專利名稱：一種先張法預應力筋張拉及放張工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及先張法預應力混凝土結構，尤其是涉及一種先張法預應力混凝 土結構施工中的一種先張法預應力筋的張拉及放張工藝。
背景技術：
在先張法預應力混凝土結構施工中，預應力筋的張拉和放張是結構施工的 關鍵環節。此工藝的合理與否直接關系到施工過程是否安全，張拉力是否達到 設計標準，結構承載力是否達到設計要求，是否經濟等。
盡管我國的先張法混凝土結構的生產始于上世紀60年代，但是發展比較緩 慢，主要集中在20m以下的跨度，噸位比較小。其中一個關鍵的制約因素是張 拉和放張工藝的安全性、合理性和經濟性。
目前的先張法施工按照張拉方法大致有單根張拉、單根放張，單根初調、 整體張拉、整體放張兩大類方法；根據預應力筋的使用情況又可分為使用連 接器接長和不使用連接器兩類；連接器的使用又可分為線線連接器(鋼絞線 接鋼絞線)和線桿連接器(鋼絞線接精扎螺紋鋼)兩類。以上方法各有千秋， 但是從保證施工質量和安全、提高操作效率和設計的要求，先張法結構的規模 化生產工藝更趨向于單根初調、整體張拉、整體放張，連接器接長。目前國內 外的設計和施工也基本都是采用這類工藝。
由于先張法的生產順序是先張拉預應力筋再澆筑混凝土，待混凝土強度達 到設計要求后再放張預應力筋使結構具有承載力，與后張預應力混凝土結構的 施工順序相反。正是由于這相反的施工順序，使先張法施工的大部分施工環節 處于裸露的預應力筋高應力環境中，操作不當易引發預應力筋斷裂飛錨傷人事 故，同時混凝土澆筑過程和之后如發生斷、滑絲易無法補救。因此對先張法張 拉、放張工藝提出了更嚴格的要求。首先要求預應力筋在張拉過程和結構混凝 土具有一定強度的高應力狀態下不發生斷、滑絲(尤其是混凝土澆筑結束前) 和飛錨；其次由于放張時需要超頂，規范要求放張的最大應力o《0. 8fyj，而鄄 城黃河大橋50mT梁的錨下控制應力75fyj，放張時的應力富余更少，要 求實施安全可靠的工藝；工藝要求充分考慮各項施工摩租，能夠保證錨下控制 應力滿足設計要求，具有可控性。
隨著結構跨度的增加，預應力筋必須采用折線配筋設計。先張法折線配筋 預應力混凝土結構的設計和應用源于歐美的發達國家，技術比較成熟。但是先 張法折線配筋施工在我國應用時間短，也僅在青藏鐵路有批量的應用，公路工 程也僅有幾十片35m箱梁的應用，可借鑒的經驗少。折線筋張拉的關鍵環節是轉折器的設計和與之相適應的張拉、放張工藝，轉折器要求具有能夠沿順橋向 微量縱移和繞轉折點轉動的功能。國內已應用的轉折器彎折鋼絞線的根數都為
14根，黃河大橋50mT梁需要彎折18根鋼絞線，是目前國內彎折最多的。
發明內容
本發明的目的是提供一種安全、經濟、合理的先張法預應力筋的張拉及放張 工藝。
為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案 一種先張法預應力筋張拉及 放張工藝，首先，所述預應力筋張拉順序采用主動端單端單根初調，整體終 張，在所述主動端單端單根初調，整體終張步驟中預應力筋按照先直線束后折 線束的順序依次張拉，其中，
所述主動端單端單根初調是要求對預應力筋逐排對稱張拉，按照由下向上、 由內到外的順序逐根初調；
所述整體終張包括主動端整體終張和被動端整體補張-
所述主動端整體終張，首先頂推主動端終張橫梁，頂推過程開始階段以行程
