淺談預應力箱梁張拉問題分析及處理

林云旭

【摘要】現澆預應力箱梁在張拉過程中出現滑絲、斷絲、連接器拉脫以及波紋管進漿等問題的分析及處理。

【關鍵詞】滑絲；斷絲；連接器拉脫；波紋管進漿

Analysis and Treatment of Tensioning of Prestressed Box Girder

Lin Yun-xu

（China Railway Construction Bridge Engineering Group Co.， Ltd. First Engineering Company LimitedDalianLiaoning116000）

【Abstract】Analysis and treatment of slippery wire， broken wire， connector pull - out and corrugated pipe feeding in the process of cast - in - place prestressed box girder.

【Key words】Slip wire；Broken wire；Connector pull off；Bellows into the pulp

現澆預應力砼連續箱梁預應力施工質量的好壞直接影響到現澆梁的質量，必須要加強控制，但預應力施工技術含量相對較高，且問題的隱蔽性較強，必須經過一系列數據和現場具體觀察分析才能作出正確判斷，并采取有效措施進行處理，如果處理不當，則會造成重大質量事故。現將江西省撫吉高速公路A1標段現澆預應力砼連續箱梁施工經驗總結如下：

1. 現澆預應力砼連續箱梁設計概況

撫吉高速公路撫州南樞紐互通（K3+138）采用苜蓿葉互通立交模式，互通立交橋為主線上跨福銀高速公路立交橋， 位于撫州市金巢開發區崇崗鎮長崗街。立交橋上部為18+24*2+18米現澆預應力砼箱梁，橋臺采用肋板臺，橋墩采用方柱式圓角墩，墩臺采用樁基礎。

2. 現澆箱梁預應力及張拉施工工藝

2.1波紋管鋪設。

2.1.1預應力管道采用鍍鋅波紋管，鋼帶厚度不得小于0.3毫米，波紋管在安裝前，逐根進行外觀檢查，合格后方可進行波紋管安裝，確保波紋管安裝質量。

2.1.2波紋管的鋪設要嚴格按設計給定孔道坐標位置控制。所有管道沿長度方向每50～100cm設定位鋼筋并與箍筋綁扎，不容許用鐵絲定位，以確保管道在澆筑混凝土時不上浮、不變位。

2.1.3管道鋪設中要確保管道內無雜物，管口處可用塑料泡沫或塑料膠布封堵。

2.1.4波紋管連接時，接頭波紋管的規格可比孔道波紋管的規格大一級，其長度一般為200～300mm，旋入后接頭要嚴，兩接頭處用塑料膠布纏裹嚴密，防止漏漿。

2.1.5截取2至3米長的波紋管進行漏水檢查，以確保管道的壓漿效果。

2.1.6焊接管道定位鋼筋時應采取防護措施，避免管道被電焊渣燒傷，澆筑混凝土前派專人對管道進行仔細檢查，尤其應注意檢查管道是否被電焊燒傷，出現小孔。

2.1.7排氣管至少在管道曲線的最高點處設置。

2.1.8波紋管與普通鋼筋有矛盾時，可適當挪移普通鋼筋，不可任意切斷，實需切斷時，在澆筑該部分混凝土時鋼筋必須恢復。

2.1.9施工中波紋管要重點保護，施工人員不得對其進行踩踏或用工具敲擊波紋管，若發現波紋管局部變形，要進行更換處理，并將接口用塑料膠布纏嚴密，防止漏漿。

2.2錨墊板安裝。

2.2.1錨墊板安裝前要檢查錨墊板幾何尺寸是否符合要求，并應抽樣檢查夾片硬度。

2.2.2應逐個檢查墊板喇叭管內有無毛刺，對有毛刺者應予退貨，不準使用。所有錨具均應采用整體式錨頭，不允許采用分離式錨頭。

2.2.3錨墊板要牢固地安裝在模板上，錨墊板定位螺栓要擰緊，錨墊板要與孔道嚴格對中并與孔道端部垂直。

2.2.4錨墊板上的灌漿孔要采取封堵措施，可用同直徑木塞封堵，在錨墊板與模板之間加一層橡膠墊，嚴防混凝土澆注時混凝土漿漏入孔道或將灌漿孔堵死，給施工造成困難。

2.3鋼鉸線下料、安裝。

2.3.1鋼鉸線下料場應平坦，下墊方木或彩條布，不得將鋼絞線直接接觸土地以免生銹，也不得在混凝土地面上生拉硬拖，磨傷鋼絞線。

2.3.2鋼絞線的盤重大、盤卷小，彈力大，為防止在下料過程中鋼絞線紊亂并彈出，事先應制作一個簡易的鐵籠。下料時，將鋼絞線在鐵籠內抽出，保證安全。

2.3.3鋼鉸線下料采用砂輪鋸切割，不得采用電焊切割，距切口兩側5厘米處用綁絲扎牢，防止泥土污染鋼鉸線。

2.3.4鋼鉸線編束時要順直，不得扭結，并盡量使各根鋼絞線松緊一致。其端部要適當錯位，開成圓順的尖端以利于穿束，編束用20號鐵絲綁扎，每隔1～1.5米綁一道鐵絲，兩端各2米區段內要加密至50厘米一道，以增加鋼束的整體性。

