后張法預應力鋼筋混凝土箱梁施工的質量控制

劉金俠 李長榮

摘 要：預應力鋼筋混凝土，就是事先人為地在鋼筋混凝土中引入內部應力，且其數值和分布恰好能將使用荷載產生的應力抵消到一個合適程度的混凝土。預應力鋼筋混凝土結構由于采用了高強度材料和預應力工藝，節(jié)省了材料，減少了構件截面尺寸，進而減輕了構件自重，因而特別適合于建造由恒載控制設計的大跨度橋梁。在曲線配筋或大型構件的橋梁施工中，多采用后張法建立預應力，靠錨具來傳遞和控制預應力。預應力鋼絞線施工是橋梁施工質量控制的關鍵環(huán)節(jié)之一，在施工中要高度重視。本文就箱梁預應力鋼絞線施工中的各施工環(huán)節(jié)質量控制進行論述。

關鍵詞：后張法；預應力；質量控制

Abstract： Prestressed reinforced concrete， is that the prior factitious ground is introduced in reinforced concrete inner stress and its numerical and distribution can be produced using just the stress offset load to a suitable degree of concrete. Prestressed reinforced concrete structure as a result of the high strength materials and the prestressing processes， save material， reduced the component section size and thus alleviate the components， and particularly suitable for gravity by constant load control design to build the large span bridge. The curve of large components reinforcement or the bridge construction in， use more zhang method to establish the prestressed， after by the anchorage to transmission and control of prestressed cable. Prestressed strands of the bridge construction quality control of construction is one of the key links， in construction， must pay close attention to. This paper box girder construction of prestressed strands of construction link quality control system were discussed.

Key words： This law； Prestressed； Quality control.

1.千斤頂與油表校正

預應力張拉的設備應按錨具說明書的千斤頂型號配套使用。千斤頂在使用前必須按要求及時經主管部門授權的法定計量技術機構進行千斤頂、油泵及油壓表配套標定，確定其校正系數，張拉時嚴格按標定報告上注明的油泵號、油表號和千斤頂號配套安裝使用。張拉前，應按照校正系數公式計算出分級加載的油表讀數與張拉力的對應值。

在下列情況下應重新標定：新千斤頂初次使用前；油壓表指針不能退回零點時；千斤頂、油壓表和油管進行過更換或維修后；當千斤頂使用超過6個月或張拉超過200次以上；在使用過程中出現其他不正常現象。

由于千斤頂和儀表的特殊作用，要求千斤頂和儀表由專人使用和管理，操作人員需具備預應力施工知識方可上崗操作。

2.錨、夾具的質量控制

錨具應按設計要求采用，能滿足分級張拉、補張拉以及放松預應力的要求。錨具、夾具進場時，除按出廠合格證和質量證明書核查其錨固性能類別、型號、規(guī)格及數量外，還應按下列規(guī)定進行驗收。

（1）外觀檢查：從每批中抽取10%的錨具且不少于10套，檢查其外觀尺寸。如有一套表面有裂紋或超過產品標準及設計圖紙規(guī)定尺寸的允許偏差，則應加取雙倍數量的錨具重做檢查，如仍有一套不符合要求，則應逐套檢查，合格方可使用。

（2）硬度檢驗：從每批中抽取5%的錨具且不少于5套。其中有硬度要求的零件做硬度試驗，對多孔夾片式錨具的夾片，每套至少抽取5片。每個零件測試3點，其硬度應在設計要求范圍內，如有一個零件不合格，則應另取雙倍數量的零件重做試驗，如仍有一個零件不合格，則應逐個檢查，合格者方可使用。

3.預留孔道

澆筑在混凝土中的管道應具有足夠的強度且不允許有漏漿現象。管道應用定位鋼筋安裝固定，使其能牢固地置于模板內的設計位置，并在混凝土澆筑期間不產生位移。在承德市雙灤區(qū)迎賓大橋工程中孔道成型采用埋置金屬波紋管，波紋管使用3mm厚的鋼帶現場卷制，波紋管接頭采用套管法，且在套管內要對口、居中，兩端的環(huán)向縫隙用膠帶封閉嚴密不得漏漿。預埋孔道端部的錨墊板平面應垂直于孔道軸線，錨墊板孔中心要對準波紋管中心，安裝應牢固，預埋的螺旋加勁鋼筋應盡量緊靠錨墊板，以更好地分散此處應力，錨墊板上的灌漿孔應布置在下方。

為防止混凝土澆筑過程將預留孔道擠壓變形，采取了先將直徑較孔道直徑小一些的硬聚乙烯管在混凝土澆筑前插入預留孔道，待混凝土澆筑完畢后再將其抽出重復使用的方法，既避免了孔道被擠壓變形，穿預應力筋困難的問題，又保證混凝土澆筑速度，還克服了孔道附近混凝土振搗不密實的現象，取得了非常好的效果。

