后張法預應力混凝土簡支梁橋預應力工程施工質量控制要點

【摘要】后張法預應力混凝土簡支梁橋在橋梁建設中應用廣泛，如何保證預應力工程的施工質量，本文從預應力筋、管道和錨具的材料要求，預應力筋和管道的制作安裝，張拉和錨固的施工工藝，管道壓漿四個方面進行了論述，并對可能發生的質量問題及其原因作了簡要的探討。

【關鍵詞】后張法預應力混凝土簡支梁橋;預應力工程施工質量;張拉;錨固;壓漿

橋梁工程往往是交通工程建設的關鍵節點，在國民經濟和國防建設中具有非常重要的地位。伴隨著我國社會主義現代化建設飛速發展，后張法預應力混凝土簡支梁橋因其安全可靠、經濟適用、便于工地或者工廠批量生產，所以在公路工程和市政工程中得到了廣泛應用。如何保證橋梁的工程質量在工程建設中具有重要的現實意義，預應力工程施工是確保工程質量的重要環節，就如何控制預應力工程施工質量，筆者淺述如下：

1、預應力筋、管道和錨具

預應力筋品種、級別符合設計要求，進場應分批驗收，除檢查其質量證明書、標志、包裝和規格外，尚應按《公路橋涵施工技術規范》JTG/TF50-2011進行外觀檢查和力學性能檢驗，同時應測定其彈性模量，用于計算預應力筋的理論伸長值。鋼絲應符合《預應力混凝土用鋼絲》（GB/T5223）的規定;鋼絞線應符合《預應力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224）的規定;螺紋鋼筋應符合《預應力混凝土用螺紋鋼筋》（GB/T20065）的規定。

管道類別、型號符合設計要求。進場時分批檢驗，除核查出廠合格證、規格外尚應對管道在荷載作用下的徑向剛度、抗滲漏性能進行檢驗，管道質量和性能符合相應產品標準的規定。

錨具與預應力筋的品種、規格和強度等級相適應，配套的錨墊板和局部加強鋼筋應滿足傳力性能要求。進場要進行檢驗，主要檢查其型號、規格、生產廠家提供的產品質保書、產品技術手冊、錨固區傳力性能型式檢驗報告以及夾片式錨具的錨口摩擦損失測試報告，驗收后再進行外觀檢查、硬度檢驗和靜載錨固性能試驗，產品質量和性能應符合國家標準《預應力筋用錨具、夾具和連接器》GB/T14370的規定。其中夾片式錨具的錨口摩擦損失不宜超過6%，否則應請設計單位進行驗算或者調整張拉控制應力。

預應力筋和管道存放時間不宜超過6個月，應存放在干燥、通風良好的倉庫內，室外存放不得堆放于地面，應設支墊和覆蓋，防止雨露，在儲存和搬運過程中預應力筋應防止機械損傷并保持表面清潔;管道不得拋摔或在地面上拖拉。錨具要妥善保管，防止機械損傷，避免銹蝕、沾污、混淆和散失。同一結構或構件要采用同一廠家生產的配套錨具產品。

2、管道、預應力筋的制作與安裝

管道的品種、規格須符合設計要求，安裝的位置坐標符合設計規定，用定位鋼筋綁扎牢固，其間距不大于1m，曲線段適當加密，管道定位后應光滑、平順。曲線管道末端與錨墊板相垂直，末端直線段長度符合《混凝土結構工程施工質量驗收規范》的規定。管道接頭應用大一級的同類管道連接，并緊密纏裹，防止水泥漿浸入，安裝完畢兩端要臨時封堵，避免水或雜物進入。

預應力鋼筋的品種、規格、級別和數量必須符合設計規定。預應力筋在混凝土澆筑之前或者之后穿入孔道均可以，宜將全部預應力筋編束后整體穿入，并保持順直，不得相互纏繞。安裝完成后，管道兩端進行密封阻止水汽進入。應盡量壓縮預應力筋穿束和壓漿的間隔時間，防止預應力筋銹蝕。

3、預應力筋的張拉和錨固

施加預應力的質量控制主要把握以下幾點：

（1）張拉前編制施工作業指導書。對施工人員進行培訓，使其了解預應力施工知識，掌握正確的操作方法。

（2）所選擇的千斤頂其張拉力應為所需張拉力的1.5倍，并不得小于1.2倍，壓力表的最大讀數應為張拉力的1.5～2.0倍。千斤頂使用前或者使用過程中時間超過6個月;張拉次數超過300次;使用期發生異常或者檢修更換零配件的，應到國家法定的計量技術機構進行標定。千斤頂與壓力表要統一標定，配套使用，千斤頂活塞運行方向應與張拉時的實際工作狀態一致。

（3）預應力筋張拉一般采用應力控制法，此時應對實際伸長值進行校核。實際伸長值與理論伸長值的比值設計有規定的應符合設計規定，設計沒有規定的，其偏差應控制在±6%以內。理論伸長值ΔLL按下式計算：ΔLL=PPL/APEP ，其中：PP是預應力筋的平均張拉力，直線筋為張拉端的拉力;L是預應力筋的長度;AP是預應力筋的截面面積;EP是預應力筋的彈性模量。張拉前由于各根預應力筋松緊彎曲程度不一致，不便于測量實際伸長值，同時為了保證各根預應力筋應力盡量一致，張拉時先用小型千斤頂將鋼束的每根預應力筋張拉到初應力σ0。初應力σ0取張拉控制應力σcon的10%～25%，鋼束越長取值越高。鋼束長度在30m以下，初應力σ0取10%～15%;長度30～60m時，取15%～20%。測量從初應力到張拉完成時的伸長值，實際伸長值包括測量伸長值和0到初應力的推算伸長值 。推算伸長值可以采用第二級應力增量對應的伸長值，但第二級應力增量應等于初應力σ0。實際伸長值ΔLs=ΔL1+ΔL2 ， 其中ΔL1是從初應力到最大張拉力之間的測量伸長值，ΔL2是0到初應力的推算伸長值。

