淺談預應力結構施工技術

王成紅

青海省路橋建設機械工程有限公司，青海 西寧 810003

0 引言

為了避免鋼筋砼結構的裂縫過早出現，充分利用高強度鋼筋及高強度砼，設法在砼結構或構件承受使用荷載前，預先對受拉區的砼施加壓力后的砼，這種壓力可以減小或抵消荷載所引起的砼拉應力，從而將結構構件的拉應力控制在較小范圍，甚至處于受壓狀態,以推遲砼裂縫的出現和開展，從而提高構件的抗裂性能和剛度。我省預應力技術的應用比較晚，但是這種技術的推廣卻很快，高速公路橋梁和許多獨立大橋上應用比較廣泛，本文就通過對預應力的材料和施工方面簡要的探討一下預應力結構的施工問題，與大家共勉。

1 預應力鋼筋

預應力砼結構采用的鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋等的質量要符合國家標準的規定在預應力鋼筋進場的時候要分批驗收，驗收時對其質量證明書、包裝和規格進行檢查外，還要分批抽查檢驗，對于鋼絲每批重量不大于60t。先從每批中抽查5%，但不少于5盤，對形狀，尺寸，表面進行檢查，如檢查不合格則要對該盤鋼絲逐盤檢查。各項指標中如有一項不合格則此盤鋼筋報廢。對于鋼絞線每批中任取3盤，當發現有不合格的時候要逐盤檢查。預壓應力用來預應力鋼束的孔道位置、鋼絞線是否發生纏絞現象是質量控制的關鍵。孔道位置不準確，改變了結構受力狀態，如果曲線孔道標高變化段不圓順還會增大預應力孔道摩阻損失，因此孔道位置準確與否直接關系到施工的預應力度能否與設計的預應力度相吻合，對結構安全和工程使用階段是否會產生裂縫都有很深的影響。多根鋼絞線如果纏絞在一起，張拉時各根鋼絞線受力不均勻，增大了鋼絞線之間的摩阻，造成預應力損失加大。實際施工中很多施工單位并不重視這些細部工作，固定鋼束的井字架位置不準確或不按照規范和設計規定的間距布設，必然造成鋼束位置與設計不符、有的還會在曲線變化段產生急彎（半徑太小）或孔道局部偏差過大。目前仍有小部分隊伍使用人工進行穿束，尤其對多根鋼絞線的長束重量很大，人工穿束費時費力，容易造成工人轉動鋼束穿進，使鋼絞線互相纏絞在一起。張拉時大部分鋼束的伸長值與理論伸長值不符（有的比理論值少11%），張拉過程中經常聽到內部鋼束纏絞在一起后被拉開的聲音，在設備沒有問題的情況下設計單位、監理單位和施工單位開始對問題進行分析，其中鋼絞線計算伸長值時采用實測彈性模量，μ、κ取值按規范推薦值。

2 應力控制與伸長值

張拉控制應力能否達到設計規定值直接影響預應力效果，因此張拉控制應力是張拉中質量控制的重點，張拉控制應力必須達到設計規定值，但是不能超過設計規定的最大張拉控制應力。預應力值過大，超過設計值過多，雖然結構抗裂性較好，但因抗裂度過高，預應力筋在承受使用荷載時經常處于過高的應力狀態，與結構出現裂縫時的荷載接近，往往在破壞前沒有明顯的預兆，將嚴重危害結構的使用安全。因此為了準確把握預應力的施加情況，以應力控制方法張拉時必須以伸長值進行校核。因此能夠提供準確的理論伸長值顯得尤為重要，必須對《公路橋涵施工技術規范》（JTJ041-2000）中理論伸長值的計算有個正確理解：1）預應力孔道坐標符合設計要求、曲線孔道圓順的情況下，孔道局部偏差和預應力筋與孔道壁間的摩擦系數對理論伸長值大小的影響不大，均可按照規范取中值；2）鋼絞線的彈性模量Ep取值對理論伸長值大小的影響較大，應根據實測值進行計算；3）L的取值：計算平均張拉力時應按照孔道長度計算，計算伸長值時L的取值應加上錨墊板至工具夾片的前端的距離。

3 施工過程質量事故處理

施工過程中，由于操作失誤或千斤頂壓力不準確或錨具安裝誤差、夾片質量差等原因，有時會發生斷絲和滑絲的情況，當斷絲或滑絲數不超過規范值時，可采用超張拉方式補足應力，若超過規范值必須卸錨，更換鋼束。對此處理時必須慎重，必須保證質量和安全。

3.1 補足應力處理

根據斷絲數確定應力損失值，通過提高其它鋼絲應力補足斷絲造成的應力損失，但在任何情況下都不得使鋼絞線應力達到0.8Rb，否則必須更換鋼束。

3.2 更換鋼束的處理方法

1）絲束放松。將千斤頂按張拉狀態裝好，并將鋼絲在夾盤內楔緊。一端張拉，當鋼絲受力伸長時，錨塞稍被帶出。這時立即用鋼釬卡住錨塞螺紋（鋼釬可用φ5mm的鋼絲、端部磨尖制成，長20cm～30cm）。然后主缸緩慢回油，鋼絲內縮，錨塞因被卡住而不能與鋼絲同時內縮。如千斤頂行程不夠可如此反復進行至錨塞退出為止。然后拉出鋼絲束更換新的鋼絲束和錨具。

2）單根滑絲單根補拉。將滑進的鋼絲楔緊在卡盤上，張拉達到應力后頂壓楔緊。

4 孔道壓漿

預應力管道壓漿工作在后張預應力構件中起著舉足輕重的作用：防止預應力鋼材銹蝕；使預應力鋼材與砼有效粘結，實現整體應力效果，增強梁體的承載能力；減輕錨固體系的負荷。因此必須高度重視壓漿質量。因此要求壓入孔道內的水泥漿在結硬后應有可靠的密實性，能起到預應力筋的防護作用，同時也要具備一定的粘結強度和剪切強度，以便將預應力有效的傳遞給周圍的砼。在以往的工程實踐中，由于施工人員對孔道壓漿的工藝和材料質量未給予足夠重視，導致預應力筋過早生銹，降低結構耐久性。要想使壓漿工作成功，必須做到以下幾點；水泥、水、外加劑和壓漿設備符合規范要求；水泥漿的水灰比、泌水率、膨脹率和稠度等指標符合規范要求；壓漿前檢查孔道是否暢通；壓漿順序正確。按孔道由低向高的順序進行；嚴格控制壓漿壓力和速度；采用真空壓漿技術。

5 結論

預應力砼連續梁一般都是作為全預應力結構進行設計，準確的建立預應力度極為重要。但是實際施工中常有由于以上原因造成預應力不足、梁體產生裂縫、支座破壞等問題，因此施工過程中必須嚴格控制影響預應力施工質量的關鍵因素。