4.預應力筋的制作安裝

4.1 預應力筋下料

預應力筋的下料長度應通過計算確定，除要按照設計圖，加孤線值的長度外，還要考慮每端預留千斤頂、限位板、工作長度等。鋼絞線下料應采用砂輪鋸切割，不得采用電弧切割。集束綁扎時，每束鋼絞線必須理順直，不得打結、扭曲，一般一米為一段進行分段綁扎牢固，以免鋼絞線相互扭結或各絲、各股預應力筋受力不均勻，造成張拉應力不夠或超張拉，摩阻力值增大，易發(fā)生斷絲、滑絲等現象。

鋼絞線按照設計要求的規(guī)格型號采用，進場時分批驗收，除應對質量證明書、包裝、標志和規(guī)格進行檢查外，還應進行復驗，從每批鋼絞線中任取3盤，并從每盤所選的鋼絞線端部正常部位截取一根進行復驗，每批鋼絞線的重量不大于60t。

4.2 預應力筋編束

預應力筋編束時，應逐根理順，綁扎牢固，防止相互纏繞?？稍诿渴A應力筋的兩側端頭編制同一號碼，以利于在張拉過程中出現斷絲、滑移等情況時有針對性采取措施。

4.3 預應力筋的安裝及保護

預應力筋可在澆筑混凝土之前或之后穿入管道，在承德市雙灤區(qū)迎賓大橋工程中采用后穿鋼絞線的方式，有效的防止了在混凝土澆筑及養(yǎng)護期間產生的濕氣腐蝕預應力筋，還可防止在進行電焊作業(yè)時預應力筋濺上焊渣或造成其他損壞。

5.預應力筋的張拉控制力及理論伸長值計算

以承德市雙灤區(qū)迎賓大橋30米箱梁為例進行計算。迎賓大橋1—9軸為4×2預應力30米箱梁結構，預應力鋼束從上往下依次為2N1、2N2、2N3、2N4號束，中跨梁N1—N4號束為4股，邊跨梁N1—N2號束為5股，N3—N4號束為4股，采用M15—4、M15—5錨具。張拉控制應力為0.75fpk=1395Mpa。預應力鋼束采用低松弛高強度預應力鋼絞線，單根鋼絞線公稱直徑φs15.2mm，截面積A=139mm2，抗拉強度標準值fpk=1860Mpa，彈性模量Ep=1.95×105Mpa，波紋管采用鋼帶卷制的金屬波紋管，鋼帶厚度3mm。

5.1 張拉力計算

5.1.1 計算所用公式：

5.1.2 計算過程

依據施工圖紙鋼束的組成形式一共有兩種：

4φs15.2對應的張拉控制應力為：p=1395×139×4×1/1000=775.62KN

5φs15.2對應的張拉控制應力為：p=1395×139×5×1/1000=969.53KN

5.1.3 張拉力與壓力表對應關系表

在張拉時主要根據壓力表的讀數控制張拉力，根據千斤頂與壓力表的標定結果，計算張拉力與壓力表讀數的對應關系。

5.2伸長值計算

5.2.1 計算所用公式

5.2.2 計算過程

為確保理論伸長值的計算精度，采用分段計算鋼絞線理論伸長值，分別以鋼絞線錨固端（A點）、鋼絞線圓曲線起始點（B點）、圓曲線中點（C點）、圓曲線終點（D點）和箱梁中線點（E點）進行分段。

5.2.3 實際伸長值的計量

預應力筋張拉時，應先調整到初應力σ0，該初應力宜為張拉控制應力σcon的10%—15%，伸長值應從初應力時開始量測，預應力筋的實際伸長值除量測的伸長值外，必須加上初應力以下的推算伸長值，此值一般可采用相鄰級的伸長值，如初應力取10%σcon，推算伸長值可取10%—20%時的伸長值。

6.預應力張拉

預應力鋼絞線張拉前，箱梁的混凝土強度和砼澆筑時間必須達到設計要求，設計無要求時執(zhí)行規(guī)范要求，千斤頂和油壓表均在校驗有效期內，箱梁側向約束已解除（但須特別注意，箱梁底模必須在預應力鋼絞線張拉結束并對管道實施壓漿后才能拆除），支座定位螺栓已解除，以使在預應力張拉過程中能自由轉動和移動。

