专利名称：一种先张法预应力张拉横梁及制作方法
技术领域：
本发明涉及先张法预应力混凝土结构制造设备，尤其是涉及一种先张法预应力张拉横梁 及制作方法，本发明采用的先张法预应力混凝土张拉横梁，可以广泛应用于各种吨位条件下 的先张法预应力混凝土结构中预应力筋的张拉。
背景技术：
张拉横梁是先张法预应力混凝土结构制造的关键设备，在整个先张法生产设备费用中占 有较大比重。由于国内的施工规范对张拉横梁横梁的刚度要求很高，其中公路施工规范要求 横梁的跨中最大挠度f《2mm，因此张拉横梁结构截面尺寸相对很大，在大吨位条件下尤其显 著。山东鄄城黄河公路大桥引桥上部结构采用50m先张法折线配筋预应力混凝土简直T梁，单 片T梁最大自重约180t，最大施加预应力总吨位约1200t，为国内公路域内之最。为确保预应 力施加过程中安全可靠，要求配备合理、经济的张拉横梁是T梁预制的关键环节。
国内外现有的先张法预应力混凝土结构的施工中，张拉横梁大体采用钢横梁和钢筋混 凝土横梁两种结构形式。方案一应用最为广泛，在国内外的施工领域广泛应用于不同的张拉 吨位条件下，目前国内应用的最大吨位为32m先张法折线配筋箱梁，最大张拉总吨位约5400t 。钢横梁具有加工精度高、工厂化程度高、加工周期短、结构力学性能均匀(材料的抗拉、 抗压容许应力值大)且自重较轻等优点。但是钢结构的加工工艺复杂，专业化程度高，同时 钢结构用钢量大、成本高，特别是大吨位条件下，张拉横梁占整个工装设备费用的比重将显 著上升。方案二在国内外应用较少，主要应用于小跨度结构的生产，同时张拉横梁计算跨度 不大和张拉吨位较小的情况下，应用范围小，该方案的最大优点结构成本低，加工相对简单 ，但是加工工序多，张拉横梁计算跨度小，截面高度大、自重大，结构抗弯能力差，不能应 用于大吨位张拉。
预应力技术可提供极大改善和提高钢筋混凝土张拉横梁的承载力，可以充分发挥混凝土 的抗压力学性能，提高结构的抗弯刚度，所以采用预应力体系的张拉横梁为先张梁的张拉提 供了新的思路。
发明内容
本发明的目的在于根据山东鄄城黄河公路特大桥引桥50m先张法折线配筋预应力混凝 土简直T梁1200t的张拉吨位要求，在解决现有的施工问题，满足设计规范及安全实用等要求的前提下，设计一种预应力体系的张拉横梁以制作方法；同时此种体系张拉横梁也可适用更 大吨位先张梁的施工要求。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案 一种先张法预应力张拉横梁，包括上横 梁和下横梁，所述上横梁和下横梁分别由绑扎钢筋、钢绞线锚固承压钢板、波纹管形成的框 架中灌注混凝土形成后张法预应力混凝土结构，其中在绑扎钢筋结构的横向中部安装有钢绞 线锚固承压钢板，在绑扎钢筋结构的纵向上穿有波纹管。
所述上横梁和下横梁的钢绞线锚固承压钢板由两支撑板和两支撑板之间的多根钢管构成 ，所述钢管的两端分别伸出两支撑板外。
所述下横梁多根钢管组成的组列的中心线位于横梁水平中心线或位于横梁中心线的上方
一种张拉横梁的制作方法，其特征在于按如下步骤进行
1) 、承压钢板、预应力筋预留孔道、钢筋骨架绑扎
① 制作张拉横梁预制平台，涂刷隔离剂，安装钢绞线锚固承压钢板和钢绞线预留孔道钢 管焊接成为整体；
② 绑扎普通钢筋、穿波纹管，最后安装支点承压钢板，在横梁的支点侧和钢绞线锚固承 压板侧要绑扎数层钢筋网片；
2) 、立模、混凝土浇筑、养护
① 钢筋及预埋件安装经检査合格后，安装锚垫板、立模、穿钢绞线，经检査确认后方可 灌注混凝土；
② 张拉混凝土采用C50混凝土，由于张拉横梁较短，混凝土灌注采用斜向分层、 一次成 型的工艺，采用插入式振捣；混凝土浇筑完毕后将钢绞线前后拖动，使其在波纹管内前后运 动，避免由于管道漏浆堵管；
③ 张拉横梁灌注完毕2小时后覆盖并洒水养护，养护以混凝土表面湿润为准。
3) 、预应力筋张拉、压浆、封锚
① 当混凝土强度达到C50的标准，即可进行张拉，张拉采用单端张拉，张拉以应力控制 为主、伸长值控制为辅，进行双控，张拉结束后采用无齿锯切断钢绞线，切断后的钢绞线外 露长度4cm士 lcm;