控制為主，確保橫梁兩端同步，在頂推行程比理論伸長量小3 2cm時，開始以 油壓控制頂推，保證橫梁兩端基本同步，頂推過程同步旋轉螺旋支撐跟進，頂 推到終張油壓后擰緊螺旋支撐；
所述被動端整體補張，被動端整體補張操作方法與所述主動端整體終張方法
一致，被動端此時行程在2-3cm間，操作以油壓控制行程；
所述預應力筋按照先直線束后折線束的順序依次張拉過程中
主動端單根初調張拉步驟為直線束0 —30%(7，一折線束0 —30%<7_ —
直線束30% 。
—75% —折線束30% 。
—75% ;
整體終張步驟為主動端直線束75%cr。。
—100%^。
—被動端直線束補張 100%CT，一主動端折線線束75% 。
—100%(7_—被動端折線束補張100% 。
; 其次，所述預應力筋整體放張，其中放張工藝步驟為
1)、用乙炔火焰切斷兩個轉折器，同時將所有液壓千斤頂安裝到位，接通油 路、電路，打開油泵使油頂空轉，反復給油缸供油、回油數次以排空頂內空氣； 2)、支撐體系轉換
① 、給主動端上橫梁的一個液壓千斤頂供油，當油壓升至較終張油壓低約
1Mpa時開始緩慢供油，加壓速度大于2 Mpa/min，同時用扳手試著擰螺旋支撐 的螺桿，如螺桿不能旋轉則繼續緩慢供油，按lMpa/級分級加壓，升級的同時繼 續擰螺桿，直至螺桿可以旋轉回程，待螺旋支持回程后，適當將此液壓千斤頂 減壓5 10 Mpa后穩壓；
② 、開始給主動端上橫梁的另一個液壓千斤頂供油，當油壓升至較終張油壓
5低l-2Mpa時開始緩慢供油，加壓速度、分級以及擰松螺旋支撐操作同前步驟①;
③、給主動端下橫梁的一個液壓千斤頂供油，當油壓升至較終張油壓低 0.5-lMpa時開始緩慢供油，加壓速度、分級以及擰松螺旋支撐操作同前步驟①， 待螺旋支持回程后，將液壓千斤頂減壓5 10 Mpa再繼續穩壓；
、開始給主動端下橫梁的另一個液壓千斤頂供油，當油壓升至較終張油壓 低卜2Mpa時開始緩慢供油，加壓速度、分級及擰松螺旋支撐操作同前步驟①；
⑤ 、再將主動端上下橫梁油壓降低，比終張油壓低5 10Mpa;
⑥ 、采用① ⑤步驟與主動端相同的方法和順序將被動端的支撐體系轉換； 3)、橫梁兩端開始分級同步降低千斤頂油壓，控制在10Mpa/級，油壓每降一
級靜停20 30秒左右，確保加載均勻，梁體起拱、彈性壓縮無不均勻或突然劇 烈反應。
本發明的有益效果是
① 、在張拉過程中很好的控制了張拉力，確保錨下應力滿足要求；
② 、放張的控制安全性成倍提高；
③ 、在施工工藝過程中操作較簡單，材料用量較少；
、在施工工藝過程中使用的鋼絞線的下料長度減少，節約了生產成本。
本發明在很大程度細化、優化了張拉和放張施工過程的各個環節，提高了 安全性和經濟性。本發明可廣泛應用于先張法預應力結構力筋的下料長度的控 制，單根初調、整體張拉、整體放張工藝的操作，并經實踐證明本發明工藝取 得明顯的效果，可廣泛推廣應用在折線配筋和一般類型先張法結構的預應力張 拉、放張施工中。
具體實施例方式
本發明先張法預應力筋的張拉及放張工藝中要使用到的設備和實現工藝前的
1、 張拉設備
單根初調采用QYC27t前卡式千斤頂，整體張拉、放張設備選用YDD250t和 YDD500t千斤頂，支撐選用150t和250t螺旋支撐。鋼絞線連接采用YM15L—JX 連接器，錨固采用YM15~G錨具。其他還有與之配套的張拉橫梁、轉折器等都 可以采用現有的裝置或設備。
2、 折線預應力筋彎起器 折線預應力筋彎起器是實現折線配筋的關鍵設備，目前國內采用的折線筋
