后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋預(yù)應(yīng)力工程施工質(zhì)量控制要點

【摘要】后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋在橋梁建設(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、管道和錨具的材料要求，預(yù)應(yīng)力筋和管道的制作安裝，張拉和錨固的施工工藝，管道壓漿四個方面進(jìn)行了論述，并對可能發(fā)生的質(zhì)量問題及其原因作了簡要的探討。

【關(guān)鍵詞】后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋;預(yù)應(yīng)力工程施工質(zhì)量;張拉;錨固;壓漿

橋梁工程往往是交通工程建設(shè)的關(guān)鍵節(jié)點，在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中具有非常重要的地位。伴隨著我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)飛速發(fā)展，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋因其安全可靠、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。如何保證橋梁的工程質(zhì)量在工程建設(shè)中具有重要的現(xiàn)實意義，預(yù)應(yīng)力工程施工是確保工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，就如何控制預(yù)應(yīng)力工程施工質(zhì)量，筆者淺述如下：

1、預(yù)應(yīng)力筋、管道和錨具

預(yù)應(yīng)力筋品種、級別符合設(shè)計要求，進(jìn)場應(yīng)分批驗收，除檢查其質(zhì)量證明書、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，同時應(yīng)測定其彈性模量，用于計算預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值。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。

管道類別、型號符合設(shè)計要求。進(jìn)場時分批檢驗，除核查出廠合格證、規(guī)格外尚應(yīng)對管道在荷載作用下的徑向剛度、抗?jié)B漏性能進(jìn)行檢驗，管道質(zhì)量和性能符合相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

錨具與預(yù)應(yīng)力筋的品種、規(guī)格和強度等級相適應(yīng)，配套的錨墊板和局部加強鋼筋應(yīng)滿足傳力性能要求。進(jìn)場要進(jìn)行檢驗，主要檢查其型號、規(guī)格、生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品質(zhì)保書、產(chǎn)品技術(shù)手冊、錨固區(qū)傳力性能型式檢驗報告以及夾片式錨具的錨口摩擦損失測試報告，驗收后再進(jìn)行外觀檢查、硬度檢驗和靜載錨固性能試驗，產(chǎn)品質(zhì)量和性能應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》GB/T14370的規(guī)定。其中夾片式錨具的錨口摩擦損失不宜超過6%，否則應(yīng)請設(shè)計單位進(jìn)行驗算或者調(diào)整張拉控制應(yīng)力。

預(yù)應(yīng)力筋和管道存放時間不宜超過6個月，應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)良好的倉庫內(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，在儲存和搬運過程中預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)防止機(jī)械損傷并保持表面清潔;管道不得拋摔或在地面上拖拉。錨具要妥善保管，防止機(jī)械損傷，避免銹蝕、沾污、混淆和散失。同一結(jié)構(gòu)或構(gòu)件要采用同一廠家生產(chǎn)的配套錨具產(chǎn)品。

2、管道、預(yù)應(yīng)力筋的制作與安裝

管道的品種、規(guī)格須符合設(shè)計要求，安裝的位置坐標(biāo)符合設(shè)計規(guī)定，用定位鋼筋綁扎牢固，其間距不大于1m，曲線段適當(dāng)加密，管道定位后應(yīng)光滑、平順。曲線管道末端與錨墊板相垂直，末端直線段長度符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的規(guī)定。管道接頭應(yīng)用大一級的同類管道連接，并緊密纏裹，防止水泥漿浸入，安裝完畢兩端要臨時封堵，避免水或雜物進(jìn)入。

預(yù)應(yīng)力鋼筋的品種、規(guī)格、級別和數(shù)量必須符合設(shè)計規(guī)定。預(yù)應(yīng)力筋在混凝土澆筑之前或者之后穿入孔道均可以，宜將全部預(yù)應(yīng)力筋編束后整體穿入，并保持順直，不得相互纏繞。安裝完成后，管道兩端進(jìn)行密封阻止水汽進(jìn)入。應(yīng)盡量壓縮預(yù)應(yīng)力筋穿束和壓漿的間隔時間，防止預(yù)應(yīng)力筋銹蝕。

