提高預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量的控制方法

預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用，極大地改變了傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力形式和結(jié)構(gòu)跨度，預(yù)應(yīng)力張拉精度直接影響了結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)、使用性能及耐久性。影響預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量的因素有多方面，需要嚴(yán)格控制材料質(zhì)量和施工工藝。

原材質(zhì)量控制

鋼絞線進場要分批（每批不大于60t）檢驗，主要檢測的力學(xué)性能指標(biāo)，包括最大負(fù)荷、屈服荷載、彈性模量、伸長率、1000h松弛等，這些檢項均要滿足設(shè)計要求。

錨夾具、連接器質(zhì)量要符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》（GB/T 14370）的規(guī)定，檢驗外觀尺寸、硬度和錨固性。夾片硬度一般為HRB51～HRB82，如果夾片硬度過高，容易卡斷鋼絞線，硬度過低夾持不牢容易產(chǎn)生滑絲。夾具要具有良好的錨固性。

張拉工藝控制

在原材料質(zhì)量有保證的情況下，預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量則完全由設(shè)備的可靠性和操作過程的規(guī)范性決定。

張拉設(shè)備

張拉用千斤頂，額定張拉力為所需張拉力的1.2倍～1.5倍，配套使用的壓力表精度不低于1.0級。張拉千斤頂與壓力表應(yīng)在法定計量機構(gòu)里配套標(biāo)定，并根據(jù)標(biāo)定報告中的回歸方程計算張拉力與壓力表讀數(shù)。

傳統(tǒng)的張拉設(shè)備由油泵、千斤頂、壓力表組成。作業(yè)時油泵供油驅(qū)動千斤頂油缸，油缸伸出帶動鋼絞線伸長，鋼絞線受拉后將應(yīng)力反作用于混凝土結(jié)構(gòu)，完成施加預(yù)應(yīng)力。施工中人工讀壓力表，再通過回歸方程換算施加的拉力。人工測量千斤頂油缸的伸長，計算鋼絞線的伸長量。

傳統(tǒng)設(shè)備精度低，受人為因素影響大，效率低，將逐步被淘汰。隨著科技不斷進步，基于計算機控制技術(shù)的智能張拉技術(shù)在施工領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。作業(yè)前將張拉作業(yè)的技術(shù)參數(shù)（控制應(yīng)力、伸長量等）錄入計算機系統(tǒng)，該系統(tǒng)能自動分階段地完成張拉作業(yè)，并實時顯示記錄張拉數(shù)據(jù)，張拉控制精度控制在0.5%以內(nèi)，遠(yuǎn)高于《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的1.5%。

操作過程

首先是波紋管安裝位置必須準(zhǔn)確，注意豎直方向和水平方向的坐標(biāo)位置，嚴(yán)禁為了施工方便改變位置，波紋管定位下部用一根直鋼筋點焊在箍筋上控制高度，用“U”型鋼筋點焊在直鋼筋上控制水平位置；注意定位筋間距不得過大，直線段0.8m設(shè)一道定位鋼筋，曲線段0.4m設(shè)一道定位筋。波紋管安裝位置直接改變鋼絞線長度和摩擦阻力，嚴(yán)重影響張拉數(shù)據(jù)的可靠性，所以要嚴(yán)格按施工圖設(shè)計定位安裝。錨墊板是主要的受力部位，在張拉完成時全部預(yù)應(yīng)力都要通過錨墊板傳遞到混凝土構(gòu)件上。因此，對錨墊板和加強螺旋筋的安裝要特別注意：波紋管軸線與錨墊板平面垂直，要求波紋管線型準(zhǔn)確、端模加工和安裝角度準(zhǔn)確（安裝角度直接影響鋼絞線線型和摩擦阻力）。

張拉作業(yè)前要編寫作業(yè)指導(dǎo)書，復(fù)核伸長值，明確各階段張拉應(yīng)力值和油表讀數(shù)。

確定油表控制讀數(shù)

張拉應(yīng)力對應(yīng)著油表讀數(shù)，明確了不同階段的控制張拉應(yīng)力后，通過線性回歸方程計算確定對應(yīng)的油表壓力，用油表讀數(shù)作為張拉作業(yè)的實際依據(jù)。計算必須使用鋼絞線試驗報告中的實際面積，以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。千斤頂編號為116455，油壓表編號為YQ05064431，回歸方程P=0.0328x+0.4991，P為油表讀數(shù)，X為各階段的張拉力。

特別要注意初應(yīng)力的取值：《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》7.62-5及條文說明規(guī)定：初應(yīng)力為張拉控制應(yīng)力的10%～25%，鋼束長度小于30m，初應(yīng)力宜10%～15%；鋼束長度30m～60m，初應(yīng)力宜15%～20%；鋼束長度大于60m，初應(yīng)力宜25%；鋼束長度超過100m，通過試驗確定。初應(yīng)力的作用是利用相鄰級別應(yīng)力（必須是2倍初應(yīng)力）伸長值代替初應(yīng)力伸長量，以此消除由于鋼絞線的非彈性變化造成實測伸長值的不準(zhǔn)確。一般情況下與初應(yīng)力相鄰應(yīng)力級別（必須是2倍初應(yīng)力）的伸長量，小于2倍初應(yīng)力伸長量，因為開始鋼絞線處于松弛狀態(tài)，初應(yīng)力時鋼絞線的伸長有一部分是非彈性伸長。