當所有準備工作做好后，清除錨墊板下水泥漿等雜物，將鋼絞線切割成楔形逐根對孔穿入錨環(huán)中，裝緊工作錨具夾片，安裝時務必使工作錨落入錨墊板止口中，并與孔道軸線同心。工作錨安裝后，安裝張拉限位板及千斤頂對位，再在千斤頂后端安裝工具錨，安裝工具錨時，應注意不得使鋼絞線錯孔扭結。為安裝方便，可將工具錨夾片用橡皮筋箍住，從鋼絞線端頭沿鋼絞線送進到工具錨孔中，并用鋼管打緊，夾片不得錯位。以上工作全部做完后對千斤頂供油，使千斤頂受力并與梁端錨具面垂直，再次檢查錨具、千斤頂、孔道三者軸心是否同心，有偏差時應用手錘輕擊錨環(huán)，調整位置，檢查合格后，即進入張拉供油的準備。兩端張拉操作人員應統(tǒng)一指揮，口令一致，應嚴格按設計張拉順序、張拉方式對稱進行張拉，張拉速度應控制在合理范圍內，注意使每根鋼絞線受力均勻，張拉力應按設計控制力逐級加載，如按控制力的10%、20%、60%、100%分級張拉，在達到控制張拉的10%時作好標記，開始測量鋼絞線伸長值，以后每級均要量測、記錄伸長值和張拉力，測量讀數應精確，鋼絞線束在達到控制張拉力時，持荷2min，并維持張拉力不變，然后封錨。張拉過程中應認真作好張拉原始記錄，因處理滑絲、斷絲而引起鋼絞線束重復張拉時，同一束不超過3次，若鋼絲與錨具因滑絲而留有明顯刻痕時，應予更換。張拉完成后，在錨口處的鋼絞線上做記號，鋼絞線回縮量不能大于6mm。張拉完成后，經檢查并確認全部合格后方可割絲，鋼束張拉完畢，嚴禁撞擊錨頭和鋼束。

施加應力以張拉力為主，以預應力筋伸長值作校核，預應力筋實際彈性模量計算的伸長值與實測伸長值相差不應超過±6%，否則應暫停張拉，查找原因，主要原因有：鋼絞線材料發(fā)生變化，彈性模量E值變化或截面積A值變化；千斤項標定曲線發(fā)生變化造成張拉力變化；混凝土強度不足；孔道摩阻損失變化；測量方法不準確，因漏漿致使鋼絞線局部固結等。

7.孔道灌漿

預應力鋼絞線張拉完成封錨后，一般 24～36h之內宜及時進行孔道壓漿，水泥漿為純水泥漿，水泥漿自拌制至壓入孔道的延續(xù)時間，視氣溫情況而定，一般在30—45min范圍內。水泥漿在使用前和壓注過程中應連續(xù)攪拌。對于因延遲使用所致的流動度降低的水泥漿，不得通過加水來增加其流動度。

壓漿順序：先下后上。較集中和鄰近的孔道，宜盡量先連續(xù)壓漿完成，不能連續(xù)壓漿時，后壓漿的孔道應在壓漿前用壓力水沖洗通暢。

對沁水率較小的水泥漿，通過實驗證明能達到孔內飽滿時，可采用一次注漿的方法。在雙灤迎賓大橋的30m預制箱梁制作時，在施工前就提前對試制的梁進行灌漿試驗：調整水泥漿的水灰比，盡量減少泌水率。通過試驗證明在一定的水灰比情況下，一次性壓漿就可以使孔道飽滿。在這個基礎上在施工中嚴格控制水泥質量和水灰比，采用了一次性壓漿的方法，大大加快了施工進度。后從檢查孔抽查壓漿質量，證明壓漿飽滿，完全符合質量標準。沁水率和膨脹率的試驗方法見《公路橋涵施工技術規(guī)范》JTJ041-2000附錄G—10水泥漿沁水率和膨脹率試驗。

壓漿應使用活塞式壓漿泵，不得使用壓縮空氣。壓漿的最大壓力宜為0.5—0.7Mpa，當孔道較長或采用一次壓漿時，最大壓力宜為1.0Mpa，壓漿用的膠管一般不超過30m，若超過30m則壓力增加0.1MPa。水泥漿攪拌結束至壓入管道的時間間隔不應超過40min。壓漿應達到孔道另一端飽滿和出漿，并應達到排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿為止。為保證管道中充滿灰漿，關閉出漿口后，應保持不小于0.5Mpa的一個穩(wěn)壓期，該穩(wěn)壓期不宜少于2min。

壓漿過程中及壓漿后48h內，結構混凝土的溫度不得低于5℃，否則應采取保護措施，當氣溫高于35℃時，壓漿宜在夜間進行。

壓漿是否密實，除了以上要求外，還要從壓漿數量上來保證其質量。水泥漿的凈用量=（孔道截面面積-鋼絞線截面面積）×孔道長度。

壓漿孔數和位置必須作好記錄，以防漏灌?？椎缐簼{應填寫施工記錄。

結束語

在現代的預應力箱梁施工中，預應力鋼絞線施工和孔道壓漿占著舉足輕重的地位，是預應力能否正確建立并達到設計目的的關鍵，必須嚴格按設計、規(guī)范施工，積累豐富施工經驗應用于實際，以保證其質量。

參考文獻

[1] JTJ041-2000，公路橋涵施工技術規(guī)范。

【作者簡介】劉金俠（1972-），女，全國注冊一級建造師，主要從事市政道路橋梁工程施工技術管理。李長榮（1969-），男，全國注冊監(jiān)理工程師，主要從事建設工程施工監(jiān)理。

【文章編號】1006-2688（2016）03-0038-03