預(yù)應(yīng)力混凝土后張梁張拉施工質(zhì)量問題及優(yōu)化措施

姜云樸 王殿虎 張亮奎

(中交隧道工程局有限公司,北京100024)

以現(xiàn)階段推廣的預(yù)應(yīng)力砼施工技術(shù)角度分析，結(jié)合其施工理念情況，可以將該方法分為兩類，即先張法以及后張法。兩者差異就是預(yù)應(yīng)力筋實際張拉順序，開展施工活動時，兩者均具有廣泛的應(yīng)用范圍，并具有良好應(yīng)用效果。對于后張法，通常在梁體砼強度滿足一定要求之后開展預(yù)應(yīng)力張力作業(yè)，保證砼的預(yù)應(yīng)力[1]。

1 后張法預(yù)應(yīng)力概述

對于后張施工技術(shù)而言，施工方式主要先開展水泥砼澆筑作業(yè)，保證強度滿足設(shè)計要求，之后開展預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉施工，以制作預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件。該施工方法的原理主要是先開展構(gòu)件制作，結(jié)合預(yù)應(yīng)力筋部位，在構(gòu)件中進行孔道位置預(yù)留，在保證構(gòu)件砼標(biāo)準(zhǔn)滿足設(shè)計要求之后，在預(yù)留孔道中穿過預(yù)應(yīng)力筋，并開展張拉施工。另外，借助錨具將扎拉預(yù)應(yīng)力筋錨固在構(gòu)件端部，并通過端部錨具將張拉力傳遞給砼。滿足設(shè)計張拉標(biāo)準(zhǔn)之后，均勻攪拌壓漿料并向孔道內(nèi)灌入，構(gòu)件一個整體，由砼構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力筋構(gòu)成。后張拉預(yù)應(yīng)力形式主要為無粘結(jié)與有粘結(jié)兩種類型的預(yù)應(yīng)力砼[2]。后張梁制作工藝流程圖見圖1。

圖1 后張梁制作工藝流程圖

2 預(yù)應(yīng)力砼后張梁的施工質(zhì)量問題

2.1 材料問題

主要體現(xiàn)在以下方面：在同批進場的鋼絞線中，彈性模量差值超出規(guī)定范圍；鋼絞線沒有對批接口的“三對應(yīng)”原則進行嚴(yán)格執(zhí)行，特別在鋼絞線直徑方面，和限位擋板取法良好匹配性；沒有進行同心橡膠護套的設(shè)計制作，導(dǎo)致錨墊板的喇叭口出現(xiàn)進漿問題，使得預(yù)應(yīng)力管道出現(xiàn)偏心問題，最終導(dǎo)致錨具和鋼絞線中心不一致，和錨板之間形成折角，促使錨口摩擦增加；夾片選擇鋼絲圈套聯(lián)形式，鋼絲經(jīng)常挑出溝槽，使得夾片無法跟進錨固；個別牙槽存在吃力問題，極易對鋼絞線造成損傷或是夾片倒牙；錨墊板問題：第一，喇叭口長度較短，小口直徑不滿足要求，例如90型膠管為φ105mm，超出95mm，同時無法保證高鋼絞線的4度角；第二，承壓邊面積不符合要求，導(dǎo)致梁端位置壓應(yīng)力較大，還會出現(xiàn)塌陷問題，同時造成側(cè)面錨下位置出現(xiàn)縱向裂縫。

2.2 設(shè)備儀表問題

張拉千斤頂規(guī)格與張拉力的倍數(shù)（1.25 -1.50 ）要求不符；張拉油表：第一，選擇非耐震油表；第二，耐震油表的虧油量最高達到50%；第三，最小分度值是1.0 Mpa，存在視讀誤差大問題，無法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。第四，在試驗室外采用標(biāo)準(zhǔn)母表開展靜載試驗等工作，并且沒有制定相關(guān)措施直接開展張拉油表的校準(zhǔn)工作；張拉油泵規(guī)格與型號缺乏統(tǒng)一性，新舊設(shè)備之間存在加大差異，維修換油缺乏一致性[3]。

