前支撑腿的高度，使吊架呈纵向3%的坡度，靠近梁的一端略低，调节正反调节丝杆使其吊架横向、纵向保持稳定、牢固；

3、安装行走小车

安放小车（小车由四个外径80mm的轴承、两根钢棒、三根钢筋焊接而成见图5.2.3），

在安放的过程中推动小车保证可以前后灵活的活动；

4、安装倒链

安装过程中要调整倒索的长度，太长了拖在地上妨碍操作人员的行走容易造成安全事故，太短了不容易操作，倒链的起吊高度根据梁体高度调整；图5.2.3

5、安装锚头

安装锚头（保证锚头与预埋的喇叭口凹槽密贴），安装锚头得过程中要保证编束的钢绞线是同心有顺序的，不能缠绕在一起，以免造成加大预应力的损失与钢绞线的断丝，同时把倒链滑到吊架前端部，起吊千斤顶到与钢绞线同心位置；

6、安装千斤顶

套入钢绞线并推动千斤顶，使小车活动到吊架中部，调节倒链的高度和千斤顶起吊位置保证锚

头套入千斤顶卡槽内且密贴，千斤顶要与梁端张拉面垂直；

7、安装工作锚与工作夹片，

手动工作锚具与夹片，安装完成以后用一内径略大于钢绞线的钢管套在钢绞线上面对夹片进行敲击，保证夹片全部安装到位、牢固达到减少初始应力钢绞线的伸长量，保证伸长量计算准确；

8、张拉作业、伸长量量测及伸长量计算

①、准备工作完成以后，配备一套对讲机采用单束两端同步张拉，张拉应力与伸长量双控的施工工艺。张拉力以油压表读数为准，伸长量作为校核。当千斤顶开始受力的时候松动倒链，保证千斤顶在自由状态下张拉，减少预应力的损失；

②、严格按照0→初应力0.15σcom(作伸长值记录)→0.3σcom(作伸长值记录)→σcom持续5min锚固（作伸长值记录)（量油缸伸长）。预应力张拉过程中保持两端伸长量基本一致，伸长率要严格控制在±6%以内。

③、钢绞线张拉后，应在锚具夹片后钢绞线上沿钢绞线周边用石笔标画出标记，经24小时后复查，确认无滑断丝并经主管技术员认可，方可切割多余钢绞线，钢绞线外露量3～4cm，切割钢绞线时，先将钢绞线根部用浸湿石棉布加以防护，避免锚具内钢绞线受到损伤。

④、48小时以内必须按照试验室出具的施工配合比压浆，压浆时及压浆后3d内，梁体及环境温度不得低于5℃。浆体温度不超过35℃。压浆完成后强度达到30MPa，方可移梁。

6.材料与设备

6.1主要材料（见表6.1）

表6.1主要材料

序号12345

设备名称70角钢轴承倒链正反调节丝杆Φ16钢筋

设备型号

单位米个个个米

数量54135

用途加工起吊架加工下车起吊千斤顶调整稳定起吊架支撑

6.2主要设备（见表6.2）

表6.2主要设备

序号12345

设备名称千斤顶油泵油压表50cm钢尺对讲机

设备型号YCW250B2YBZ2-49型0-60MPa

单位台套个把个

数量22422

伸长量量测控制同时、同位

用途

7.质量控制

7.1工程质量控制标准

后张法预应力混凝土预制T梁张拉施工按现行《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)进行质量控制，见表7.1。

表7.1后张法质量控制要求

张拉应力值张拉伸长率断丝滑丝数

符合设计要求

±6%

每束一根，且每断面不超过钢丝

总数的1%

查油表读数尺量全部目测每束

7.2质量保证措施

7.2.1严格按照“三标一体化”的标准与要求建立了质量管理体系。

7.2.2认真编写了T梁张拉方案和作业指导书，严格按照方案、作业指导书、相关标准规范做，使每一个标定环节都有章可循。

7.2.3压力表、千斤顶必须是经过国家授权的标定部门标定合格且在有效期以内的方可使用。7.2.4在任何情况下，当在安装有预应力筋的结构或构件附件进行电焊时，均应对全部预应力筋、管道和附属构件进行保护，防止溅上焊渣或造成其它破坏。

7.2.5预应力张拉之前，应对不同类型的孔道进行至少一个孔道的摩阻测试，通过测试所确定的μ值和κ值，宜用于对设计张拉应力的修正。

7.2.6张拉时，结构或构件混凝土的强度、弹性模量（或龄期）应符合设计规定，设计未规定时，混凝土的强度应不低于设计强度等级值的80%，弹性模量应不低于混凝土28d弹性模量的80%。

