關(guān)于預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁預(yù)應(yīng)力筋張拉控制技術(shù)

代百平

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大跨徑橋梁技術(shù)如雨后春筍般在我國迅速崛起，各種能夠提高生產(chǎn)效率和功能性的技術(shù)都被開發(fā)和利用到大跨徑橋梁施工當(dāng)中。這其中預(yù)應(yīng)力技術(shù)是當(dāng)下發(fā)展速度最快，用途最廣泛的一門科學(xué)，其發(fā)展之迅速，已經(jīng)在全國各省份大面積的投入使用。雖然預(yù)應(yīng)力技術(shù)煥發(fā)了大跨徑橋梁技術(shù)新的生命，但在其施工技術(shù)和配套設(shè)施方面，仍然存在著一定的缺陷，有很大的完善空間。本文通過合肥市長江西路高架和銅陵路高架市政橋梁施工案例中后張法預(yù)應(yīng)力的施工工藝進(jìn)行詳細(xì)的闡述，從而使后張法預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用更具施工的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：大跨徑橋梁;預(yù)應(yīng)力張拉;施工工藝

中圖分類號(hào)： TU757 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

早在上世紀(jì)三十年代，世界上第一座預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁建成以來，包括混凝土材料、預(yù)應(yīng)力施工工藝在內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)逐漸成為主流技術(shù)，在發(fā)展的過程中不斷得到完善。從時(shí)間來看，預(yù)應(yīng)力技術(shù)從誕生到發(fā)展成型的時(shí)間并不長，但憑借自身安全的結(jié)構(gòu)、出色的抗震能力、合理的造價(jià)等多方面的優(yōu)勢，已經(jīng)逐漸成為大跨徑橋梁建設(shè)中不可或缺的中堅(jiān)力量。

一、后張法預(yù)應(yīng)力的概念

后張法[posttensioning method]是指先澆筑水泥混凝土，待達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上后再張拉預(yù)應(yīng)力鋼材以形成預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的施工方法。其主要分為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。

二、施工前準(zhǔn)備

施工進(jìn)場前應(yīng)做好的技術(shù)準(zhǔn)備工作:

全面審核預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)圖。根據(jù)合肥市長江西路高架和銅陵路高架預(yù)應(yīng)力圖紙審核結(jié)果看，設(shè)計(jì)中往往出現(xiàn)鋼絞線長度錯(cuò)誤、鋼絞線根數(shù)錯(cuò)誤等等，對(duì)審核發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤要及時(shí)和設(shè)計(jì)院聯(lián)系進(jìn)行糾正；

預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)圖全面交底工作；

施工設(shè)備檢修及千斤頂?shù)臉?biāo)定工作；

全部預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)參數(shù)表；

材料質(zhì)量抽檢。

三、預(yù)應(yīng)力體系施工

（一）、預(yù)應(yīng)力鋼絞線制作與安裝

1、檢驗(yàn)

預(yù)應(yīng)力的施工是連續(xù)梁施工的關(guān)鍵，很有必要對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼材、錨具、夾具和張拉設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)標(biāo)定。

外觀檢查：無銹坑無折彎無斷絲直徑檢查

性能檢查：以每次重量不大于60噸為一驗(yàn)收批,抽檢一組,進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。

2、預(yù)應(yīng)力鋼絞線、錨具、夾具檢驗(yàn)

每批預(yù)應(yīng)力鋼材進(jìn)場應(yīng)附有證明生產(chǎn)廠家、性能、尺寸、熔爐次和日期的明顯標(biāo)志，每批預(yù)應(yīng)力鋼材的進(jìn)場應(yīng)分批驗(yàn)收，檢驗(yàn)其質(zhì)量證明書、包裝方法及標(biāo)志內(nèi)容是否齊全、正確；鋼材表面質(zhì)量及規(guī)格是否符合要求，經(jīng)運(yùn)輸、存放后有無損傷、銹蝕或影響與水泥粘結(jié)的油污，必須對(duì)用本橋的預(yù)應(yīng)力鋼材及錨具、夾具進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。

3、預(yù)應(yīng)力鋼絞線的制作與安裝

縱向和橫向預(yù)應(yīng)力鋼絞線：?15.2（高強(qiáng)度、低松馳，《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224-2003）），抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1860Mpa。預(yù)應(yīng)力鋼束每米用鉛絲編制、合攏捆扎，鋼束平順，并編號(hào)按順序放置。