2.3 計量問題

配套千斤頂?shù)膫鞲衅鳌毫Νh(huán)等裝置規(guī)格和實際張拉力之間存在較大差異，傳感器的噸位超出規(guī)定要求太多或是低于規(guī)定要求；0.4 級油表沒有每周均進行校準(zhǔn)；計量檢定區(qū)段和實際區(qū)段存在不匹配問題；千斤頂傳感器與壓力環(huán)等裝置在施工期間沒有開展定期校準(zhǔn)工作；自校準(zhǔn)存在分級大問題；活塞壓力機的標(biāo)準(zhǔn)砝碼不足，標(biāo)準(zhǔn)母表和張拉油表直接進行對比，校準(zhǔn)功能不足。

2.4 梁體問題

由于水泥用量較少，導(dǎo)致早期強度沒有達到規(guī)定要求，無法確保2周的終張拉強度以及彈性模量等均達到預(yù)期要求，見圖2。

圖2 腹板開裂

沒有正確使用彈模儀，150mm標(biāo)距規(guī)格頂針固定螺栓孔由于粗牙間隙較大，出現(xiàn)晃動現(xiàn)象，進而出現(xiàn)變形問題，造成彈性模量的試驗數(shù)據(jù)缺乏準(zhǔn)確性；強度試模出現(xiàn)變形問題，導(dǎo)致強度測試工作缺乏準(zhǔn)確性，進而造成實際強度無法滿足施工要求；沒有選擇列檢錘對梁體跨中進行敲擊，進而無法充分確定其是否存在孔洞問題，質(zhì)量風(fēng)險較大；由于儀表、張拉設(shè)備不足等原因，導(dǎo)致同孔T梁在1周之后才完成終張拉，已經(jīng)超出規(guī)定時間；張拉施工人員操作不熟練和日產(chǎn)量缺乏統(tǒng)一性，進而導(dǎo)致同孔梁需要6d以上的時間才能夠完成終張拉。

3 預(yù)應(yīng)力砼后張梁的職工質(zhì)量控制策略

3.1 材料控制

第一，鋼絞線的彈性模量。基于同束應(yīng)力差考慮，將其相對彈性模量差控制在3Gpa范圍內(nèi)。同批鋼絞線的模量差控制在5Gpa范圍內(nèi)，《高速鐵路后張梁》文件中已經(jīng)規(guī)定橋梁施工中彈性模量應(yīng)該在195±5mm范圍內(nèi)。第二，錨具槽深差值需要控制在±0.05 mm范圍內(nèi)，生產(chǎn)廠商需要保證“三匹配”，即外露量和回縮量、管徑和喇叭口、槽深和線徑。尤其需要保證槽深應(yīng)該和本批鋼絞線實測值對應(yīng)，否則會出現(xiàn)刮絲問題，進而出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損失問題。線徑與槽深金進廠檢驗。夾片選擇耐油橡膠圈進行套鏈。對于錨墊板重量與尺寸等均應(yīng)執(zhí)行CRCC認證規(guī)則。第三，選擇錨穴角度檢測儀檢驗?zāi)０邋^穴豎直角、水平角。第四，對同心橡膠護筒進行特別設(shè)計與定制，并且選擇三種顏色對三種規(guī)格進行區(qū)分：紅色（φ90）、綠色（φ70）、黃色（φ80），同時認真進行安裝，對喇叭口進漿問題進行嚴(yán)格控制。第五，認真檢驗鋼絞線。使用各批鋼絞線之前應(yīng)該進行抽樣檢測，若是結(jié)果不達標(biāo)則禁止使用。鋼絞線批次劃分為30t/批次，主要開展彈性模量、破斷負荷、直徑檢驗、屈服負荷以及極限伸長率等檢驗工作[4]。