有兩類， 一類是青藏鐵路24m先張法折線配筋T梁所用的滾軸式彎起器，另一 類是公路所用單拉板彎起器。前者為滾動摩擦，后者介于靜摩擦和動摩擦之間。 前者的彎起器摩租損失小于后者，但是前者結構加工復雜，且體積龐大。后者雖然簡單，但是焊接工藝復雜，尤其是"十"字形焊縫質量要求高，同時由于 鋼絞線與轉折器接觸面無光滑過度面，有棱角，預應力筋在張拉的過程中會被 轉折器啃傷，在高應力狀態下不安全。
經對比分析并結合項目實際的條件，本發明采用滾軸式彎起器，彎起器只具
備轉動功能，不考慮縱移功能。埋入部分采用Q235 S=10mm的板，滾軸釆用<!> 22mm圓鋼，埋入部分下端通過巾65mm銷軸與下部連接。結構簡單、輕巧、實用， 滿足施工和安全要求。
3、 預應力筋下料
為最大限度的降低預應力鋼絞線的消耗，工作鋼絞線的下料長度取為埋入梁 體內的工作長度，兩端不足部分用工具鋼絞線通過連接器接長并錨固于張拉橫 梁上，其中工具鋼絞線可反復使用多次。
4、 張拉橫梁初始位置設置 根據張拉的前后順序將兩端的張拉橫梁分為主動端和被動端，初調和終張
都在主動端完成，被動端負責補張。因此主動端橫梁位移較大，被動端位移小， 同時根據放張時張拉橫梁回程的特點預留足夠的回程間隙。所以主動端張拉橫 梁和螺旋支撐的初始預留間隙為O，被動端預留間隙不小于5cm。由螺旋支撐體 系支撐張拉橫梁。
5、 張拉支承體系
本張拉體系終張采用YDD250t和YDD500t液壓頂終張，采用螺旋支撐(機械千 斤頂)支撐鎖定。上橫梁終張使用2臺YDD250t，與之配套的是4個150t螺旋支撐。 下橫梁終張使用2臺YDD500t，與之配套的是4個250t螺旋支撐。每個液壓千斤頂 配備2個螺旋支撐， 一個張拉橫梁配備2臺液壓千斤頂、4個螺旋支撐。其中液壓 千斤頂只在整體頂推和整體放張時工作，其他時間取下來由螺旋支撐支撐張拉橫 梁，從而減少了液壓千斤頂的設備投入量。
生產過程中張拉橫梁存在4次支撐體系轉換，依次為螺旋支撐(初調階段) —液壓千斤頂終張(終張階段)一螺旋支撐(機械鎖定、混凝土澆筑、等強階 段)一液壓千斤頂放張。在各個階段千斤頂和螺旋支撐交替支撐張拉橫梁。
6、 預應力筋穿束
梁體鋼筋綁扎完畢后開始穿預應力筋。穿束按照先折線后直線、自下而上、 由內到外的順序出入，穿入一根錨固一根。首先將預應力筋穿過主動端張拉橫 梁相應預留孔道，再穿過鋼筋骨架，然后端部與被動端工具鋼絞線連接、尾部 與主動端鋼絞線連接'，最后將兩端工具鋼絞線錨固與兩端的張拉橫梁之上。
被動端的連接器要求位于端面鋼筋外側約15 20cm處，可確保被動端的張 拉行程。發明了一種先張法預應力筋張拉及放張工藝，首先，所述預應力筋張拉順 序采用主動端單端單根初調，整體終張，在所述主動端單端單根初調，整體 終張步驟中預應力筋按照先直線束后折線束的順序依次張拉，其中，
所述主動端單端單根初調是要求對預應力筋逐排對稱張拉，按照由下向上、 由內到外的順序逐根初調；
所述整體終張包括主動端整體終張和被動端整體補張
所述主動端整體終張，首先頂推主動端終張橫梁，頂推過程開始階段以行程 控制為主，確保橫梁兩端同步，在頂推行程比理論伸長量小3 2cm時，開始以 油壓控制頂推，保證橫梁兩端基本同步，頂推過程同步旋轉螺旋支撐跟進，頂 推到終張油壓后擰緊螺旋支撐；
所述被動端整體補張，被動端整體補張操作方法與所述主動端整體終張方法 一致，被動端此時行程在2-3cm間，操作以油壓控制行程；