② 管道压浆要求在张拉后3天内完成，压浆混凝土要求水灰比小于0.45， R28》40Mpa， 压浆前24h先将一端的锚头用水泥砂浆进行封闭，从另 一端压浆；
③ 待管道压浆3 7天后，即可封锚，在封锚前，首先清理干净锚垫板、混凝土表面浮浆，绑扎封锚钢筋网片，安装模板浇筑封锚混凝土。 本发明的有益效果是
① 、本发明张拉横梁具有较大的局部和整体刚度，锚固承压钢板无局部变形，与传统的
钢横梁比较无局部稳定问题。本发明的跨中最大位移小于1.5mm，满足规范要求。传统的钢横 梁为了满足局部刚度和构造要求需要焊接很多横隔板和加劲肋，本发明不需要，降低了成本
② 、用钢量低，生产成本低，在大吨位情况下较钢横梁价格优势明显。本发明预应力混 凝土张拉横梁较钢横梁价格低50%以上。
③ 、本发明按照常规预应力混凝土构件生产，生产制造相对简单。
图l是本发明中上横梁的结构示意图； 图2是图1的俯视图3是本发明中下横梁的结构示意图，同时为中梁的下横梁结构示意图，为本发明的第 一种实施例；
图4是图3的俯视图5是本发明中下横梁的结构示意图，同时为边梁的下横梁结构示意图，为本发明的第 二种实施例；
图6是图5的俯视图7是本发明构成后张法预应力混凝土结构的上横梁的结构框架图8是图7的俯视图9是本发明构成后张法预应力混凝土结构的下横梁的结构框架图10是图9的俯视图。
具体实施例方式
1、 张拉横梁结构及配筋设计
首先将张拉横梁力学模型简化为中部承受集中荷载作用的简支梁，简支梁两端支承于传 力柱上。根据在施工过程中可能出现的最不利荷载(最不利荷载为放张时的超顶荷载)，确 定结构最大内力。根据结构的内力图设计结构的截面、预应力筋的布置、普通构造钢筋、承
压钢板等。简支梁按照全预应力结构设计配筋，最大跨中挠度小于2mm。
2、 本发明张拉横梁由上横梁和下横梁构成，上横梁通过安装支架放置于下横梁上方， 其中下横梁分为中梁或边梁，无论下横梁为中梁或边梁，上横梁都是一样的结构，(在先张法预应力混凝土结构施工中，预应力筋的张拉，42根直线束采用边梁，36根直线束采用中梁 ，折线束都是18根)。
实施例l:(下横梁为边梁)
一种先张法预应力张拉横梁的结构见图l、图2、图5、图6、图7、图8、图9、图10所示 :所述上横梁和下横梁分别由绑扎钢筋2、钢绞线锚固承压钢板l、波纹管3形成的框架中灌 注混凝土形成后张法预应力混凝土结构，其中在绑扎钢筋2结构的横向中部安装有钢绞线锚 固承压钢板l，在绑扎钢筋2结构的纵向上穿有波纹管3。所述上横梁和下横梁的钢绞线锚固 承压钢板1由两支撑板4和两支撑板之间的多根钢管5构成，所述钢管的两端分别伸出两支撑 板外。所述下横梁多根钢管5组成的组列的中心线位于横梁中心线的上方。
实施例2:(下横梁为中梁)
一种先张法预应力张拉横梁的结构见图l、图2、图3、图4、图7、图8、图9、图10所示 :所述上横梁和下横梁分别由绑扎钢筋2、钢绞线锚固承压钢板l、波纹管3形成的框架中灌 注混凝土形成后张法预应力混凝土结构，其中在绑扎钢筋2结构的横向中部安装有钢绞线锚 固承压钢板l，在绑扎钢筋2结构的纵向上穿有波纹管3。所述上横梁和下横梁的钢绞线锚固 承压钢板1由两支撑板4和两支撑板之间的多根钢管5构成，所述钢管的两端分别伸出两支撑 板外。所述下横梁多根钢管5组成的组列的中心线位于横梁水平中心线。
3、本发明张拉横梁的制作方法
张拉横梁为后张法预应力混凝土结构，按照公路施工规范有关要求控制施工各个环节。 混凝土采用C50级，预应力筋的锚下控制应力。co『0.72fyj，管道压浆水泥浆R28》40 Mpa
1) 、承压钢板、预应力筋预留孔道、钢筋骨架绑扎
① 制作张拉横梁预制平台，涂刷隔离剂(市购产品)。安装钢绞线锚固承压钢板和钢绞 线预留孔道钢管焊接成为整体。安装过程要保证钢绞线锚固承压板铅锤，钢管顺直、无旁弯 ，骨架牢固。
② 绑扎普通钢筋、穿波纹管，最后安装支点承压钢板。其中在横梁的支点侧和钢绞线锚 固承压板侧要绑扎数层钢筋网片以确保局部承压的需要。
2) 、立模、混凝土浇筑、养护
① 钢筋及预埋件安装经检査合格后，安装锚垫板、立模、穿钢绞线，经检査确认符合规 范要求后方可灌注混凝土。