7.2.7预应力筋的张拉顺序应符合设计规定；设计未规定时，可采取分批、分阶段的方式对称张拉。

7.2.8张拉时油表读数需按照千斤顶校验报告上的关系式计算读数，进油时指针应缓慢匀速上升，且两端油压表读数应保持大体一致。

7.2.9张拉至控制应力时，应保证千斤顶具有足够的持荷时间，张拉控制应力的精确度宜为

±1.5%。

7.2.10张拉初应力一般应不低于张拉控制应力的15%。

7.2.11预应力筋采用控制应力法张拉时，应以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计规定，设计未规定时，其偏差应控制在±6%以内。

7.2.12后张预应力筋的张拉程序应符合设计规定，设计无规定时，对于采用夹片式自锚锚具的T梁正弯矩钢绞线，普通松弛预应力钢绞线张拉程序为：0--初应力--1.03бcom（锚固）、低松弛预应力钢绞线张拉程序为：0--初应力--бcom（持荷5min锚固）。

7.2.13预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。对夹片式锚具，锚固后夹片顶面应平齐，其相互间的错位不宜大于2mm，且露出锚具外的高度不应大于4mm。锚固完毕并经检验确认合格后方可切割端头多余的预应力筋，切割时应采用砂轮切割机，严禁采用电弧进行切割，同时不得损伤锚具。

7.2.14切割后预应力筋的外露长度不应小于30mm，且不应小于1.5倍预应力筋直径。锚具应采用封端混凝土保护，当需长期外露时，应采用防止锈蚀的措施。

7.2.15预应力筋张拉锚固后，孔道应尽早压浆，且应在48h内完成，否则应采取避免预应力筋锈蚀的措施。

8.安全措施

8.1对张拉作业的各工序进行安全性分析，确定危险源，制定安全保证措施和应急预案，并付诸实施。

8.2进行安全生产教育：全体张拉人员岗前必须接受安全教育培训，提高安全意识，掌握安全基本知识和技能，并进行安全知识考核。

8.3检测区域设置警示标识，进入张拉区域的张拉人员必须遵守各项安全制度，非张拉人员严禁进入。

8.4张拉人员应是经过培训、考试合格的人员。

8.5操作千斤顶油泵的人员与测量千斤顶油缸伸长值人员，应该站在千斤顶的侧面操作尤其是操作千斤顶油泵的人员在油泵开动过程中，不得擅自离开岗位如需离开，则必须把油门全部松开或切断电源。

9.环保措施

9.19.29.39.4

张拉现场环境保护作为文明施工的重要内容，健全环保组织。

对张拉场地进行统一规划布置，地面干净整洁，无污染物、垃圾等。对张拉现场环境保护工作要定期进行检查，对存在的问题及时处理。对张拉人员进行环保法规和知识培训。

效益分析10.10.效益分析

10.1制作定位仪耗用的材料少，且都为常用材料，便于工地购买、加工，成本低。

10.2采用本方法张拉数据控制在了±6%以内，千斤顶与钢绞线垂直，与锚垫板密贴预应力筋张拉摩阻小、预应力损失较小，在提高梁体结构耐久性使用方面效果明显，社会效益明显。

10.3采用本方法张拉速度快、质量控制好，工艺简单，便于初学者掌握，在提高预应力施工质量的同时降低了施工成本，推广应用前景广阔。

应用实例11.11.应用实例

11.1应用实例一

本工法在阳泉～左权高速公路ZB5标段5座T型桥梁782片T梁预制中应用。T梁预制施工工期紧，预应力张拉工作量大、难度大，采用T梁正弯矩钢绞线吊架式张拉施工技术，在保证钢绞线张拉伸长量与理论伸长量基本吻合的基础上，极大的方便了千斤顶的移动，减小了张拉难度，加快了施工进度。经测算，采用本工法进行T梁正弯矩钢绞线张拉作业，740片40mT梁、42片50mT梁共节省施工费用9.88万元，经济效益明显。张拉吊架制作简单、移动方便、操作便捷、张拉安全性高、省事省力，总监办多次组织其他标段T梁预制人员到现场参观学习并要求全线各梁场推广应用，在取得一定经济效益的同时得到了参建各方的好评，取得了良好的社会效益。

11.2应用实例二

该工法在和顺～榆社高速公路LJ1标段后沟大桥及东沟大桥预制T梁正弯矩钢绞线张拉施工中成功应用，两座桥梁共计310片40mT梁，采用本工法施工，张拉作业进度明显加快、工人劳动强度明显减小、张拉施工质量控制明显提高、综合施工成本相对降低，总体施工效果良好，业主多次组织监理及其他施工单位到现场观摩学习，取得了良好的社会效益，经测算，采用本工法进行T梁正弯矩钢绞线张拉施工，节省施工费用3.875万元，经济效益明显。