所述預應力筋按照先直線束后折線束的順序依次張拉過程中
主動端單根初調張拉步驟為直線束0—30% 。 —折線束0—30%^。
— 直線束30% 。
—75% 。 —折線束30% 。
—75% 。 ;
整體終張步驟為主動端直線束75% 。
—100% 。 —被動端直線束補張 100% 。 —主動端折線線束75%—100% 。"一被動端折線束補張100%crc。"； 其次，所述預應力筋整體放張，其中放張工藝步驟為
1) 、用乙炔火焰切斷兩個轉折器，同時將所有液壓千斤頂安裝到位，接通油 路、電路，打開油泵使油頂空轉，反復給油缸供油、回油數次以排空頂內空氣；
2) 、支撐體系轉換
① 、給主動端上橫梁的一個液壓千斤頂供油，當油壓升至較終張油壓低約
1Mpa時開始緩慢供油，加壓速度大于2 Mpa/min，同時用扳手試著擰螺旋支撐 的螺桿，如螺桿不能旋轉則繼續緩慢供油，按lMpa/級分級加壓，升級的同時繼 續擰螺桿，直至螺桿可以旋轉回程，待螺旋支持回程后，適當將此液壓千斤頂 減壓5 10 Mpa后穩壓；
② 、開始給主動端上橫梁的另一個液壓千斤頂供油，當油壓升至較終張油壓 低l-2Mpa時開始緩慢供油，加壓速度、分級以及擰松螺旋支撐操作同前步驟①;
③ 、給主動端下橫梁的一個液壓千斤頂供油，當油壓升至較終張油壓低 0.5-1Mpa時開始緩慢供油，加壓速度、分級以及擰松螺旋支撐操作同前步驟①， 待螺旋支持回程后，將液壓千斤頂減壓5 10 Mpa再繼續穩壓；
④ 、開始給主動端下橫梁的另一個液壓千斤頂供油，當油壓升至較終張油壓 低l-2Mpa時開始緩慢供油，加壓速度、分級及擰松螺旋支撐操作同前步驟①；
⑤ 、再將主動端上下橫梁油壓降低，比終張油壓低5 10Mpa;
8⑥、采用① ⑤步驟與主動端相同的方法和順序將被動端的支撐體系轉換； 3)、橫梁兩端開始分級同步降低千斤頂油壓，控制在10Mpa/級，油壓每降一 級靜停20 30秒左右，確保加載均勻，梁體起拱、彈性壓縮無不均勻或突然劇 烈反應。
本發明先張法預應力筋的張拉及放張具體工藝如下 1、預應力筋單根初調、整體終張
預應力筋張拉采用主動端單端單根初調、整體終張(包含主動端整體終 張和被動端整體補張)，先直線束后折線束的順序張拉。
1) 、初調是要求逐排對稱張拉，按照由下向上、由內到外的順序逐根初調。主
動端單根初調張拉步驟直線束0 — 30% 。 —折線束0—30%0_—直線束
30% 。
—75% 。
—折線束30% 。
—75% 。 ;
2) 、整體終張安排在混凝土澆筑前約2小時，原則要求盡量縮短兩道工序的間 隔時間。
3}、主動端終張
首先頂推主動端終張橫梁，頂推過程開始階段以行程控制為主，確保橫梁 兩端同步。在頂推行程較理論伸長量小3 2cm時，開始以油壓控制頂推。這樣 可最終保證橫梁兩端基本同步。頂推過程同步旋轉螺旋支撐跟進，頂推到終張 油壓后擰緊螺旋支撐。
4) 、被動端補張
先張法結構設計時不考慮預應力摩租損失，但是由于制梁的設備和工藝引 起預應力摩租損失又客觀存在，這些損失需要在現場試驗測定然后再施加上去。 被動端補張就是將被動端發生的預應力損失補償。被動端補張操作方法類似主 動端。但是由于被動端此時行程已經很小，都在2-3cm間，操作以油壓控制行 程。
整體終張步驟主動端直線朿75%—100%CTt。 —被動端直線束補張 100% 。 —主動端折線線束75% 。
— 100% 。 —被動端折線束補張100%crc。 。
5) 、支撐體系轉換
