先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋預(yù)應(yīng)力工程施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

【摘要】預(yù)應(yīng)力混凝土空心板在橋梁建設(shè)中應(yīng)用廣泛，如何保證預(yù)應(yīng)力工程的施工質(zhì)量，本文從預(yù)應(yīng)力筋的材料要求、預(yù)應(yīng)力筋的張拉和放張施工工藝三個(gè)方面進(jìn)行了論述，并對(duì)可能發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題及其原因作了簡(jiǎn)要的探討。

【關(guān)鍵詞】先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋;預(yù)應(yīng)力工程施工質(zhì)量;張拉;放張

橋梁工程往往是交通工程建設(shè)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中具有非常重要的地位。伴隨著我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)飛速發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋因其構(gòu)造簡(jiǎn)單、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、便于工地或者工廠批量生產(chǎn)，所以在公路工程和市政工程中得到了廣泛應(yīng)用。如何保證空心板的工程質(zhì)量在工程建設(shè)中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，預(yù)應(yīng)力工程施工是確保工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，如何控制預(yù)應(yīng)力工程的施工質(zhì)量，筆者淺述如下：

1、預(yù)應(yīng)力筋

預(yù)應(yīng)力筋的品種、級(jí)別符合設(shè)計(jì)要求，進(jìn)場(chǎng)應(yīng)分批驗(yàn)收，除檢查其質(zhì)量證明書(shū)、標(biāo)志、包裝和規(guī)格外，尚應(yīng)按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/TF50-2011進(jìn)行外觀檢查和力學(xué)性能檢驗(yàn)，同時(shí)應(yīng)測(cè)定其彈性模量，用于計(jì)算預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長(zhǎng)值。鋼絲應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲》（GB/T5223）的規(guī)定;鋼絞線應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224）的規(guī)定;螺紋鋼筋應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋》（GB/T20065）的規(guī)定。預(yù)應(yīng)力筋存放不宜超過(guò)6個(gè)月，應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)良好的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，室外存放不得堆放于地面，應(yīng)設(shè)支墊和覆蓋，防止雨露。在儲(chǔ)存和搬運(yùn)過(guò)程中應(yīng)防止機(jī)械損傷并保持表面清潔。

2、施加預(yù)應(yīng)力

施加預(yù)應(yīng)力主要控制以下幾點(diǎn)：

（1）臺(tái)座應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地條件、施工機(jī)具、板幾何尺寸和預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量、位置、張拉控制應(yīng)力等綜合考慮，專門建造，保證具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。臺(tái)面平整、穩(wěn)固。柱式臺(tái)座按偏心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)，墩式臺(tái)座抗傾覆和抗滑移性能要滿足要求。

（2）張拉前應(yīng)編制施工作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，培訓(xùn)施工人員，使其了解預(yù)應(yīng)力施工知識(shí)，掌握正確的操作方法。

（3）千斤頂?shù)倪x擇要與預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力的大小相適應(yīng)，其張拉力應(yīng)為所需張拉力的1.5倍，并不得小于1.2倍，壓力表的最大讀數(shù)應(yīng)為張拉力的1.5～2.0倍。千斤頂使用前或者使用過(guò)程中時(shí)間超過(guò)6個(gè)月;張拉次數(shù)超過(guò)300次;發(fā)生異?；驒z修更換零配件的應(yīng)到國(guó)家法定的計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)定。千斤頂與壓力表要統(tǒng)一標(biāo)定，配套使用，千斤頂活塞運(yùn)行方向應(yīng)與張拉時(shí)的實(shí)際工作狀態(tài)一致。夾具應(yīng)具備良好的松錨和自錨性能并能安全的重復(fù)使用。