（二）、波紋管道的安裝

1、波紋管的定位鋼筋必須嚴(yán)格按圖紙的設(shè)計(jì)尺寸下料焊接，在綁扎成型的箱梁鋼筋上按照?qǐng)D紙?zhí)峁┑亩ㄎ蛔鴺?biāo)，畫出定位鋼筋的位置，定位鋼筋必須采取焊接，確保預(yù)留孔道的準(zhǔn)確。根據(jù)合肥市長江西路高架和銅陵路高架橋預(yù)應(yīng)力施工的經(jīng)驗(yàn)，定位筋必須按照設(shè)計(jì)的#字型或U型焊接在綁扎好的箱梁鋼筋上，將波紋管固定牢固，不能只焊接一根鋼筋將波紋管搭在上面，這樣在混凝土澆筑時(shí)由于混凝土的上浮力可能會(huì)使波紋管上浮造成預(yù)應(yīng)力筋定位不準(zhǔn)，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋張拉后箱梁受力不合理，嚴(yán)重影響橋梁的運(yùn)行安全和使用壽命。

2、波紋管加工長度要比孔道長度長10～20cm，波紋管口伸出端頭模板外邊，避免混凝土漿漏入管道內(nèi)；安裝好的波紋管在澆筑混凝土前要進(jìn)行詳細(xì)檢查，檢查有無破損；如果有破損沒有修補(bǔ)，混凝土進(jìn)入后，如果是先穿鋼絞線再澆筑混凝土，將造成鋼絞線張拉時(shí)不能自由伸縮，導(dǎo)致鋼絞線的斷裂；如果是先澆筑混凝土再穿鋼絞線，將造成鋼絞線穿束困難。

后張預(yù)應(yīng)力筋制作安裝允許偏差

項(xiàng)目 允許偏差(㎜)

管道坐標(biāo) 梁長方向 ±30

梁高方向 ±10

管道間距 同排 10

上下層 10

張拉應(yīng)力值 符合設(shè)計(jì)要求

張拉伸長值 不超過計(jì)算值±6%

斷絲滑絲數(shù) 普通鋼絲束 每束一根，且斷面不超過總數(shù)的1%

（三）、混凝土澆筑過程中的注意事項(xiàng)

1、保護(hù)波紋管

波紋管的保護(hù)工作尤為重要，振搗時(shí)盡量避免振搗棒碰撞波紋管。

2、抽拔鋼絞線

如果是預(yù)穿鋼絞線施工，當(dāng)混凝土埋住底板、腹板及頂板鋼絞線2～3小時(shí)后，要安排人員用倒鏈不停的進(jìn)行抽拔，特別是腹板內(nèi)的鋼絞線，一定要作為重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象，必須要及時(shí)進(jìn)行抽拔，以防質(zhì)量事故發(fā)生。

3、預(yù)應(yīng)力錨具處混凝土澆筑質(zhì)量必須嚴(yán)格控制，該處有錨下加強(qiáng)筋及螺旋筋，鋼筋間距小，澆筑時(shí)采用小型振搗棒加強(qiáng)錨具后部的振搗，確保混凝土密實(shí)，防止張拉應(yīng)力使錨下混凝土崩裂。

四、預(yù)應(yīng)力張拉施工

（一）、張拉設(shè)備選用及校驗(yàn)

1、錨具、夾具、連接器進(jìn)場后，首先做外觀檢查，檢查其表面不得有裂紋、傷痕、銹蝕，尺寸不得超過允許偏差；同時(shí)需檢查其硬度、靜載錨固能力等出廠檢驗(yàn)報(bào)告、產(chǎn)品合格證。

2、張拉千斤頂應(yīng)定期檢查，建立油表壓力與千斤頂張拉力標(biāo)定曲線，張拉噸位宜為張拉力的1.5倍左右，且不得小于1.2倍，檢驗(yàn)后的有效期為六個(gè)月，并不得超過200次張拉作業(yè)。經(jīng)過標(biāo)定的油壓表與千斤頂，必須一一對(duì)應(yīng)，配套使用。更換配件的張拉千斤頂、壓力表必須重新校驗(yàn)。

根據(jù)合肥市長江西路高架和銅陵路高架施工的情況看，由于存在夜間加班，換班的情況，所以值班的技術(shù)人員必須在每次開始張拉前必須進(jìn)行詳細(xì)的檢查，檢查油壓表與千斤頂是否對(duì)應(yīng)、交底的張拉數(shù)據(jù)是不是對(duì)應(yīng)相應(yīng)的設(shè)備等等。

3、電動(dòng)油泵、壓力表選用國家定型標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，并經(jīng)檢驗(yàn)后方可使用。

