李勋逵
（中铁十八局集团国际工程有限公司，天津 300222）
［摘要］先张法预应力混凝土U型梁是一种较为先进的梁型。本文结合先张法预制技术在沙特麦麦高铁U型梁中的应用，简述其的要点。
［关键词］先张法；预应力；张拉控制应力；张拉系数
麦麦高铁是沙特第一条双线电气化高铁，全长450.25km，最高设计速度360km/h，起点位于伊斯兰教朝觐圣地麦加，终点为另一座伊斯兰教圣地麦地那。中铁十八局集团投资造价约3.8亿美元，主要结构工程包括：铁路桥11座，其中1.5km以上特大桥1座，骆驼通道2座，地下通道3座，涵洞135座。K38+900铁路桥全桥长717m，24个墩台，46片U型梁，桥面宽12.5m，铺设2条高速铁路线，横跨4条交通要道，单片梁长25.9m和21m两种型号。
2.1 张拉设备和机具
（1）台座。
先张法施工中，台座是主要设备之一，台座的质量直接关系到先张法预制梁的成败［1］。本工程采用重力式台座，要求有足够的强度和稳定性，以免台座变形、倾覆、滑移而引起预应力值的损失。台座设计按一次预制4片梁，梁端间距40cm，梁端与台座间距40cm考虑。台座净间距大约为102m。重力式台座的大小根据预制梁所需张拉力的大小，通过计算确定。
（2）夹具。
夹具是预应力筋进行张拉和临时固定的工具，要求夹具工作可靠、构造简单、施工方便、成本低。根据夹具的工作特点分为张拉夹具和锚固夹具。夹具的选用根据预应力筋及目前沙特市场情况确定。
（3）张拉机械。
张拉机械型号比较多，目前没有预制梁的相关参数，不能确定。张拉机械选项用的原则以方便、实用、安全为主。
2.2 先张法施工工艺
（1）先张法施工工艺流程，如图1所示。
图1 先张法施工工艺流程
（2）预应力筋的张拉。
预应力筋的张拉应根据设计要求进行。
张拉控制应力：预应力筋的张拉工作是预应力施工中的关键工序，应严格按设计要求进行。预应力筋张拉控制应力的大小直接影响预应力效果，影响到构件的抗裂度和刚度，因而控制应力不能过低。但是，控制应力也不能过高，不允许超过其屈服强度，以使预应力筋处于弹 性工作状态。否则会使构件出现裂缝的荷载与破坏荷载很接近，这是很危险的；此外过大的超张拉会造成反拱过大，预拉区出现裂缝也是不利的。因此，预应力筋的张拉控制应力应符合设计要求。当施工中预应力筋需要超张拉时，可比设计要求提高5%，但其最大张拉控制应力不得超过0.80fptk。
2.3 张拉程序的确定
预应力筋的张拉程序：0—105%控制应力（持荷2min）控制应力，或0—103%控制应力［2］。
2.4 预应力筋的张拉
预应力筋的张拉力根据设计的张拉控制应力与钢筋截面积及超张拉系数之积而定。
（1）张拉预应力筋可单根进行也可多根成组同时进行。
多根成组同时进时，应先调整预应力筋的初应力，以保证张拉完毕应力一致。初应力值一般取10%的控制应力。张拉时为避免台座承受过大的偏心压力，应先张拉靠近台座面重心处的预应力筋，再轮流对称张拉两侧的预应力筋。
（2）混凝土的浇筑和养护。
混凝土的浇筑必须一次完成，不允许留设施工缝。混凝土的强度等级按设计要求使用。为了减少混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失。在确定混凝土的配合比时，应采用低水灰比，控制水泥的用量，对骨料采取良好的级配，预应力混凝土构件制作时，必须振捣密实，特别是构件的端部，以保证混凝土的强度和粘结力。
（3）预应力筋的放张。
先张法施工的预应力放张时，预应力混凝土构件的强度必须符合设计要求。设计无要求时，其强度不低于设计的混凝土强度标准值的75%。过早放张预应力会引起较大的预应力损失或预应力钢丝产生滑动。预应力混凝土构件在预应力筋放张前要对试块进行试压。预应力混凝土构件的预应力筋为钢丝时，放张前，应根据预应力钢丝的应力传递长度，计算出预应力钢丝在混凝土内的回缩值，以检查预应力钢丝与混凝土粘结效果。若实测的回缩值小于计算的回缩值，则预应力钢丝与混凝土的粘结效果满足要求，可进行预应力钢丝的放张。
预应力钢丝理论回缩值，可按公式进行计算
式中 a——预应力钢丝的理论回缩值，cm；
σy1—— 第一批损失后，预应力钢丝建立起
的有效预应力值，N/mm2；
Es——预应力钢丝的弹性模量，N/mm2；la——预应力筋传递长度，mm。
预应力钢丝实测的回缩值，必须在预应力钢丝的应力接近σy1（第一批损失后，预应力钢丝建立起的有效预应力值）时进行测定。为避免预应力筋放张时对预应力混凝土构件产生过大的冲击力，引起构件端部开裂、构件翘曲和预应力筋断裂，预应力筋放张必须按下述规定进行。
本工程预制梁为大型构件，预应力钢丝放张应同时进行，不得采用逐根放张的方法，以防止最后的预应力钢绞线因应力增加过快而断裂或使构件端部开裂。为避免预应力筋一次放张时对构件产生过大的冲击力，利用楔块装置进行缓慢放张。楔块放置在台座与横梁之间，放张预应力筋时，旋转螺母使螺杆向上运动，带动楔块向上移动，横梁向台座方向移动，预应力筋得到放松。
张拉前要对张拉设备、锚具作认真检查。
钢绞线拉到张拉力后，要停2～3min，等稳定后再锚固。
张拉时，台座两端设防护措施，沿台座长度方向每隔一定距离放一防护架；台座两端不得站人，操作人员必须站在油泵外侧面进行工作；操作人员必须服从指挥，按操作程序施工；张拉方向与预应力钢材必须在一条直线上。
采用多根钢绞线张拉法，必须先调整初应力，确保应力一致。
预应力筋张拉完毕后，位置偏差不得大于5mm，亦不得大于构件截面最短边长的4%。
使用千斤顶时不可超载。应采用对称布置，防止活动横梁倾斜。
顶紧锚塞时，用力不要过猛，以防钢丝折断，在拧紧螺母时，必须注意压力表读数始终保持在控制张拉力上。
先张法是为了提高钢筋混凝土构件的抗裂性能以及避免钢筋混凝土构件过早出现裂缝，而在混凝土构件预制过程中对其预先施加应力以提高构件性能的一种方法。通常在浇灌混凝土之前张拉钢筋的制作方法也称为先张法，它在工程建设中起着重要作用。沙特麦加至麦地那高速铁路项目中的K38+900铁路大桥采用这一施工工艺，缩短了施工工期，同时也节约了施工成本。
［参考文献］
［1］ 王昆. 茨河大桥钻孔灌注桩施工工艺［J］. 交通科技，2000，05.
［2］ 王昆，周瑞生. 先张法预应力空心板梁预制技术［J］. 交通科技，2001，06.
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LI Xun-kui
［中图分类号］U448.21
［文献标识码］B
［文章编号］1001-554X（2017）05-0059-02
DOI：10.14189/j.cnki.cm1981.2017.05.003
［收稿日期］2017-03-27
［通讯地址］李勋逵，天津市河西区柳林中铁十八局集团国际工程有限公司
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