（4）預(yù)應(yīng)力筋張拉一般采用應(yīng)力控制法，此時(shí)應(yīng)對(duì)實(shí)際伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核。實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的比值設(shè)計(jì)有規(guī)定的應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，設(shè)計(jì)沒(méi)有規(guī)定的，其偏差控制在±6%以內(nèi)。理論伸長(zhǎng)值ΔLL按公式ΔLL=PPL/APEP計(jì)算，其中：PP是預(yù)應(yīng)力筋的張拉力;L是預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度;AP是預(yù)應(yīng)力筋的截面面積;EP是預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量。張拉前由于各根預(yù)應(yīng)力筋松緊彎曲程度不一致，不便于測(cè)量實(shí)際伸長(zhǎng)值，同時(shí)為了保證各根預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力盡量一致，張拉時(shí)先用穿心式雙作用千斤頂將單根預(yù)應(yīng)力筋張拉到初應(yīng)力σ0。初應(yīng)力取張拉控制應(yīng)力σcon的10%～25%，鋼束越長(zhǎng)取值越高。鋼束長(zhǎng)度在30m以下，初應(yīng)力σ0取10%～15%;長(zhǎng)度30～60m時(shí)，取15%～20%;長(zhǎng)度大于60m時(shí)，取上限25%。測(cè)量從初應(yīng)力到張拉錨固完成后的伸長(zhǎng)值，實(shí)際伸長(zhǎng)值包括測(cè)量伸長(zhǎng)值和0到初應(yīng)力的推算伸長(zhǎng)值 。推算伸長(zhǎng)值可以采用第二級(jí)應(yīng)力增量對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)值，但第二級(jí)應(yīng)力增量應(yīng)等于初應(yīng)力σ0。實(shí)際伸長(zhǎng)值ΔLs=ΔL1+ΔL2 ， 其中ΔL1是從初應(yīng)力到最大張拉力之間的測(cè)量伸長(zhǎng)值，ΔL2是0到初應(yīng)力的推算伸長(zhǎng)值。

（5）預(yù)應(yīng)力筋張拉后，錨固橫梁會(huì)發(fā)生撓曲，由于跨中撓度大于兩端邊緣部分，造成在同一構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力分布不均勻，因此應(yīng)保證錨固橫梁具有足夠的剛度，撓度不大于2mm。

（6）預(yù)應(yīng)力筋的安裝自下而上進(jìn)行，級(jí)別、規(guī)格、數(shù)量符合設(shè)計(jì)要求。安裝過(guò)程中防止機(jī)械損傷和被臺(tái)面上的隔離劑污染。螺旋形間接鋼筋的作用是抵抗預(yù)應(yīng)力筋傳力錨固后在混凝土內(nèi)產(chǎn)生的沿螺旋鋼筋徑向的劈裂力，其制作和安裝應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。一般是套在預(yù)應(yīng)力筋上安裝在空心板兩端（無(wú)隔離管）或者隔離管末端。設(shè)計(jì)要求在空心板端部安裝隔離管的，隔離管的數(shù)量、長(zhǎng)度和位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。原因在于：預(yù)應(yīng)力混凝土空心板放張后會(huì)產(chǎn)生反拱，此時(shí)板為支撐在兩端的簡(jiǎn)支板，同時(shí)承受預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的負(fù)彎矩和空心板自重產(chǎn)生的正彎矩，正彎矩在空心板端面為零，兩端較小，空心板兩端上部纖維受拉，可能超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk，造成開(kāi)裂，因此在端部安裝隔離管，使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的預(yù)應(yīng)力傳遞區(qū)段向跨中轉(zhuǎn)移，減小板端部的負(fù)彎矩，避免開(kāi)裂。預(yù)應(yīng)力筋定位板應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙制作，張拉完成后預(yù)應(yīng)力筋位置偏差不大于5mm，并不大于構(gòu)件短板尺寸的4%，宜在4h內(nèi)澆筑混凝土。

（7）預(yù)應(yīng)力筋張拉的程序設(shè)計(jì)有規(guī)定的應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，設(shè)計(jì)沒(méi)有規(guī)定的應(yīng)符合《橋規(guī)》的規(guī)定。整體張拉應(yīng)分級(jí)張拉;單根張拉應(yīng)分級(jí)、對(duì)稱、交替地張拉，順序從活動(dòng)橫梁中央對(duì)稱向兩邊進(jìn)行，避免臺(tái)座承受過(guò)大的偏心壓力。張拉控制應(yīng)力應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，超張拉時(shí)張拉控制應(yīng)力不得超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的最大張拉控制應(yīng)力。張拉預(yù)應(yīng)力筋盡量采用整體張拉，這樣可以提高工作效率，保證工程質(zhì)量。張拉時(shí)先用小型千斤頂逐根將預(yù)應(yīng)力筋張拉到初始應(yīng)力，并做好標(biāo)記，用于測(cè)量伸長(zhǎng)值。然后按作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的要求用大型千斤頂分級(jí)張拉，張拉過(guò)程中隨時(shí)觀察，始終保持活動(dòng)橫梁與固定橫梁平行，防止預(yù)應(yīng)力筋之間應(yīng)力不均勻。不具備整體張拉條件的也可以單根張拉。