（二）、預(yù)應(yīng)力筋張拉

1、當(dāng)預(yù)制箱梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%時(shí)，混凝土的齡期不小于7天，方可張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。頂板負(fù)彎矩處應(yīng)待接頭混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度95%，方可進(jìn)行張拉工作。如果設(shè)計(jì)有要求，按照設(shè)計(jì)要求的張拉強(qiáng)度進(jìn)行。

2、預(yù)應(yīng)力張拉采用張拉力和引伸量雙控，以引伸量校核。鋼束實(shí)際伸長值與理論伸長值的差值應(yīng)控制在6%以內(nèi)，否則應(yīng)停止張拉并查明其原因后再進(jìn)行施工。這里要注意的是錨下控制應(yīng)力，由于設(shè)計(jì)的受力要求和橋型的原因，同一座橋梁不同部位錨下控制應(yīng)力不盡相同，所以在計(jì)算錨下控制應(yīng)力時(shí)要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行。

3、鋼束張拉順序：張拉預(yù)應(yīng)力鋼束在橫截面內(nèi)按設(shè)計(jì)要求保持對(duì)稱、均勻、分批張拉，所有鋼束均應(yīng)分三到四次張拉到設(shè)計(jì)噸位，不得一次張拉到位。在一些工程的施工過程中，發(fā)現(xiàn)有些工人為了減少來回搬移千斤頂，不按照對(duì)稱張拉的要求施工，對(duì)于這一問題，現(xiàn)場負(fù)責(zé)的技術(shù)人員一定要嚴(yán)格要求，預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)力相當(dāng)大，不對(duì)稱張拉，可能造成梁體受力不均，導(dǎo)致箱梁開裂的嚴(yán)重事故。

4、張拉操作工藝

先安裝與鋼束配套的工作錨，帶好夾片，裝上限位板，將鋼絞線從千斤頂中心穿過，安裝工具錨，即可開始初張拉。當(dāng)油表達(dá)到初始應(yīng)力對(duì)應(yīng)的讀數(shù)時(shí)停止供油，檢查夾片情況完好后，劃線做標(biāo)記。

當(dāng)油壓達(dá)到張拉噸位后關(guān)閉油缸油路，并保持2分鐘，測量鋼絞線伸長值加以校核。在持荷2min狀態(tài)下，如發(fā)現(xiàn)油壓下降，立即補(bǔ)至規(guī)定油壓，認(rèn)真檢查有無滑絲、斷絲現(xiàn)象。在張拉過程中，預(yù)施應(yīng)力以油表讀數(shù)為主，以預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸長作校核的雙控法。如鋼絞線伸長值偏差超過規(guī)定范圍，查明原因后重新張拉。

每次張拉應(yīng)有完整的原始張拉記錄，張拉過程中嚴(yán)格按規(guī)范程序操作并作好記錄，確保實(shí)際張拉力及伸長值達(dá)到設(shè)計(jì)要求。原始記錄是查找問題的依據(jù)。

5、張拉過程中滑絲?斷絲現(xiàn)象預(yù)控。當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線施加應(yīng)力完成，卸載千斤頂后，須對(duì)其做詳細(xì)檢查，此時(shí)應(yīng)注意以下問題：

（1）檢查有無滑絲，若有滑絲，其數(shù)量不應(yīng)超過總數(shù)量的1％，否則應(yīng)對(duì)其進(jìn)行更換后，重新張拉。

（2）檢查有無斷絲，若有斷絲，其數(shù)量不應(yīng)超過該截面總鋼絲數(shù)的1%，否則應(yīng)對(duì)其進(jìn)行更換后，重新張拉。

（3）檢查夾片外露量。一般情況下，錨頭與夾片為配套產(chǎn)品，夾片外露數(shù)量為1～3mm，當(dāng)發(fā)現(xiàn)普遍存在夾片外露量>3mm時(shí)，可認(rèn)為錨具不配套或不標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)退貨或換貨。

（4）檢查分片夾片外露量是否一致。

6、張拉完成后對(duì)錨具應(yīng)及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)防護(hù)處理。

（三）、張拉強(qiáng)度和齡期的控制

在施工過程中，往往為了加快施工進(jìn)度，構(gòu)件混凝土采用早強(qiáng)劑或提高混凝土強(qiáng)度，一般3~4d可達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在澆筑4~5d后即張拉，而此時(shí)混凝土的收縮和徐變還很大，隨著齡期的增加，所引起的預(yù)應(yīng)力損失過大，導(dǎo)致梁體反拱度偏大，故張拉構(gòu)件強(qiáng)度和實(shí)際齡期一定要滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉程序及伸長量計(jì)算見下表

預(yù)應(yīng)力張拉步驟表

張拉步驟 伸長量的確定