當個液壓千斤頂都已頂推到終張壓力，且配套的螺旋支撐也已經鎖定后， 將液壓千斤頂回油至零，使張拉橫梁由千斤頂支持體系轉換為螺旋支撐體系， 取下千斤頂至下一個工作臺座。
本步驟中，由于每個液壓千斤頂供油后頂升速度不同，兩端4臺頂同時頂 推時，會出現張梁橫梁兩側行程差異較大，導致每根預應力筋應力有一定差異， 同時對頂的受力也不利易傷頂。分主動端和被動端先后張拉時，每次僅操作一 根橫梁的2臺千斤頂，操作的同步性、可操作性大大提高；配合了連接器的使用，縮短工作鋼絞線的下料長度，節約了材料。
2、預應力筋整體放張
隨梁養護混凝土試件抗壓強度R^45Mpa后，滿足放張的強度要求，開始準 備放張工作。預應力筋整體放張采用超頂放張，但是放張時利用杠桿原理，較 兩端同時超頂成倍的提高了安全性和可控性。杠桿原理及交替頂升一根張拉橫 梁兩端的液壓千斤頂。此方法既能提供松螺旋支撐的間隙，同時成倍的減小了 預應力筋的應力增量。
1) 、首先用乙炔火焰切斷兩個轉折器，同時將所有液壓千斤頂安裝到位，接通 油路、電路。打開油泵使油頂空轉，反復給油缸供油、回油數次以排空頂內空 氣-，
2) 、支撐體系轉換
支撐體系轉換要求將螺旋支撐的橫梁體系變為液壓千斤頂支撐體系，它是 放張的關鍵步驟。
① 、給主動端上橫梁的一個液壓千斤頂供油，當油壓升至較終張油壓低約1Mpa 時開始緩慢供油，加壓速度大于2Mpa/min，同時用扳手試著擰螺旋支撐的螺桿。 如螺桿不能旋轉則繼續緩慢供油，按2Mpa/級分級加壓，升級的同時繼續擰螺桿， 直至螺桿可以旋轉回程。 一般超頂lMpa就可松，未發生超2Mpa情況。待螺旋 支持回程后，適當將此液壓千斤頂減壓5 10 Mpa后穩壓；
② 、開始給主動端上橫梁的另一個液壓千斤頂供油，當油壓升至較終張油壓低 約2Mpa時開始緩慢供油，加壓速度、分級及擰松螺旋支撐操作同前。由于橫梁 的另一端千斤頂已降壓，這個千斤頂可以輕松回程， 一般較終張油表讀數小1 3 Mpa;
③ 、給主動端下橫梁的一個液壓千斤頂供油，當油壓升至較終張油壓低約1Mpa 時開始緩慢供油，加壓速度、分級及擰松螺旋支撐操作同前。待螺旋支持回程 后，適當將液壓千斤頂減壓5 10 Mpa再繼續穩壓；
、開始給主動端下橫梁的另一個液壓千斤頂供油，當油壓升至較終張油壓低 約2Mpa時開始緩慢供油，加壓速度、分級及擰松螺旋支撐操作同前。由于前一 千斤頂已降壓， 一般都可輕松回程；
⑤、再將主動端上下橫梁油壓降低，較終張油壓低5 10Mpa為宜；
、采用① ⑤步驟與主動端相同的方法和順序將被動端的支撐體系轉換；由
于T梁的主動端橫梁已經部分降壓，被動端橫梁的支撐體系轉換會在小于終張
壓力下完成；
3) 、橫梁兩端開始分級同步降低千斤頂油壓，控制以10Mpa/級為宜。油壓每降 一級靜停20 30秒左右，確保加載均勻，梁體起拱、彈性壓縮無不均勻或突然劇烈反應。
權利要求
1、一種先張法預應力筋張拉及放張工藝，其特征在于首先，所述預應力筋張拉順序采用主動端單端單根初調，整體終張，在所述主動端單端單根初調，整體終張步驟中預應力筋按照先直線束后折線束的順序依次張拉，其中，所述主動端單端單根初調是要求對預應力筋逐排對稱張拉，按照由下向上、由內到外的順序逐根初調；所述整體終張包括主動端整體終張和被動端整體補張所述主動端整體終張，首先頂推主動端終張橫梁，頂推過程開始階段以行程控制為主，確保橫梁兩端同步，在頂推行程比理論伸長量小3～2cm時，開始以油壓控制頂推