2.3.5穿束前要對錨墊板、孔道檢查。錨墊片位置準確，孔道清潔、暢通。對孔道進行清理。可用空壓機向孔道內吹氣，將雜物吹出，并用金屬橢圓球反復來回拉幾遍，確保穿束順利進行。

2.3.6波紋管的接口極易松散，所以要緩慢進行，束的前端應扎緊并裹膠布，以減少對波紋管接口的沖擊，以便鋼絞線順利通過孔道。安裝完成后，應進行全面檢查，以查出可能被損壞的管道。

2.4張拉。

張拉預應力要在混凝土強度達到設計強度的95%且齡期不小于7天以后進行。

張拉前對張拉設備進行校核，施加預應力所用的機具設備及儀表應由專人使用和管理，并應定期維護和校驗。使用過程中在以下情況下要重新標定：

a.千斤頂使用時間超過6個月或使用次數超過200次；

b.千斤頂嚴重漏油、重要部件受損檢修后；

c.張拉過程中鋼絞線伸長量出現系統性的偏大或偏小情況；

d.其它在使用過程中出現的不正常現象發生時（見圖1）；

2.4.1張拉器具安裝順序：

完成張拉機具的檢驗工作安裝工作錨板 安裝工作錨夾具安裝限位板安裝千斤頂安裝工具錨安裝工具錨夾片。（附圖）

2.4.2安裝技術要求：

（1）鋼束外伸部分要保持干凈，不得有油污、泥沙等雜物，施工人員不得隨意踩踏。

（2）錨環及夾片使用前要用煤油或柴油清洗干凈，不得有油污、鐵屑、泥沙等雜物。

（3）工作錨必須準確放在錨墊板定位槽內，并與孔道對中（見圖2）。

（4）工作錨各孔中裝入夾片，用膠圈套好，可用長約30厘米的鐵管穿入鋼鉸線向前輕頂，將夾片頂齊，注意不可用力過猛，夾片間隙要均勻，可用改錐認真調整。每個孔中必須有規定的夾片數量，不得有缺少現象。

