大跨徑箱梁預(yù)應(yīng)力損失淺析

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1、大跨徑箱梁預(yù)應(yīng)力損失淺析摘要：結(jié)合上海市A30高速公路（界河-外環(huán)線）第五合同段（滬崇蘇立交工程）三座大跨徑高架橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工,介紹預(yù)應(yīng)力損失及原因。□關(guān)健詞：現(xiàn)澆箱梁、預(yù)應(yīng)力□1前言□隨著我國公路建設(shè)的飛快發(fā)展，大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來越廣泛。而預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)由于采用了高強(qiáng)度鋼材，可以節(jié)約大量的鋼材和混凝土，加上剛度大、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，在連續(xù)箱梁等大跨徑橋梁廣泛應(yīng)用。在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件施工中由于孔壁摩擦、錨具變形、混凝土彈性收縮等原因引起應(yīng)力損失。下面結(jié)合上海市A30高速公路（界河-外環(huán)）滬崇蘇立交工程施工，

2、淺析應(yīng)力損失原因及預(yù)防措施。□2工程概況□上海A30高速公路（界河-外環(huán)線）五標(biāo)段工程位于上海市浦東新區(qū)曹路鎮(zhèn)，主線全長1.7KM,東通浦東國際機(jī)場、遠(yuǎn)東大道進(jìn)入上海市區(qū)，西接五洲大道通往江蘇方向，A、B、C、D四條匝道均與崇明長江隧道相連通往崇明島，是一座三層特大型互通式立交橋，是上海、崇明、江蘇三省市的交通樞紐，故本工程亦簡稱滬崇蘇立交。□滬崇蘇立交連續(xù)箱梁橋分別為：主線箱梁65m+91.4m+65m三跨，C匝道箱梁46m+76.8m+46m三跨，D匝道箱梁45.7m+74.2m+45.7m三跨。鋼束采用

3、①jl5.24-12、①jl5.24-9鋼絞線，錨具為M15-12、M15-9符合國家一類錨具標(biāo)準(zhǔn)的群錨錨具，管道成孔分別采用內(nèi)徑90、80毫米的波紋管。豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用直徑25mm的高強(qiáng)精軋螺紋粗鋼筋，極限強(qiáng)度為750MPa,張拉控制噸位313KN,豎向預(yù)應(yīng)力粗鋼筋張拉時(shí)采用雙控張拉工藝?！?施工方法□預(yù)應(yīng)力筋張拉方式通常有機(jī)械法、電熱法、自張法等。滬崇蘇立交橋采用機(jī)械張拉法即千斤頂張拉。□機(jī)械法根據(jù)張拉預(yù)應(yīng)力筋與澆注混凝土構(gòu)件的先后次序，可分為先張法和后張法兩種?！?.1先張法□先張法，即先張拉預(yù)應(yīng)力筋

4、后澆注混凝土構(gòu)件的施工方法。如圖1所示。按設(shè)計(jì)要求預(yù)應(yīng)力筋由專用錨具臨時(shí)固定在臺座上（臺座主要承受預(yù)應(yīng)力筋的反作用力），張拉完成后澆注混凝土構(gòu)件；待混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到一定強(qiáng)度（一般應(yīng)不低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%,且混凝土齡期不小于7d）后，放松預(yù)應(yīng)力筋，利用預(yù)應(yīng)力筋的回縮力及其與混凝土之間的粘作用使混凝土獲得預(yù)壓應(yīng)力?！?.2后張法□后張法是先澆筑混凝土構(gòu)件，待養(yǎng)護(hù)結(jié)硬達(dá)到強(qiáng)度要求后再在構(gòu)件上張拉預(yù)應(yīng)力筋的方法，如圖2所示。首先，在構(gòu)件澆注之前按預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計(jì)位置預(yù)留孔道，待混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到一定強(qiáng)度（一般應(yīng)不低于混

5、凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%,且混凝土齡期不小于7d）后，再將預(yù)應(yīng)力筋穿入預(yù)留孔道內(nèi)，然后以混凝土構(gòu)件本身作為支承，張拉有預(yù)應(yīng)力筋是混凝土構(gòu)件壓縮；待張拉力達(dá)到設(shè)計(jì)值后，用特制的錨具將預(yù)應(yīng)力筋錨固于混凝土構(gòu)件上，從而使混凝土獲得永久的預(yù)壓應(yīng)力；最后在預(yù)留孔道內(nèi)壓注水泥漿，以保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋并使其與混凝土構(gòu)件粘結(jié)成整體□3.3張拉用具□3.3.1錨固體系□錨固體系通常包括：錨具、夾具、連接器及錨下支承系統(tǒng)等。如圖3所示?！?、夾片2、錨板3、錨墊板4、螺旋筋5、波紋管6、預(yù)應(yīng)力筋□圖3錨固體系圖□3.3.2千斤頂□千斤頂是

6、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)張拉預(yù)應(yīng)力筋的主要設(shè)備，與各種錨具配合使用。連續(xù)箱梁鋼絞線使用250T液壓千斤頂同時(shí)對拉，通過油泵液壓油表讀數(shù)控制張拉力。精扎螺紋鋼采用150T千斤頂單頂張拉，亦通過油泵液壓油表讀數(shù)控制張拉力?！?預(yù)應(yīng)力損失的原因□沿預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件長度方向，預(yù)應(yīng)力筋中預(yù)拉力的大小并不是一個(gè)恒定值，由于受施工因素、材料性能和環(huán)境條件的影響，在施工和是用過程中往往會逐漸減小，從而使混凝土中的預(yù)壓應(yīng)力相應(yīng)減小。這種預(yù)拉應(yīng)力減小的現(xiàn)象即為預(yù)應(yīng)力損失。預(yù)應(yīng)力損失引起的原因很多，一般有一下幾種:□1、預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之

7、間摩擦力引起的應(yīng)力損失□這種應(yīng)力損失出現(xiàn)在后張法構(gòu)件中。在后張法張拉預(yù)應(yīng)力時(shí)由于預(yù)留孔道的位置可能有偏差或孔道壁粗糙（有混凝土滲漏灰漿、碎石雜物等），使預(yù)應(yīng)力與孔道壁接觸，張拉時(shí)產(chǎn)生摩擦力。由于摩擦力的影響，張拉時(shí)張拉應(yīng)力遞減即離張拉端越遠(yuǎn)的位置張拉應(yīng)力越小。理論上直線管道不會產(chǎn)生摩擦阻力，但由于施工中孔道支承定位鋼筋上，而定位鋼筋排列、定位不可能完全順直，所以直線預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)同樣會產(chǎn)生摩擦阻力引起應(yīng)力損失，其應(yīng)力損失較小。彎道預(yù)應(yīng)力筋除孔道偏差引起的損失之外還有因孔道彎曲，張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力筋與孔道內(nèi)壁擠壓引起

8、的損失，影響較大，且隨孔道彎曲角度增加而增大?！?、錨具變形、預(yù)應(yīng)力筋回縮引起的應(yīng)力損失□在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，張拉結(jié)束開始回錨時(shí)，錨具因受到較大的壓力而產(chǎn)生變形，錨墊板下縫隙因擠壓而變形，從而引起應(yīng)力損失。本工程箱梁采用的錨具為M15-12、M15-9符合國家一類錨具標(biāo)準(zhǔn)的錐形錨具，由于錐形錨具是在預(yù)應(yīng)力筋張拉達(dá)到控制力后靠千斤頂活塞回油頂塞錨固的，頂塞時(shí)鋼絞線的回縮也會引起應(yīng)力損失?！?、