梁板預應力張拉施工中常見的問題及原因分析

李興濤、李章含、楊學鋒、羅枝萬

（云南交通土木工程檢測有限公司，云南昆明650504）

0 引言

我國公路橋梁建設已經步入飛速發展的時期，因為預應力設計及計算理論得到了進一步完善，其施工技術也逐漸成熟，所以，預應力的相關技術被廣泛應用到了公路及橋梁建設中。可是，很多梁板預應力張拉在實際的施工過程中,還存在一些問題。為了今后能避免出現這些問題，將對以下幾種問題及原因進行分析。

1 梁板預應力張拉施工中的常見問題

第一，斷絲、斷束以及回縮問題；第二，張拉過程中錨下的混凝土由于局部受壓，出現壓裂現象的問題；第三，預應力中的筋孔道出現漏漿現象，造成張拉壓漿出現受阻問題；第四，張拉的實際伸長值超過了理論計算的規定范圍的問題；第五，張拉過程中工作夾片以及鋼絞線之間出現互相刮損的問題；第六，張拉時未按張拉步驟進行張拉，預應力鋼筋或金屬螺旋管部位出現不同程度生銹現象的問題；第七，張拉作業前，梁板底部跨中部位出現了數量較多的橫向或豎向裂縫的問題；第八，張拉作業后，在空心板端部截面的底部或頂部，出現了數量較多的豎向裂縫問題；第九，在灌漿過程中操作不當，導致了相對嚴重的堵塞問題；第十，灌漿作業結束后，梁板底部的預應力管道附近出現了裂縫的問題。

2 導致問題的原因

2.1 斷絲、斷束以及回縮問題

梁板所使用的鋼絞線通常是由一束七絲構成的，直徑一般為15.2mm，而在張拉中經常會出現一絲發生斷裂的現象，這在一定程度上會影響工程的總體質量。不過，整束發生斷裂的情況很少。此外，鋼絞線出現刮傷的現象，以及張拉完成后發生鋼絞線回縮的現象，也是較為常見的。

2.1.1 斷絲及斷束

出現斷絲或斷束，一方面是由于鋼絞線的質量問題。其質量問題通過試驗很容易被檢查出來，通常，正規鋼絞線廠家生產出來的產品很少會發生這樣的問題。

另一個方面是單束所承受力過大導致的。由于單束的鋼絞線承受的力度過大引起的斷絲或斷束，主要是下面這幾種情況引發的：第一，由于工具錨中的夾片未錨固好，使得鋼絞線在張拉過程中出現了滑動，導致有些鋼絞線沒有受力，其他的鋼絞線因為超張拉而出現斷絲以斷束；第二，張拉設備中的數據有問題。比如，未標定或標定過期等；第三，鋼絞線在張拉過程中受力的相關部位，有焊傷、電流損傷等損傷；第四，鋼絞線在穿束過程中，在波紋管中互相纏繞，使鋼絞線出現受力不同的情況[1]。

2.1.2 鋼絞線回縮

主要由下面兩種情況引起：第一，夾片及鋼絞線生銹，張拉過程中產生滑移，導致鋼絞線無法鎖緊；第二，鋼絞線由于刮傷變細。以上兩情況，相互之間存在著很大的聯系，所以在實踐、分析時應認真研究現狀，尋找問題的根本。

2.2 混凝土出現壓裂現象

這一現象是常見的，主要是由于錨下的混凝土并不十分緊實或配筋不足導致的。由于預應力中梁板的腹板通常較薄，但錨固區中的鋼筋卻十分密實，所以，一旦混凝土中的碎石粒徑較大或振搗不好，就會造成混凝土不緊實的現象。因此，不但應該把握準碎石級配，也應該嚴格掌握碎石的最大粒徑。除此之外，在進行錨固區中混凝土的振搗時，應該使用小一號的振搗棒進行振搗，或加長底模的振搗器進行振搗。此外，通常在錨下只使用螺旋形的相關配筋及鋼筋中的一類，但是應該按照施工的真實情況一起利用兩種鋼筋，從而更好地提升錨下混凝土中局部的受壓性能。