3、預(yù)應(yīng)力筋的張拉和錨固

施加預(yù)應(yīng)力的質(zhì)量控制主要把握以下幾點：

（1）張拉前編制施工作業(yè)指導(dǎo)書。對施工人員進(jìn)行培訓(xùn)，使其了解預(yù)應(yīng)力施工知識，掌握正確的操作方法。

（2）所選擇的千斤頂其張拉力應(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程中時間超過6個月;張拉次數(shù)超過300次;使用期發(fā)生異?；蛘邫z修更換零配件的，應(yīng)到國家法定的計量技術(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，千斤頂活塞運行方向應(yīng)與張拉時的實際工作狀態(tài)一致。

（3）預(yù)應(yīng)力筋張拉一般采用應(yīng)力控制法，此時應(yīng)對實際伸長值進(jìn)行校核。實際伸長值與理論伸長值的比值設(shè)計有規(guī)定的應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定，設(shè)計沒有規(guī)定的，其偏差應(yīng)控制在±6%以內(nèi)。理論伸長值ΔLL按下式計算：ΔLL=PPL/APEP ，其中：PP是預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力，直線筋為張拉端的拉力;L是預(yù)應(yīng)力筋的長度;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，不便于測量實際伸長值，同時為了保證各根預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力盡量一致，張拉時先用小型千斤頂將鋼束的每根預(yù)應(yīng)力筋張拉到初應(yīng)力σ0。初應(yīng)力σ0取張拉控制應(yīng)力σcon的10%～25%，鋼束越長取值越高。鋼束長度在30m以下，初應(yīng)力σ0取10%～15%;長度30～60m時，取15%～20%。測量從初應(yīng)力到張拉完成時的伸長值，實際伸長值包括測量伸長值和0到初應(yīng)力的推算伸長值 。推算伸長值可以采用第二級應(yīng)力增量對應(yīng)的伸長值，但第二級應(yīng)力增量應(yīng)等于初應(yīng)力σ0。實際伸長值ΔLs=ΔL1+ΔL2 ， 其中ΔL1是從初應(yīng)力到最大張拉力之間的測量伸長值，ΔL2是0到初應(yīng)力的推算伸長值。

（4）預(yù)應(yīng)力筋張拉順序、程序設(shè)計有規(guī)定的要符合設(shè)計規(guī)定。設(shè)計未規(guī)定的，應(yīng)分批、分階段、對稱張拉，防止構(gòu)件承受過大的偏心應(yīng)力和邊緣拉力;張拉控制應(yīng)力符合設(shè)計規(guī)定;超張拉時張拉控制應(yīng)力不得超過設(shè)計規(guī)定的最大張拉控制應(yīng)力。張拉前先拆除梁模板，檢驗混凝土同條件試件，混凝土的強度和彈性模量（或齡期）應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定;設(shè)計未規(guī)定的，混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的80%以上，彈性模量達(dá)到28天彈性模量的80%以上方可張拉。過早的張拉一是梁體可能會產(chǎn)生裂縫;二是加大混凝土的收縮和徐變，產(chǎn)生過大的“混凝土收縮和徐變預(yù)應(yīng)力損失σl6”;三是后張法構(gòu)件張拉時，后批張拉的預(yù)應(yīng)力筋使先批張拉的預(yù)應(yīng)力筋重心處的混凝土產(chǎn)生彈性壓縮，從而造成預(yù)應(yīng)力損失，稱之為“混凝土彈性壓縮預(yù)應(yīng)力損失σl4”，彈性模量小則壓縮變形大，增大預(yù)應(yīng)力損失。其值σl4=αEPΣΔpc， αEP為預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值;Δpc為后批張拉的預(yù)應(yīng)力筋在先批張拉的預(yù)應(yīng)力筋重心處產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力。有時為了防止梁體開裂，在梁的上部預(yù)拉區(qū)配置預(yù)應(yīng)力筋，此時在梁的下部預(yù)壓區(qū)（上部預(yù)拉區(qū)）張拉預(yù)應(yīng)力筋將使上部預(yù)拉區(qū)（下部預(yù)壓區(qū)）先批張拉的預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力增加，絕對值等于σl4。因此后張法構(gòu)件先批張拉的預(yù)應(yīng)力筋張拉控制應(yīng)力應(yīng)增加σl4（預(yù)應(yīng)力損失）或者減少σl4（預(yù)應(yīng)力增加），但如何情況下張拉控制應(yīng)力均不得超過設(shè)計規(guī)定的最大張拉控制應(yīng)力?；炷翉椥阅Ａ吭诠さ卦囼炇覝y定比較困難，因為混凝土彈性模量與齡期具有較好的相關(guān)性（呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系），可以用齡期來控制。張拉時齡期不宜小于7天，不應(yīng)小于5天。

