預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁質(zhì)量控制的幾個(gè)關(guān)鍵因素

摘要：預(yù)應(yīng)力鋼束的孔道位置、鋼絞線是否發(fā)生纏絞現(xiàn)象是質(zhì)量控制的關(guān)鍵。孔道位置不準(zhǔn)確，改變了結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，如果曲線孔道標(biāo)高變化段不圓順還會(huì)增大預(yù)應(yīng)力孔道摩阻損失。文章對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁質(zhì)量控制的幾個(gè)關(guān)鍵因素進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力鋼束；鋼絞線；質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：U448 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-1145（2009）15-0139-02

一、預(yù)應(yīng)力鋼絞線安裝

預(yù)應(yīng)力鋼束的孔道位置、鋼絞線是否發(fā)生纏絞現(xiàn)象是質(zhì)量控制的關(guān)鍵?？椎牢恢貌粶?zhǔn)確，改變了結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，如果曲線孔道標(biāo)高變化段不圓順還會(huì)增大預(yù)應(yīng)力孔道摩阻損失。因此，孔道位置準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到施工的預(yù)應(yīng)力度能否與設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力度相吻合，對(duì)結(jié)構(gòu)安全和工程使用階段是否會(huì)產(chǎn)生裂縫都有很深的影響。多根鋼絞線如果纏絞在一起，張拉時(shí)各根鋼絞線受力不均勻，增大了鋼絞線之間的摩阻，造成預(yù)應(yīng)力損失加大。

實(shí)際施工中很多施工單位并不重視這些細(xì)部工作，固定鋼束的井字架位置不準(zhǔn)確或不按照規(guī)范和設(shè)計(jì)規(guī)定的間距布設(shè)，必然造成鋼束位置與設(shè)計(jì)不符，目前仍有小部分隊(duì)伍使用人工進(jìn)行穿束，尤其對(duì)多根鋼絞線的長(zhǎng)束重量很大，人工穿束費(fèi)時(shí)費(fèi)力，容易造成工人轉(zhuǎn)動(dòng)鋼束穿進(jìn)，使鋼絞線互相纏絞在一起。鄭州市環(huán)城快速路鄭卞路立交橋工程共有十七跨連續(xù)梁（單幅），施工時(shí)固定鋼束用的井字架間距為1米，梁高1.1～1.3米，因此豎彎變化不大，間距滿足要求，但是施工時(shí)由于工人工作不認(rèn)真，使井字架坐標(biāo)不準(zhǔn)確。并且采用人工穿束，束長(zhǎng)在100米到120米不等。張拉時(shí)發(fā)現(xiàn)大部分鋼束的伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值不符（有的比理論值少11﹪），張拉過(guò)程中經(jīng)常聽(tīng)到內(nèi)部鋼束纏絞在一起后被拉開(kāi)的聲音，當(dāng)時(shí)立即對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢定，在設(shè)備沒(méi)有問(wèn)題的情況下，設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位和施工單位開(kāi)始對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，其中鋼絞線計(jì)算伸長(zhǎng)值時(shí)采用實(shí)測(cè)彈性模量，μ、k取值按規(guī)范推薦值。設(shè)計(jì)單位對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新驗(yàn)算，最后確定在保證張拉力的情況下，伸長(zhǎng)值誤差保證在12﹪以內(nèi)，無(wú)疑降低了結(jié)構(gòu)安全系數(shù)。

南陽(yáng)路互通式立交橋D匝道為四孔一聯(lián)的曲線連續(xù)梁，梁長(zhǎng)220米，曲線半徑55米，因此鋼束即有平彎又有豎彎，井字架按照50㎝間距布設(shè)而且坐標(biāo)準(zhǔn)確，采用人工配合機(jī)械穿束（將鋼絞線固定在一個(gè)錐形的牽引裝置上，用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引錐形牽引裝置）。在東區(qū)農(nóng)業(yè)路跨南北運(yùn)河А10橋四聯(lián)190米連續(xù)梁施工中，同樣使用以上方法，由于特別注意控制孔道坐標(biāo)和孔道線形圓順，并且很好地避免了鋼絞線間纏絞，張拉過(guò)程中以上兩項(xiàng)工程鋼束伸長(zhǎng)值均滿足要求。