② 张拉混凝土采用C50混凝土，由于张拉横梁较短，混凝土灌注采用斜向分层、 一次成型的工艺(为传统工艺)，采用插入式振捣。混凝土浇筑完毕后要将钢绞线前后拖动，使其 在波纹管内前后运动，避免由于管道漏浆堵管。
③张拉横梁灌注完毕2小时后覆盖并洒水养护，养护以混凝土表面湿润为准。
3)、预应力筋张拉、压浆、封锚
① 当混凝土强度达到C50的标准，即可进行张拉。张拉采用单端张拉，张拉以应力控制 为主、伸长值控制为辅，进行双控。张拉结束后采用无齿锯切断钢绞线，切断后的钢绞线外 露长度4cm士 lcm。
② 管道压浆要求在张拉后3天内完成，压浆混凝土要求水灰比小于0.45， R28》40Mpa。 压浆前24h先将一端的锚头用水泥砂浆进行封闭，从另 一端压浆。
③ 待管道压浆3 7天后，即可封锚。在封锚前，首先清理干净锚垫板、混凝土表面浮浆 ，绑扎封锚钢筋网片，安装模板浇筑封锚混凝土。
权利要求
权利要求1一种先张法预应力张拉横梁，包括上横梁和下横梁，其特征在于所述上横梁和下横梁分别由绑扎钢筋(2)、钢绞线锚固承压钢板(1)、波纹管(3)形成的框架中灌注混凝土形成后张法预应力混凝土结构，其中在绑扎钢筋(2)结构的横向中部安装有钢绞线锚固承压钢板(1)，在绑扎钢筋(2)结构的纵向上穿有波纹管(3)。
2.根据权力要求l所述的先张法预应力张拉横梁，其特征在于所述 上横梁和下横梁的钢绞线锚固承压钢板(1)由两支撑板(4)和两支撑板之间的多根钢管( 5)构成，所述钢管的两端分别伸出两支撑板外。
3.根据权力要求l所述的先张法预应力张拉横梁，其特征在于所述 下横梁多根钢管(5)组成的组列的中心线位于横梁水平中心线或位于横梁中心线的上方。
4. 一种张拉横梁的制作方法，其特征在于按如下步骤进行1) 、承压钢板、预应力筋预留孔道、钢筋骨架绑扎① 制作张拉横梁预制平台，涂刷隔离剂，安装钢绞线锚固承压钢板和钢绞线预留孔道 钢管焊接成为整体；② 绑扎普通钢筋、穿波纹管，最后安装支点承压钢板，在横梁的支点侧和钢绞线锚固承压板侧要绑扎数层钢筋网片；2) 、立模、混凝土浇筑、养护① 钢筋及预埋件安装经检査合格后，安装锚垫板、立模、穿钢绞线，经检査确认后方 可灌注混凝土；② 张拉混凝土采用C50混凝土，由于张拉横梁较短，混凝土灌注采用斜向分层、 一次成 型的工艺，采用插入式振捣；混凝土浇筑完毕后将钢绞线前后拖动，使其在波纹管内前后运 动，避免由于管道漏浆堵管；③ 张拉横梁灌注完毕2小时后覆盖并洒水养护，养护以混凝土表面湿润为准。3) 、预应力筋张拉、压浆、封锚①当混凝土强度达到C50的标准，即可进行张拉，张拉采用单端张拉，张拉以应力控制为主、伸长值控制为辅，进行双控，张拉结束后采用无齿锯切断钢绞线，切断后的钢绞线外 露长度4cm士 lcm;② 管道压浆要求在张拉后3天内完成，压浆混凝土要求水灰比小于0.45， R28》40Mpa， 压浆前24h先将一端的锚头用水泥砂浆进行封闭，从另 一端压浆；③ 待管道压浆3 7天后，即可封锚，在封锚前，首先清理干净锚垫板、混凝土表面浮 浆，绑扎封锚钢筋网片，安装模板浇筑封锚混凝土。
全文摘要
本发明公开了一种先张法预应力张拉横梁，所述上横梁和下横梁分别由绑扎钢筋(2)、钢绞线锚固承压钢板(1)、波纹管(3)形成的框架中灌注混凝土形成后张法预应力混凝土结构，其中在绑扎钢筋(2)结构的横向中部安装有钢绞线锚固承压钢板(1)，在绑扎钢筋(2)结构的纵向上穿有波纹管(3)。本发明还公开了上述张拉横梁的制作方法，本发明张拉横梁具有较大的局部和整体刚度，锚固承压钢板无局部变形；用钢量低，生产成本低，在大吨位情况下较钢横梁价格优势明显。预应力混凝土张拉横梁较钢横梁价格低50％以上。按照常规预应力混凝土构件生产，生产制造相对简单。
文档编号E04G21/12GK101476393SQ20081030585
公开日2009年7月8日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日
发明者兰文峰, 溢 彭, 朱家稳, 李友明, 杨晓辉, 王国炜, 嘉 秦, 飚 罗, 钱纪民, 东 黄, 龙明华 申请人:中铁二局股份有限公司;中铁二局第一工程有限公司