表1 油壓與應(yīng)力對照表

計算理論伸長量

在利用公式ΔL=PpL/ApEp計算伸長量時，參數(shù)Ap和Ep取值必須使用鋼絞線試驗報告中的數(shù)據(jù)，不能用圖紙中的標(biāo)準(zhǔn)值。施工中常規(guī)購進的鋼絞線直徑偏大，彈性模量也偏大，如果按圖紙?zhí)峁┑臉?biāo)準(zhǔn)彈性模量和截面積計算理論伸長值，計算結(jié)果將偏大，而實際伸長量偏小，用伸長值校核張拉時甚至超過允許的±6%標(biāo)準(zhǔn)，造成誤判。所以，對于圖紙?zhí)峁┑匿摻g線延伸率，要用實際的彈性模量和截面積值驗算，為張拉作業(yè)提供可靠的依據(jù)。

計算完成后，再加上兩端實際工作長度（即千斤頂段的鋼絞線）的伸長量。千斤頂段鋼絞線的長度一般在0.4m～0.7m，兩端張拉的情況下鋼絞線長度增加0.8m～1.4m，其延伸量在6mm～10mm，對于20m～30m的長束影響不大，但對于負(fù)彎矩之類的短束將使數(shù)據(jù)嚴(yán)重失實，多數(shù)情況是張拉應(yīng)力遠(yuǎn)未達(dá)到控制應(yīng)力，但伸長量已達(dá)到要求，而張拉力達(dá)到控制應(yīng)力時，伸長量遠(yuǎn)超6%的極限要求，造成嚴(yán)重誤判。

鋼絞線穿束（先穿管，后穿束）中，“先穿管”指的是在波紋管中先穿塑料支撐管；“后穿束”指的是后穿預(yù)應(yīng)力鋼絞線束，即在塑料波紋管中穿入直徑比波紋管略小并能順利穿入的塑料支撐管，然后澆筑混凝土，待混凝土澆筑后抽出支撐管，再把鋼絞線梳編成束并整體穿入預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)。先穿管、后穿束成功避免了先穿束可能造成的波紋管漏漿，鋼絞線被混凝土筑死的情況，編束后整體穿束避免了穿束機單根穿束造成的鋼絞線錯位、扭絞、纏繞等情況，極大地提高了張拉精度。

張拉（后張法）條件為，梁板同條件養(yǎng)護試件的抗壓強度和抗壓彈性模量，要滿足設(shè)計要求；滿足設(shè)計要求強度達(dá)到的時間；齡期至少7d。

張拉程序中普通松弛預(yù)應(yīng)力筋：0→初應(yīng)力→2倍初應(yīng)力→103%σcon(錨固)；低松弛預(yù)應(yīng)力筋：0→初應(yīng)力→2倍初應(yīng)力→100%σcon(持荷5min錨固)。張拉方法是兩端張拉(一端使用P錨或連接器時單端張拉)，張拉順序要按圖紙要求順序，圖紙沒有明確順序的可采取分批、分階段的方式對稱張拉。

張拉注意事項，包括張拉前單根預(yù)拉，拉力不大于初應(yīng)力，使每根鋼絞線松緊程度一致。

張拉采用應(yīng)力控制，校核伸長量，控制伸長量偏差在±6%以內(nèi)；張拉實際伸長值為：ΔLs=ΔL3+ΔL2-2ΔL1-ΔL4-ΔL5(ΔLs：實際伸長值、ΔL1：初應(yīng)力伸長讀數(shù)、ΔL2：2倍初應(yīng)力伸長讀數(shù)、ΔL3：終應(yīng)力伸長讀數(shù)、ΔL4：工具夾片位移量即鋼絞線內(nèi)縮量、ΔL5：千斤頂段鋼絞線理論伸長值）。如果出現(xiàn)偏差超限，必須暫停張拉，分析原因，確定屬于理論伸長和實際伸長計算錯誤的部分直接改正，并在后續(xù)工作中避免出現(xiàn)。設(shè)備出現(xiàn)異常、讀數(shù)錯誤、操作錯誤等情況，必須放張后重新張拉。

在采用兩臺以上千斤頂實施對稱和兩端張拉時，各千斤頂之間同步張拉力的允許偏差為±2%，張拉控制應(yīng)力的精度為±1.5%。

張拉資料整理必須現(xiàn)場記錄，詳細(xì)填寫后張法預(yù)應(yīng)力張拉檢測記錄，注意張拉原始記錄內(nèi)容和項目必須填寫齊全、真實，并且不得有漏項。

在預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)施工中為提高預(yù)應(yīng)力施工精度，盡可能利用智能張拉設(shè)備；準(zhǔn)確計算和修正理論伸長量；合理匹配與鋼絞線拉力相對應(yīng)的千斤頂；保證波紋管、錨具安裝位置正確；混凝土達(dá)到要求強度和7d齡期；選擇與鋼絞線的長度相對應(yīng)的合理初應(yīng)力；鋼絞線按照“先穿管，后穿束”的方法穿束，再加上操作人員盡職盡責(zé)的態(tài)度和嫻熟的技術(shù)可極大地提高預(yù)應(yīng)力張拉精度。