二、預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉

1．張拉控制應(yīng)力與伸長(zhǎng)值。張拉控制能否達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值直接影響預(yù)應(yīng)力效果，因此張拉控制應(yīng)力是張拉中質(zhì)量控制的重點(diǎn)，張拉控制應(yīng)力必須達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值。但是不能超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的最大張拉控制應(yīng)力。因此為了準(zhǔn)確把握預(yù)應(yīng)力的施加情況，預(yù)應(yīng)力控制方法張拉時(shí)必須以伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核。因此，能夠提供準(zhǔn)確的理論伸長(zhǎng)值顯得尤為重要。必須對(duì)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（jTj041-2000）中理論伸長(zhǎng)值的計(jì)算有個(gè)正確理解。

（1）預(yù)應(yīng)力孔道坐標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求、曲線孔道圓順的情況下，孔道局部偏差和預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩擦系數(shù)對(duì)理論伸長(zhǎng)值大小的影響不大，均可按照規(guī)范中取值。

（2）鋼絞線的彈性模量EP取值對(duì)理論伸長(zhǎng)值大小的影響較大，應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)值進(jìn)行計(jì)算。

（3）L的取值：計(jì)算平均張拉力時(shí)應(yīng)按照孔道長(zhǎng)度計(jì)算，計(jì)算伸長(zhǎng)值時(shí)L的取值應(yīng)加上錨墊板至工具加片的前端距離。另外，在比較理論伸長(zhǎng)值與實(shí)際伸長(zhǎng)值時(shí)應(yīng)以初應(yīng)力到控制應(yīng)力部分的值為準(zhǔn)進(jìn)行比較，因?yàn)閺牧愕匠鯌?yīng)力的伸長(zhǎng)值是推算的，并且測(cè)量次數(shù)多，產(chǎn)生累計(jì)誤差較大。

2．模板支架的影響。由于施加預(yù)應(yīng)力，砼必然產(chǎn)生彈性變形，同時(shí)產(chǎn)生軸向變形和上下方向的撓曲。張拉時(shí)如果約束其軸向收縮和撓曲，就會(huì)使砼產(chǎn)生預(yù)想不到的裂縫，重則出現(xiàn)質(zhì)量事故。因此，張拉前必須拆除對(duì)梁體軸向收縮有約束作用的梁側(cè)模板，拆除支座周圍對(duì)活動(dòng)支座在順橋方向的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，以及對(duì)固定支座的旋轉(zhuǎn)有約束作用的模板和支架。我們對(duì)鄭東新區(qū)農(nóng)業(yè)路跨南北運(yùn)河А10橋四聯(lián)190米連續(xù)梁張拉前后進(jìn)行觀測(cè)，結(jié)果表明每米梁長(zhǎng)約縮短0.2㎜。鑒于以上實(shí)踐，如果不拆除各種約束，很可能造成梁體局部裂縫或支座變形。據(jù)介紹在廣州東莞某高架橋120米連續(xù)梁施工中，由于張拉預(yù)應(yīng)力前支座周圍鋼底模未拆除，張拉后發(fā)現(xiàn)底模板大部分變形，固定盆式支座發(fā)生側(cè)翻。

3．張拉要點(diǎn)

（1）張拉順序：張拉順序應(yīng)按照設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行，若設(shè)計(jì)沒(méi)有規(guī)定應(yīng)避免使構(gòu)件截面呈過(guò)大的偏心受力狀態(tài)，不使構(gòu)件邊緣產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力。尤其對(duì)曲線橋梁更應(yīng)注意，張拉時(shí)不能使曲線梁內(nèi)、外邊緣產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力而使梁腹產(chǎn)生裂縫。張拉時(shí)必須先張拉靠近截面形心的鋼束，如果有多排鋼束，必須對(duì)稱進(jìn)行。

（2）張拉長(zhǎng)度：連續(xù)梁鋼束長(zhǎng)度較大，提倡兩端同時(shí)張拉。如果設(shè)備不足，可先固定一端、張拉另一端，然后再?gòu)埨潭ǘ搜a(bǔ)足應(yīng)力。尤其對(duì)曲線預(yù)應(yīng)力筋更應(yīng)如此，一端張拉時(shí)雖然張拉端達(dá)到了控制應(yīng)力，但由于孔道長(zhǎng)度大，導(dǎo)致鋼束轉(zhuǎn)角θ增大，摩擦力增大，使得預(yù)應(yīng)力由張拉端向固定端逐漸減小，固定端附近預(yù)應(yīng)力明顯不足。某市快速路（高架橋）工程120米預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁采用一端張拉，另一端扎花錨固于梁體內(nèi)，張拉時(shí)伸長(zhǎng)值不能滿足要求，主要原因在于孔道摩擦損失太大（受孔道轉(zhuǎn)角θ值太大和孔道長(zhǎng)度的影響），一端張拉束鋼絞線的做法是失敗的，一方面，一旦出現(xiàn)事故（如斷絲等），將很難處理；另一方面，由于鋼束給結(jié)構(gòu)施加的預(yù)應(yīng)力不足，危害結(jié)構(gòu)使用安全。