2.3 筋孔道漏漿，張拉壓漿受阻

對那些先穿束、再澆筑的梁板，在預應力筋張拉前可以自由活動，可是張拉后壓漿變得困難；而先澆筑、再穿束的梁板，會出現穿束困難，或無法進行預應力筋的穿束。因此，要防止孔道漏漿，需要注意以下幾個方面：

2.3.1 波紋管制作時采用的鋼帶，必須符合國家標準，其厚度要按照管道的直徑、形狀等進行設置，通常不可低于0.3m。

2.3.2 除了進場后應進行相關的檢測外，在進行波紋管的安裝過程中也要對其外觀開展整體、詳盡的檢查，應確保沒有孔洞及不規則的意向裙皺。同時，膠口寬度應保持均勻，不能開裂或脫扣。

2.3.3 波紋管中的接頭需要運用相同種類的、大一個直徑級別的管道，其長度應達到相接管道內直徑的5～6 倍，不低于40cm。同時，在接頭位置應設置兩處精確定位，防止銜接時角度發生變化，使得波紋管道出現不圓順現象，導致穿束困難。此外，一定要緊密纏繞相連的管道端，防止漏漿。

2.4 張拉的實際伸長值超過規定范圍

《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T 3650—2020）規定，預應力通過應力控制的方式進行張拉時，需要根據伸長值開展較核（伸長值需控制在6%以內）。可在實際操作中，伸長值經常超過規定范圍，原因如下：

2.4.1 在測量時伸長值，沒有考慮千斤頂中力筋的伸長量,使得實際測量出的伸長值偏大。

2.4.2 初應力的使用不當，導致實際伸長值偏大。比如，沒有考慮力筋的長短、孔道的曲直等情況，只是將初應力設定在控制應力的10%是不對的。因為此時，各鋼束之間的松緊程度都一樣，真正需要多大初應力，應該通過試拉確定。

2.4.3 沒有考慮張拉時力筋及夾片的內縮量，使實測值偏大。一般來說，張拉階段的內縮值可達3mm，如果進行兩端張拉,實測伸長值時沒有考慮曲線孔道和局部偏差產生的摩阻影響，就會造成實際伸長值比理論中的伸長值偏大的情況[2]。

2.5 張拉過程中工作夾片以鋼絞線間相互刮損

鋼絞線存在刮傷，是由于以下情況造成的：

第一，張拉角度。在張拉時，其工具錨、限位板、千斤頂、錨墊板、波紋管等，軸心都應該在同一條直線上。張拉槽口中的平面應該和波紋管垂直，不能出現夾角，否則很容易刮傷鋼絞線。

第二，不一樣的廠家生產出來的工作錨的擴散角度不一樣，錨后擴散要求也是不同的，這就要求按照波紋管的直徑、錨墊的長度和直徑進行判定。

第三，不一樣的生產廠家，使用的錨具中配套的限位板的尺寸、規格都不一樣。通常，其限位槽的深度及孔位的相應位置是不一樣的，限位槽深度一般不會超過8.2mm。在進行張拉時，工作夾片在向后移動直至抵住限位板后，整個過程中，夾片都是處于松散狀態下的。可是，在夾片外圈中鋼絲彈性圈的彈力作用下，夾片中的牙尖會靠近鋼絞線。因為鋼絞線會向軸線收縮，當鋼絞線伸長時，其表面、特別是內側的表面常常會存在被夾片刮傷的現象。當限位槽的深度不足時，進行張拉鋼絞線的過程中，限位板中的夾片內孔是無法打開的，就是使得鋼絞線和夾片牙齒之間出現了嚴重的摩擦現象，導致二者損傷或損壞。同樣的，槽深過大時也會影響回縮量，使得夾片無法及時伴著鋼絞線一起回縮錨固，這就會對伸長量造成一定的影響。此外，還要注意，在進行工作夾片的安裝時，一定要安裝鋼絲彈性圈，否則就會造成夾片跟進不齊，從而出現的夾片錯牙或滑絲的現象。限位板工作示意圖見圖1。