（5）張拉端符合設(shè)計規(guī)定。設(shè)計未規(guī)定的，直線筋可以在任何一端張拉;曲線筋考慮錨具變形和預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮引起孔道反向摩擦的影響，依據(jù)反摩擦影響長度決定張拉端的設(shè)置，反摩擦影響長度lf≤l/2（l為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的長度）的，兩端張拉，lf>l/2可以一端張拉。預(yù)應(yīng)力筋兩端張拉應(yīng)兩端同時張拉，或者一端張拉錨固后另一端再補足預(yù)應(yīng)力值進(jìn)行錨固，一端張拉張拉端應(yīng)交錯設(shè)置在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的兩端。

（6）預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)整束張拉和錨固并做好施工記錄。張拉符合規(guī)定后迅速錨固，錨固時防止預(yù)應(yīng)力筋異?；乜s，從而造成過大的預(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)計計算時已經(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?；乜s。

（7）張拉錨固后經(jīng)檢驗合格，用砂輪鋸將多余的預(yù)應(yīng)力筋切斷，不得用電弧切割。切斷后預(yù)應(yīng)力筋外露長度大于30mm或者1.5倍預(yù)應(yīng)力筋直徑。

4、孔道壓漿及封錨

孔道壓漿的作用一是防止預(yù)應(yīng)力筋銹蝕，二是壓漿前預(yù)應(yīng)力筋通過錨具錨墊板將預(yù)應(yīng)力傳遞至結(jié)構(gòu)，壓漿漿體凝結(jié)后預(yù)應(yīng)力通過漿體傳遞給結(jié)構(gòu)，減小錨具和結(jié)構(gòu)兩端的受力，避免預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮。因此壓漿應(yīng)密實、飽滿，漿體強度符合設(shè)計規(guī)定。

壓漿材料符合設(shè)計和規(guī)范要求。壓漿應(yīng)在預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固后48h內(nèi)完成，防止預(yù)應(yīng)力筋銹蝕。壓漿應(yīng)緩慢、連續(xù)、均勻地進(jìn)行，不得中斷，從孔道最低點的壓漿孔壓入，到孔道另一端漿液飽滿，關(guān)閉出漿口，穩(wěn)壓3～5 min。結(jié)構(gòu)中有多層孔道的，應(yīng)先壓下層后壓上層。壓漿應(yīng)做好施工記錄并按規(guī)定留置試塊進(jìn)行強度檢驗。

壓漿完成后錨具應(yīng)及時用封端混凝土保護(hù);需要外露的，應(yīng)采取措施防止銹蝕。

漿體強度達(dá)到規(guī)定方可移動和吊裝。

結(jié)語：

本文從預(yù)應(yīng)力筋、管道、錨具的材料要求，預(yù)應(yīng)力筋和管道的制作安裝，預(yù)應(yīng)力筋張拉和錨固，孔道壓漿四個方面就如何控制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋預(yù)應(yīng)力工程施工質(zhì)量展開論述，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)識粗淺，當(dāng)中不妥之處，敬請各位專家指正。

參考文獻(xiàn)：

[1]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010（2015年版）.

[2]《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204-2015.

[3]《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》JTG3362-2018.

[4]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/TF50-2011.

作者簡介：

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