（8）張拉符合規(guī)定后迅速錨固，錨固時(shí)防止預(yù)應(yīng)力筋異常回縮，從而造成過(guò)大的預(yù)應(yīng)力損失（正常的錨具變形、預(yù)應(yīng)力筋回縮產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失σl2設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)已經(jīng)考慮，張拉控制應(yīng)力σcon包含σl2）。夾片式錨具宜采用有頂壓的千斤頂，可以防止預(yù)應(yīng)力筋異常回縮。張拉全程做好完整的施工記錄。張拉完成后檢查預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力值，其偏差的絕對(duì)值應(yīng)在一個(gè)構(gòu)件全部預(yù)應(yīng)力筋總預(yù)應(yīng)力值的5%以內(nèi)。

3、放張預(yù)應(yīng)力筋

放張預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)把握以下幾點(diǎn)：

（1）預(yù)應(yīng)力筋放張前先拆除模板，移除限制空心板位移的障礙物。檢驗(yàn)混凝土同條件試件，混凝土的強(qiáng)度和彈性模量（或齡期）應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定;設(shè)計(jì)未規(guī)定的，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上，彈性模量達(dá)到28天彈性模量的80%以上方可放張。過(guò)早的放張一是空心板可能會(huì)產(chǎn)生裂縫;二是加大混凝土的收縮和徐變，產(chǎn)生過(guò)大的“混凝土收縮和徐變預(yù)應(yīng)力損失σl6”;三是先張法構(gòu)件放張時(shí)，空心板產(chǎn)生回縮，混凝土彈性模量較小則混凝土的應(yīng)變?cè)龃?，從而引起較大的預(yù)應(yīng)力損失，預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力減小，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》在計(jì)算此損失引起的應(yīng)力應(yīng)變時(shí)作了簡(jiǎn)化處理，故在施工中應(yīng)力求減少其影響?；炷翉椥阅Ａ吭诠さ卦囼?yàn)室測(cè)定比較困難，但因?yàn)榛炷翉椥阅Ａ颗c齡期具有較好的相關(guān)性（呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系），故可以用齡期來(lái)控制。放張時(shí)齡期不宜小于7天，不應(yīng)小于5天。

（2）預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定的順序放張;設(shè)計(jì)未作規(guī)定的，應(yīng)分級(jí)、對(duì)稱、勻速、交替地進(jìn)行。盡量采用整體放張，如此效率高、質(zhì)量易于控制。用千斤頂放張活塞運(yùn)行應(yīng)平穩(wěn);用砂箱放張，放砂的速率應(yīng)保持均勻。對(duì)于鋼絞線或者螺紋鋼筋不應(yīng)驟然切斷放松預(yù)應(yīng)力筋，驟然切斷不但預(yù)應(yīng)力筋回縮沖擊空心板兩端，而且由于錨固端預(yù)應(yīng)力筋尚存在較大應(yīng)力，臺(tái)座內(nèi)的所有空心板向錨固端滑動(dòng)，致使切割端最后幾根特別是最后一根預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力大幅增加，有可能直接拉斷，預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)烈回縮，猛烈沖擊空心板，造成靠近切割端的空心板底部?jī)啥诵纬傻埂鞍恕弊至芽p，遠(yuǎn)離切割端的板受影響較小，所以不應(yīng)采用。條件限制可以逐根放松預(yù)應(yīng)力筋，但不得一次將一根預(yù)應(yīng)力筋全部松完，道理同驟然放松法，必須分級(jí)、對(duì)稱、交替地從錨固橫梁兩側(cè)向中間進(jìn)行，減小空心板在水平面內(nèi)的彎曲和偏心壓力。放張過(guò)程中隨時(shí)觀察空心板在臺(tái)面上的滑動(dòng)情況，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。放張全程做好完整的施工記錄。

（3）由于空心板與臺(tái)面之間存在摩擦力，放張完成后，空心板之間、空心板與錨固端之間的預(yù)應(yīng)力筋還存在應(yīng)力，特別是空心板與錨固端之間的應(yīng)力最大，從錨固端開(kāi)始切割預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋可能自行拉斷，原理類似驟然放松法，所以預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)從放張端逐次向錨固端切斷，空心板的滑動(dòng)幅度較小，對(duì)板有利。預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)采用機(jī)械切割。

結(jié)語(yǔ)：

本文從預(yù)應(yīng)力筋材料、張拉和放張施工工藝三個(gè)方面就如何控制預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋預(yù)應(yīng)力工程施工質(zhì)量展開(kāi)論述，希望可以為建筑施工企業(yè)、監(jiān)理公司和政府質(zhì)量監(jiān)督部門的工程技術(shù)人員提供有益的參考。限于筆者認(rèn)識(shí)粗淺，當(dāng)中不妥之處，敬請(qǐng)各位專家指正。

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作者簡(jiǎn)介：

陶利榮，男，漢族，1971-1，云南彌渡，本科，職稱：副高級(jí)工程師，研究方向：建設(shè)工程管理。