圖1 限位板工作示意圖

2.6 張拉時未按張拉步驟進行

由于梁體自身的橫向剛度較小，張拉程序就顯得不太重要了。因此，施工人員在開展作業時，并沒有按照規范的施工程序開展作業，導致施工操作存在不少錯誤，造成了工程整體質量達不到標準。因此，在實際操作中，施工人員需要根據圖紙要求的順序，先張拉經過形心截面中的非平彎鋼束，然后分階段、循環張拉那些平彎鋼束，從而很好地防止發生側彎。不可先將平彎鋼束實施張拉至設置的控制應力后，再張拉另外的平彎鋼束。

3 常見問題的處治方法

在實際應用預應力梁板施工技術時，工作人員往往會出現操作錯誤，或在后期工程運行過程中產生各種質量問題。如果確實出現操作或質量問題，在不影響整體外觀和使用安全性的前提下，工作人員可以采取一些恰當的措施糾正錯誤，彌補應用缺陷，以維護工程的整體效用。

其一，如果預應力鋼筋出現了較為輕微的浮銹現象，通常無需理會。然而，如果鋼筋表面出現了一些特征較為明顯的麻坑，預應力的鋼筋性能就會大大降低，整個工程的質量也就得不到保障。因此，工作人員應及時更換。當金屬螺旋管表面生銹時，如果工作人員采取了除銹措施，而除銹后的鋼筋有效厚度不符合相關標準，那么應當立即作廢該金屬管，并使用新材料加以補充。

其二，當工作人員發現張拉前底板跨中出現橫向或豎向的裂縫時，如果裂縫的寬度大于0.2mm，工作人員應采取報廢處理，并重新制作。在張拉處理后，如果空心板的端部截面在頂部、底部板位置出現了豎向裂縫，在不影響整體結構穩定性的前提下，工作人員可以不予處理。這主要是由于在后續的工作中，工作人員還需要對端部截面進行分段處理作業，所以，只要裂縫的寬度小于0.4mm，那么在進行簡單的修補、維護處理后，其整體性能不會受到影響，可以繼續使用。

其三，在張拉過程中，如果工作人員發現錨座下方的混凝土出現了開裂狀況，就應立即停止張拉作業，并逐漸放松已經張拉處理過的預應力鋼筋，對錨線的混凝土進行敲打鑿除處理。如果工作人員發現造成開裂的原因是鋼筋數量不夠，那么就要及時加配鋼筋。在此項作業后，工作人員可以采用高強度的混凝土，結合環氧樹脂或對兩者進行混合，形成混合修補劑，進行修補作業，當混凝土的整體強度達到預先設計需求時，工作人員才可以進行后續的張拉和灌漿作業。

其四，在施工過程中，每塊板都不應出現任何情況的鋼絞線斷裂，而在每束鋼絞線束中，工作人員都應當確保斷絲的數量不超過兩個[3]。在張拉過程中，如果預應力鋼筋的斷絲數量較多，且超過相關標準，工作人員應及時進行更換處理。如果不具備更換的條件和環境，也可以采取其他有效的補救措施，例如，提升其他鋼筋數的應力值等。

其五，工作人員進行灌漿作業時，應盡量采取正當、合規的操作方式，避免孔道出現堵塞。一旦發生堵塞，工作人員可以從孔道的另一端進行灌水處理，并實時觀測梁體兩側的色澤與水印狀況。以此為依據，工作人員需要找出發生堵塞的具體部位，在找到后，可以在梁體的一側進行鉆孔作業，以此來清除堵塞部位的混凝土或泥漿。在處理完成后，工作人員應當對鉆孔進行及時填補，可以利用強度較高的混凝土、環氧樹脂或兩者的混合物進行填補作業，而后開展后續的壓漿工作。

其六，如果工作人員在灌漿作業的過程中發現，梁板底部的預應力鋼筋管道附近出現了部分裂縫，且裂縫小于0.2mm 時，可及時進行修補并正常使用。當裂縫寬度過大，影響整體結構穩定性時，工作人員則需要更換材料。

4 結語

預應力施工品質的好壞直接影響著橋梁的使用質量。當前，許多使用中的預應力橋梁在經過調查及檢測后顯示，存在質量隱患，其根源是預應力張拉施工過程中的不規范操作以及對質量控制的不嚴格造成的。所以，應重視梁板預應力中的張拉施工品質。