（5）為了能使工具錨順利退下，應在工具錨的夾片光滑面或工具錨的錨孔中涂潤滑劑。潤滑劑采用石臘。采用石臘時，將其熔化，涂在夾片上。

（6）工具錨的夾片要與工作錨的夾片分開放置，工具錨夾片的重復使用次數不得超過10次，若發現夾片破損，應及時更換以防張拉中滑絲、飛片（見圖3）。

2.4.3張拉及錨固。

結合圖紙及橋涵規范要求，安排張拉順序（見圖4）。

2.5孔道壓漿。

2.5.1孔道的準備：

（1）張拉完畢應盡快灌漿（應盡量在48小時內完成）。

（2）應檢查灌漿孔是否暢通，不允許發生堵孔現象。孔道是否干燥、潔凈，如發現管道有殘留物或積水，應用空壓機將雜物或水分排除，確保孔道壓漿質量。

（3）將孔道兩端對應的錨頭用無收縮水泥砂漿或錨頭罩密封好，不漏氣、不漏漿。

檢查配套設備完好狀態，供水、供電是否齊備、安全。

2.5.2壓漿材料準備：

（1）灰漿：水泥內不得含有任何團塊。

（2）水：應不含有對預應力筋或水泥有害的成分，每升水不得含500mg以上的氯化物離子或任何一種其它有機物。擬采用清潔的飲用水。

（3）外加劑：外加劑必須為合格產品。

2.5.3水泥漿的強度滿足設計要求：

（1）灰漿水灰比宜采用0.40～0.45，摻入適量減水劑時，水灰比可減少至0.35，水及減水劑對鋼束應無腐蝕作用。

（2）灰漿泌水率應預先試驗合格，其最大泌水率不超過3%，拌合后3小時泌水率控制在2%，24小時后泌水應全部被漿吸收。

（3）試驗合格。水泥漿稠度宜控制在14S～18S之間。

2.6封錨。

（1）張拉完畢后，經檢驗合格后即可用砂輪機切割端頭多余的預應力筋，外露長度不宜小于30mm。

（2）鋼筋網制作，支搭模板，澆筑封錨混凝土。封錨混凝土的強度等級應符合設計要求。

（3）封錨前，應先將已鑿毛的混凝土面和錨具周圍沖洗干凈。

（4）封錨砼的養護采用按時灑水養護，保證混凝土處于濕潤狀態。

3. 各張拉問題的分析及處理

3.1滑絲。

（1）當只出現鋼絞線咬痕不在同一平面上，且鋼絞線回縮，說明有滑絲現象。

（2）出現滑絲現象，可能是由于夾片及錨板孔銹未處理干凈，或夾片硬度不夠，或鋼絞線材質有問題。

（3）出現滑絲現象，一般需采用小千斤頂（25t）對滑絲束鋼絞線進行補張拉，張拉時根據具體情況進行除銹或更換夾片等。

3.2斷絲。

（1）在張拉過程中，如果出現響聲，或張拉端鋼絞線端頭有鋼絲崩出等現象說明有斷絲現象。

（2）出現斷絲的原因很多，可能是鋼絞線受損傷，或鋼絞線與錨墊板之間的角度不對，或夾片張拉時刮傷鋼絞線等。

（3）斷絲問題處理必須根據斷絲的數量來確定處理方案，當后張預應力鋼絞線束每束鋼絞線斷絲≤1絲且每個斷面斷絲之和不超過該斷面鋼絲總數的1%，可以不處理，如果超過上述限值，原則上應更換鋼絞線束，當不能更換時，在許可的條件下，可采取補救措施，如提高同一截面其它束預應力值，將斷絲損失的應力補回來，但須滿足設計上各階段極限狀態的要求。

3.3鎖頭器拉脫。

（1）在張拉過程中，如果出現比較大的響聲，且壓力表讀數突然下降，在前一跨施工縫處的連接器砼開裂，或鋼絞線直接崩出，張拉夾片松開，可能是掛連接器的鎖頭器拉脫。

（2）如果出現這種情況，很有可能是擠壓鎖頭器的模具變形超標，達不到擠壓應力，或擠壓時未加防滑彈簧，或擠壓鎖頭器時防滑彈簧只擠壓部份進出，或鋼絞線端頭鎖頭器里面，減少鋼絞線有效抗拉長度等。

（3）在出現此情況后，必須立即停止張拉，分析原因，并對已經張拉完的其它鋼絞線束進行壓漿，然后在前一施工縫處鑿出出現問題的連接器，檢查鎖頭器拉脫的根數及具體情況。并根據具體情況決定將鋼絞線拔出來進行更換或將鋼絞線抽出少許重新安裝鎖頭器，然后將鎖頭器掛在連接器上，并增加一抱箍，防止張拉時鎖頭器滑脫，待這些處理好后，再對此束鋼絞線分級進行張拉，并核對應力與相應理論伸長量是否吻合。如果順利張拉完成后，及時關模安裝排氣孔并澆注修補砼，然后待強度上來后壓漿。

3.4連接器拉脫。

3.4.1在張拉過程中，如果出現比較大的響聲，且壓力表讀數突然下降，或在前一跨施工縫處的連接器砼開裂，或千斤頂突然崩出，可能是掛連接器拉脫。

3.4.2如果出現這種情況，很有可能是在張拉前一跨時，夾片未鎖緊鋼絞線或夾片的質量有問題。

3.4.3這種情況很少發生，而且是重大事故，必須認真對待。在出現此情況后，必須立即停止張拉，分析原因，并采取相應的補救措施。如立即停止所有張拉，檢查分析出現問題的原因，然后對已經張拉到位的鋼絞線束進行注漿，再鑿開被拉脫的連接器，檢查上跨注漿是否飽滿及前一跨鋼絞線回縮情況，緊接著將上一跨相應鋼絞線束鑿出40cm左右，本跨鑿出60 cm左右，再重新安裝上一跨的連接器，并將原來的2夾片改為3夾片進行錨固，連接器安裝時必須與鋼絞線垂直，夾片盡量敲緊，處理好上述步驟后，再重新掛鎖頭器，并在鎖頭器與連接器相接的位置增加一抱箍，將鎖頭器與連接器鎖緊，防止張拉時鎖頭器滑脫，待以上問題都處理好后，再進行分級張拉（15%→50%→100%），并核對伸長量與應力值是否吻合，并在張拉過程中檢查處理部位是否有變形或響聲等異常情況，如有及時停止，重新處理。沒有繼續張拉，拉完后及時壓漿，并用同等標號的砼將鑿開的梁體進行修補。

3.5波紋管堵管。

3.5.1如果在張拉過程中，發現理論伸長量與張拉應力不相匹配，且差值超過規范要求較大。如果出現這種情況，說明在砼澆注過程，波紋管進漿。

3.5.2出現這種情況，可能是在鋼筋綁扎焊接時，焊渣燒傷波紋管，或波紋管接頭時未包好，或砼澆注時，搗固棒搗到波紋管，而進漿等。

出現這種情況，繼續張拉到控制應力，并記下實際伸長量，然后由實際伸長量反算波紋管堵管位置，并根據圖紙在梁上畫出相應位置，再用風鎬將相應位置鑿開，清除堵管的砼，并補好鑿開的梁體，然后再重新張拉到控制應力，再壓漿。如果在砼澆注過程中出現振搗砼時水泥漿流失，也可能就是波紋管進漿，此時可不必繼續張拉到控制應力，直接鑿開相應位置清除堵管的砼，即可繼續張拉，并修補壓漿。

綜上所述，現澆預應力砼連續箱梁，在預應力施工過程中，必須加強現場的過程控制和檢查，征對現場的具體情況，認真分析原因，采取有效的措施及時進行處理，同時總結經驗，采取措施或改變施工工藝，預防出現類似的情況。

參考文獻

[1]公路橋涵施工技術規范（JTG/T F50-2011）.

[2]《撫州至吉安高速公路兩階段施工圖設計》圖紙.