，保證橫梁兩端基本同步，頂推過程同步旋轉螺旋支撐跟進，頂推到終張油壓后擰緊螺旋支撐；所述被動端整體補張，被動端整體補張操作方法與所述主動端整體終張方法一致，被動端此時行程在2-3cm間，操作以油壓控制行程；所述預應力筋按照先直線束后折線束的順序依次張拉過程中主動端單根初調張拉步驟為直線束0→30％σσcon→折線束0→30％σcon→直線束30％σcon→75％σcon→折線束30％σcon→75％σcon；整體終張步驟為主動端直線束75％σcon→100％σcon→被動端直線束補張100％σcon→主動端折線線束75％σcon→100％σcon→被動端折線束補張100％σcon；其次，所述預應力筋整體放張，其中放張工藝步驟為1)、用乙炔火焰切斷兩個轉折器，同時將所有液壓千斤頂安裝到位，接通油路、電路，打開油泵使油頂空轉，反復給油缸供油、回油數次以排空頂內空氣；2)、支撐體系轉換①、給主動端上橫梁的一個液壓千斤頂供油，當油壓升至較終張油壓低約1Mpa時開始緩慢供油，加壓速度大于2Mpa/min，同時用扳手試著擰螺旋支撐的螺桿，如螺桿不能旋轉則繼續緩慢供油，按1Mpa/級分級加壓，升級的同時繼續擰螺桿，直至螺桿可以旋轉回程，待螺旋支持回程后，適當將此液壓千斤頂減壓5～10Mpa后穩壓；②、開始給主動端上橫梁的另一個液壓千斤頂供油，當油壓升至較終張油壓低1-2Mpa時開始緩慢供油，加壓速度、分級以及擰松螺旋支撐操作同前步驟①；③、給主動端下橫梁的一個液壓千斤頂供油，當油壓升至較終張油壓低0.5-1Mpa時開始緩慢供油，加壓速度、分級以及擰松螺旋支撐操作同前步驟①，待螺旋支持回程后，將液壓千斤頂減壓5～10Mpa再繼續穩壓；④、開始給主動端下橫梁的另一個液壓千斤頂供油，當油壓升至較終張油壓低1-2Mpa時開始緩慢供油，加壓速度、分級及擰松螺旋支撐操作同前步驟①；⑤、再將主動端上下橫梁油壓降低，比終張油壓低5～10Mpa；⑥、采用①～⑤步驟與主動端相同的方法和順序將被動端的支撐體系轉換；3)、橫梁兩端開始分級同步降低千斤頂油壓，控制在10Mpa/級，油壓每降一級靜停20～30秒左右，確保加載均勻，梁體起拱、彈性壓縮無不均勻或突然劇烈反應。
2、根據權利要求l所述的先張法預應力筋張拉及放張工藝，其特征在于所 述預應力筋張拉過程中，包括支撐體系轉換步驟，其中當液壓千斤頂都已頂推 到終張壓力，且配套的螺旋支撐也己經鎖定后，將液壓千斤頂冋油至零，使張 拉橫梁由千斤頂支持體系轉換為螺旋支撐體系，取下千斤頂至下一個工作臺座。
全文摘要
本發明公開了一種先張法預應力筋張拉及放張工藝，首先，所述預應力筋張拉采用主動端單端單根初調、整體終張，被動端整體補張，先直線束后折線束的順序張拉，其次所述預應力筋整體放張。本發明在很大程度細化、優化了張拉和放張施工過程的各個環節，提高了安全性和經濟性。本發明可廣泛應用于先張法預應力結構力筋的下料長度的控制，單根初調、整體張拉、整體放張工藝的操作，并經實踐證明本發明工藝取得明顯的效果，可廣泛推廣應用在折線配筋和一般類型先張法結構的預應力張拉、放張施工中。
文檔編號E04G21/12GK101538942SQ20081014765
公開日2009年9月23日 申請日期2008年11月24日 優先權日2008年11月24日
發明者蘭文峰, 溢 彭, 朱家穩, 李友明, 王國煒, 嘉 秦, 飚 羅, 錢紀民, 東 黃, 龍明華 申請人:中鐵二局股份有限公司;中鐵二局第一工程有限公司