（4）預應力筋張拉順序、程序設計有規定的要符合設計規定。設計未規定的，應分批、分階段、對稱張拉，防止構件承受過大的偏心應力和邊緣拉力;張拉控制應力符合設計規定;超張拉時張拉控制應力不得超過設計規定的最大張拉控制應力。張拉前先拆除梁模板，檢驗混凝土同條件試件，混凝土的強度和彈性模量（或齡期）應符合設計規定;設計未規定的，混凝土強度達到設計強度的80%以上，彈性模量達到28天彈性模量的80%以上方可張拉。過早的張拉一是梁體可能會產生裂縫;二是加大混凝土的收縮和徐變，產生過大的“混凝土收縮和徐變預應力損失σl6”;三是后張法構件張拉時，后批張拉的預應力筋使先批張拉的預應力筋重心處的混凝土產生彈性壓縮，從而造成預應力損失，稱之為“混凝土彈性壓縮預應力損失σl4”，彈性模量小則壓縮變形大，增大預應力損失。其值σl4=αEPΣΔpc， αEP為預應力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值;Δpc為后批張拉的預應力筋在先批張拉的預應力筋重心處產生的混凝土法向應力。有時為了防止梁體開裂，在梁的上部預拉區配置預應力筋，此時在梁的下部預壓區（上部預拉區）張拉預應力筋將使上部預拉區（下部預壓區）先批張拉的預應力筋預應力增加，絕對值等于σl4。因此后張法構件先批張拉的預應力筋張拉控制應力應增加σl4（預應力損失）或者減少σl4（預應力增加），但如何情況下張拉控制應力均不得超過設計規定的最大張拉控制應力。混凝土彈性模量在工地試驗室測定比較困難，因為混凝土彈性模量與齡期具有較好的相關性（呈指數函數關系），可以用齡期來控制。張拉時齡期不宜小于7天，不應小于5天。

（5）張拉端符合設計規定。設計未規定的，直線筋可以在任何一端張拉;曲線筋考慮錨具變形和預應力筋內縮引起孔道反向摩擦的影響，依據反摩擦影響長度決定張拉端的設置，反摩擦影響長度lf≤l/2（l為結構或構件的長度）的，兩端張拉，lf>l/2可以一端張拉。預應力筋兩端張拉應兩端同時張拉，或者一端張拉錨固后另一端再補足預應力值進行錨固，一端張拉張拉端應交錯設置在結構或構件的兩端。

（6）預應力筋應整束張拉和錨固并做好施工記錄。張拉符合規定后迅速錨固，錨固時防止預應力筋異常回縮，從而造成過大的預應力損失（正常的錨具變形、預應力筋回縮產生的預應力損失σl2設計計算時已經考慮，張拉控制應力σcon包含σl2）。夾片式錨具宜采用有頂壓的千斤頂，可以防止預應力筋異常回縮。

（7）張拉錨固后經檢驗合格，用砂輪鋸將多余的預應力筋切斷，不得用電弧切割。切斷后預應力筋外露長度大于30mm或者1.5倍預應力筋直徑。

4、孔道壓漿及封錨

孔道壓漿的作用一是防止預應力筋銹蝕，二是壓漿前預應力筋通過錨具錨墊板將預應力傳遞至結構，壓漿漿體凝結后預應力通過漿體傳遞給結構，減小錨具和結構兩端的受力，避免預應力筋內縮。因此壓漿應密實、飽滿，漿體強度符合設計規定。

壓漿材料符合設計和規范要求。壓漿應在預應力筋張拉錨固后48h內完成，防止預應力筋銹蝕。壓漿應緩慢、連續、均勻地進行，不得中斷，從孔道最低點的壓漿孔壓入，到孔道另一端漿液飽滿，關閉出漿口，穩壓3～5 min。結構中有多層孔道的，應先壓下層后壓上層。壓漿應做好施工記錄并按規定留置試塊進行強度檢驗。

壓漿完成后錨具應及時用封端混凝土保護;需要外露的，應采取措施防止銹蝕。

漿體強度達到規定方可移動和吊裝。

結語：

本文從預應力筋、管道、錨具的材料要求，預應力筋和管道的制作安裝，預應力筋張拉和錨固，孔道壓漿四個方面就如何控制后張法預應力混凝土簡支梁橋預應力工程施工質量展開論述，希望可以為建筑施工企業、監理公司和政府質量監督部門的工程技術人員提供有益的參考。限于筆者認識粗淺，當中不妥之處，敬請各位專家指正。

參考文獻：

[1]《混凝土結構設計規范》GB50010-2010（2015年版）.

[2]《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204-2015.

[3]《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》JTG3362-2018.

[4]《公路橋涵施工技術規范》JTG/TF50-2011.

作者簡介：

陶利榮，男，漢族，1971-1，云南彌渡，本科，職稱：副高級工程師，研究方向：建設工程管理。