（3）斷絲、滑絲的處理：施工過(guò)程中，由于操作失誤或千斤頂壓力不準(zhǔn)確或錨具安裝誤差、夾片質(zhì)量差等原因，有時(shí)會(huì)發(fā)生斷絲和滑絲的情況，當(dāng)斷絲和滑絲數(shù)不超過(guò)規(guī)定值時(shí)，可采用超張拉方式補(bǔ)足應(yīng)力，若超過(guò)規(guī)定值必須卸錨，更換鋼束。對(duì)此處理時(shí)必須慎重，必須保證質(zhì)量和安全。

（4）補(bǔ)足應(yīng)力處理：根據(jù)斷絲數(shù)確定應(yīng)力損失值，通過(guò)提高其他鋼絲應(yīng)力，補(bǔ)足斷絲造成的應(yīng)力損失，但在任何情況下都不得使鋼絞線應(yīng)力達(dá)到0.8Rb，否則必須更換鋼束。

（5）更換鋼束的處理方法：1）絲束放松。將千斤頂按張拉狀態(tài)裝好，并且將鋼絲在夾盤內(nèi)揳緊。一端張拉，當(dāng)鋼絲受力伸長(zhǎng)時(shí)，錨塞銷被帶出。這時(shí)立即用鋼釬卡住錨塞螺紋（鋼釬可用φ5㎜的鋼絲、端部磨尖制成，長(zhǎng)20～30㎝）。然后主缸緩慢回油，鋼絲內(nèi)縮，錨塞因被卡住而不能與鋼絲同時(shí)內(nèi)縮。如千斤頂行程不夠可如此反復(fù)進(jìn)行至錨塞推出為止。然后拉出鋼絲束更換新的鋼絲束和錨具。2）單根滑絲單根補(bǔ)拉，將滑進(jìn)的鋼絲揳緊在卡盤上，張拉達(dá)到應(yīng)力后頂壓揳緊。3）人工滑絲放松鋼絲束，安裝好千斤頂并揳緊各根鋼絲。在鋼絲束的一端張拉到鋼絲的控制應(yīng)力仍拉不出錨塞時(shí)，打掉一個(gè)千斤頂卡盤上鋼絲的楔子，迫使1～2根鋼絲產(chǎn)生抽絲，這是錨塞與錨圈的錨固力就減少了，再次拉錨塞就容易拉出。

三、孔道壓漿

預(yù)應(yīng)力管道壓漿工作在后張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中起著舉足輕重的作用：防止預(yù)應(yīng)力鋼材銹蝕；使預(yù)應(yīng)力鋼束與砼有效黏結(jié)，實(shí)現(xiàn)整體應(yīng)力效果，增強(qiáng)梁體的承載能力；減輕錨固體系的負(fù)荷。因此必須高度重視壓漿質(zhì)量。同時(shí)要求壓入孔道內(nèi)的水泥漿在結(jié)硬后應(yīng)有可靠的密實(shí)性，能起到預(yù)應(yīng)力筋的防護(hù)作用，并且具備一定的黏結(jié)強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度，以便將預(yù)應(yīng)力有效地傳遞給周圍的砼。在以往的工程實(shí)踐中，由于施工人員對(duì)孔道壓漿的工藝和材料質(zhì)量未給予足夠重視，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋過(guò)早生銹，降低結(jié)構(gòu)耐久性。要想使壓漿工作成功，必須做到以下幾點(diǎn)：

1.水泥、水、外加劑和壓漿設(shè)備符合規(guī)范要求；

2.水泥漿的水灰比、泌水率、膨脹率和稠度等指標(biāo)符合規(guī)范要求；

3.壓漿前檢查孔道是否暢通；

4.壓漿順序正確，按孔道由低向高的順序進(jìn)行；

5.嚴(yán)格控制壓漿力和速度；

6.采用真空壓漿技術(shù)。

作者簡(jiǎn)介：高文學(xué)，男，河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司工程師，研究方向：生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)施工管理。