3.2 設(shè)備質(zhì)量控制

第一，根據(jù)張拉力要求選擇相應(yīng)規(guī)格千斤頂，通常千斤頂規(guī)定應(yīng)該選擇兩種以上，例如，350t與250t等。（圖3）。第二，根據(jù)前述要求科學(xué)采購張拉油表，進而保證其合格性與適用性。第三，對于母表、秤以及其他檢驗、試驗專用儀器，需要嚴(yán)格在實驗室內(nèi)使用。第四，建議選擇0.4 級油表，分度值能夠精確到0.2 ，有效提高視讀精確度，并且使用期限較長。第五，確保油泵規(guī)格和狀態(tài)保持“三個一致”，進而實現(xiàn)張拉同步目標(biāo)。

圖3 250t預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)

3.3 計量質(zhì)量控制策略

第一，對于1.0 級油表應(yīng)該定期檢定，頻率為7d/次；0.4 級油表檢定頻率為30d/次，并且每周均進行校準(zhǔn)；張拉壓力表的自校應(yīng)該具備標(biāo)準(zhǔn)砝碼、標(biāo)準(zhǔn)母表、活塞壓力計等硬件以及檢定員證書等軟件。第二，梁場若是沒有得到施工地區(qū)計量管理機構(gòu)的普通壓力表量值的傳遞權(quán)，則禁止自行檢定。第三，選擇目標(biāo)對工作表進行校準(zhǔn)，通過砝碼對目標(biāo)進行督查。禁止使用無標(biāo)準(zhǔn)砝碼活塞壓力機開展計量工作。第四，母表檢定的有效期是12個月，然而期間應(yīng)該通過標(biāo)準(zhǔn)砝碼開展定期校準(zhǔn)工作，嚴(yán)禁在現(xiàn)場靜載試驗活動中使用母表。第五，若是相關(guān)條件滿足相關(guān)規(guī)定，則梁場可以開展張拉千斤頂自校工作。第六，強化計量管理工作，認真制定送檢計劃，禁止超期使用。第七，兩端伸長量的差值始終保持在5%以內(nèi)，否則管道的摩擦差別會對伸長量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。需要準(zhǔn)確計算理論伸長量，核算現(xiàn)場伸長量計算值。

3.4 梁體質(zhì)量控制策略

第一，彈性模量的發(fā)展會滯后強度，所以砼彈性模量對施工周期進行控制，通過配合比確保張拉前“三控”目標(biāo)。第二，開展施工活動時，會出現(xiàn)不利溫度問題，對此需要保證配合比在此種條件下，10-14d彈性模量達到要求，同時確保生產(chǎn)周期、模板與臺座數(shù)量等均符合架梁和施組要求。第三，水泥用量對早期強度具有較大影響，實際用量盡量控制在370kg/m3左右。T梁與箱梁之間存在差異，需要適當(dāng)增加T梁施工時的水泥用量。第四，根據(jù)相關(guān)規(guī)定：R終=σ+fcu，k。即終張拉強度值=3.5 Mpa+設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值。比如，在箱梁C50的齡期為10d情況下，R終不低于53.5 Mpa，砼彈性模量不低于35.5 Gpa。第五，開展張拉施工前，應(yīng)該安全相關(guān)人員通過列檢錘對跨中區(qū)域進行檢查，保證孔洞問題能夠得到及時發(fā)現(xiàn)。第六，對同孔張梁澆筑以及張拉作業(yè)之間的時間差予以關(guān)注，特別在4片T梁結(jié)構(gòu)中。若是設(shè)計圖紙要求5d，則需要根據(jù)“就高”原則開展施工活動。

4 結(jié)論

在路橋工程中，為了保證剛度、橋梁抗裂性等要求得到滿足，在預(yù)應(yīng)力方面的要求不斷增加。若是預(yù)應(yīng)力不足，會對橋梁抗裂性產(chǎn)生直接影響。所以，施工企業(yè)積極控制施工質(zhì)量，針對材料問題、設(shè)備儀表問題、計量問題、梁體問題等，積極通過材料控制、設(shè)備質(zhì)量控制、計量質(zhì)量控制、梁體質(zhì)量控制等策略進行充分優(yōu)化。