浅谈后张法预应力连续箱梁张拉质量控制要点

浅谈后张法预应力连续箱梁张拉质量控制要点

武星

安徽省公路桥梁工程有限公司安徽合肥230009

摘要：本文针对桥梁施工后张拉预应力施工技术，阐述了后张法连续箱梁预应力张拉质量控制要点，并提出在预应力施工过程中的质量问题及处理措施。

关键词：桥梁工程；钢绞线；预应力；张拉；质量

一、前言

桥梁预应力混凝土结构具有防止混凝土裂缝，减轻结构自重，增大桥梁跨径、刚度等优点，桥梁预应力施工作为预应力桥梁施工中非常重要的一部分，为了保证桥梁质量安全可靠，桥梁的预应力施工控制将变得非常重要，因此无论是从设计、施工等环节都应该进行严格的控制。

二、后张法预应力混凝土施工工序

绑扎钢筋→安装波纹管→安装锚垫板及螺旋筋→安装模板→预应力工程隐蔽验收→混凝土浇筑→混凝土养护→钢绞线下料、编束→预应力钢绞线穿束→张拉设备及仪表配套校验→安装锚板及工具夹片→安装张拉油顶→预应力筋张拉锚固固→张拉质量检验→切除多余长度钢绞线→预应力孔道压浆→封堵锚具孔→转入下道工序施工。

其中预应力孔道压浆宜在预应力束张拉完毕后尽早进行，一般预应力混凝土构件，在张拉完毕后，应在48h内完成。

三、预应力钢绞线张拉主要技术要求

1、张拉顺序为先腹板束，后顶板束。为了保证工程质量，在施工过程中采用应力值为主，伸长量为辅的双控指标，实际伸长量与计算伸长量差值控制在±6%范围内。

2、预应力张拉过程中要做到千斤顶、锚垫板、钢绞线三者同心；控制好油表读数，钢绞线伸长量以及持荷时间。

3、箱梁中钢束均采用梁端张拉，且应在横桥向对称张拉。

四、预应力张拉施工

1、预应力张拉

全桥每个施工阶段预应力张拉顺序为：纵向预应力—竖向预应力。对于同一类型预应力束张拉时应先长束，后短束，先腹板束，后顶板束，先两边束，后中间束。

预应力施工前的准备工作：

①、钢绞线进场时应严格验收，检验其质量证明书、包装方法及标志是否齐全、正确，表面质量及规格是否符合设计要求，有无损伤、锈蚀。

②、钢绞线的下料长度应通过计算确定，考虑锚具厚度、千近顶长度、外露长度、工作长度等因素。钢绞线的切割采用砂轮切割机。钢绞线由多根组成时，应进行编束，梳理顺直，绑扎牢固，防止绞缠。

③、钢绞线采用人工或机械穿束，在运送钢束和穿孔过程中不允许钢绞线与地面直接接触。穿束时采用胶带对钢绞线端头进行包裹。

④、千斤顶和油表应配套标定，以确定张拉力与油表读数之间的关系曲线。预应力筋张拉设备应按有关规定定期标定，张拉人员应持证上岗，监理人员应现场旁站。

⑤、张拉前要检查砼的外型尺寸、外观是否符合质量要求、锚垫板位置是否正确，锚垫板下是否有蜂窝和空洞，必要时采取补强措施。

⑥、混凝土梁段强度达到设计强度的100%且混凝土龄期达到7天以上时，方可进行该梁段预应力筋的张拉。

按照设计要求采用两端对称张拉，钢绞线张拉程序为0→初应力（15%σk）→σk（持荷3min锚固）。张拉时应使千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线重合一致,两端千斤顶的升降压、划线、测伸长等工作应同步进行。对纲绞线的张拉，均实行双控，即应力和伸长量的控制。应力按照设计张拉控制应力控制，并通过标定的千斤顶和油表得以实现。用伸长量校核时，实际伸长量与理论伸长量之差应控制在±6%以内。否则应暂停张拉，待查明原因，并采取措施加以调整。理论伸长量的计算公式如下：

理论伸长值：△L=

式中：P—预应力钢绞线张拉控制应力

L—预应力钢绞线计算长度

Aу--预应力钢绞线截面积

Eу--预应力钢绞线弹性模量

χ—张拉端至计算截面的孔道长度

θ--张拉端至计算截面曲线孔道切线的夹角之和

κ—孔道每米局部偏差对摩擦的影响

μ—预应力钢绞线与管道壁的摩擦系数

实际伸长值△L=△L1+△L2

△L1—从初应力至张拉控制应力间的实测伸长值

△L2—初应力时的推算伸长值，可采用相邻级的伸长值推算

钢束张拉时，应尽量避免滑丝、断丝现象。当出现滑丝、断丝时，其滑丝、断丝总数量不得大于该断面总数量的1%，每一钢束的滑丝、断丝数量不得多于一根，否则应换束重新张拉。

钢束张拉完毕，严禁碰撞锚具及钢绞线，钢绞线多余长度采用砂轮切割机切断。

竖向预应力张拉时，张拉的钢棒在拧上螺帽后，在张拉端不少于150mm。这一要求应在粗筋安装时予以注意，待混凝土浇筑后张拉时已无法改变。竖向钢棒支承板面在桥面板上的预留槽口要与张拉顶撑脚校对，以便千斤顶支脚安装。

根据张拉程序进行张拉：先张拉到0.1бcon时，停止张拉，缸进油，在螺杆上做标记，作为测量预应力筋伸长值的起点，按5MPa/分速度继续加载，最后张拉到控制吨位，持荷2分钟，测量并记录伸长量，拧紧螺帽锚固，回油松顶，拆除张拉设备，完成一根粗钢筋张拉。

0→0.1бcon初始应力（作伸长量标记）→5MPa/分加载（测量伸长量）→1.0бcon→持荷2分钟(测量伸长量)→拧帽锚固→0

2、孔道压浆及封锚

预应力张拉完毕后，应立即切割束头，尽早压浆，且应在48h内完成，以免预应力钢筋锈蚀或松驰。为使孔道压浆顺畅，并使浆液与孔壁结合良好，压浆前，对孔道进行清洁处理，采用真空吸浆的方式进行灌浆。同一管道一次压注到位，不得中断。压浆的最大压力宜为0.5—0.7MPa。孔道压浆采用不小于50Mpa的水泥浆或专用压浆料，外加剂采用低泌水微膨胀高效能灌浆外加剂，水胶比为0.26—0.28之间。初始流动度在10—17S，压力泌水率不超过2.0%。压浆时将高压橡胶管与孔道压浆管绑扎牢固，启动真空泵，当真空值达到并维持在-0.06～0.1MPa时，启动灌浆泵开始灌浆。待真空端的透明胶管有浆体经过时，关闭通向真空机的真空阀，关闭真空机，当流向废浆池的水泥浆稠度与灌入的浆体相同时，关闭抽真空端的阀门。灌浆泵继续工作，压力达到0.5MPa左右，持压3～5min，完成排气泌水，使管道内浆体密实饱满，完成灌浆，关闭灌浆泵及灌浆阀门。

五、施工问题产生的原因

1、滑丝

（1）钢绞线表面有污渍或被锈蚀,锚固区防锈不彻底;

（2）锚圈锥孔及夹片上有水泥浆,喇叭口内未清除砼,钢绞线不能自由伸张;

（3）锚具的结构尺寸、硬度、光洁度不合格，安装工作夹片时端头不齐，夹片间隙不均匀或工作夹片张拉过多未更换，夹不住钢绞线；

（4）卸载时，油压下降过程过快且不平稳，操作时产生了回缩冲击力。

2、断丝

（1）个别钢绞线强度低、钢绞线有暗伤或焊接时不注意的外伤、张拉时产生应力集中；

（2）预应力管道不顺滑或锚垫板偏斜过于严重，使孔道产生了附加应力；

（3）工作锚与工具锚间钢绞线中心重合有较大扭绞；

（4）加载速度过快，特别是在临近加载终值时。

六、解决办法

1、滑丝

（1）将张拉区1.5m范围内的钢绞线要彻底除锈去污；

（2）清除锚垫板喇叭口内的砼，安装锚具前先清除其上残留砼等污物；

（3）钢绞线进场前要进行试验，抽检合格及具有合格证才允许进场；

安装夹片要确保间隙均匀和端头平整，工作夹片经常检查及更换；

（4）卸载要稳定，油压下降缓和。

2、断丝

（1）钢绞线进场后隔离保护，以免造成外伤；

（2）按设计坐标布置管道，保证其顺滑，锚垫板用螺杆牢牢固定在端头模板上，安装时使其锚孔与孔道垂直；

（3）调整好工作锚与工具锚中心，使之相吻合；

（4）分级加载，尤其在临近设计控制应力时，减小加载速度，让其缓慢达到设计值。

结语

预应力张拉工艺是桥梁预应力构件施工的重要环节，特别是张拉应力及伸长量的控制，会直接影响预应力结构使用寿命，因此在预应力施工中，要充分做好张拉前的准备工作，在张拉过程中不要盲目追求数量，一定要按技术规范操作，以确保工程质量。

参考文献：

《公路桥涵施工技术规范》人民交通出版社,2011

《桥梁施工工程师手册》人民交通出版社，2011

《现代预应力混凝土施工》.中国建筑工业出版社，2002