橋梁預應力鋼絞線的精細化施工

黃智廣

（廣東省公路建設有限公司，廣州 510000）

1 引言

預應力技術(shù)在公路橋梁工程中取得了廣泛的應用， 在提高橋梁建設質(zhì)量、保障車輛安全通行等方面均有重要的作用。橋梁工程施工條件復雜，同時預應力技術(shù)的應用細節(jié)較多，因此需貫徹精細化施工的工程理念，深入探討預應力技術(shù)，梳理技術(shù)應用流程，掌握技術(shù)要點，保證預應力技術(shù)的應用效果。

2 張拉設備的規(guī)范操作

張拉是預應力技術(shù)應用中的核心環(huán)節(jié)， 張拉設備屬于預應力張拉的關鍵裝置， 張拉設備精度低時將影響張拉的準確性。 鑒于此，每張拉300 次或每經(jīng)過半年需做一次整套靜態(tài)標定。 禁止對張拉設備動態(tài)標定，否則將存在內(nèi)泄漏、摩阻等影響因素，導致油壓表讀數(shù)偏高，實際張拉力異常增加，部分鋼絞線的受力缺乏均勻性，迫使鋼絞線在張拉階段進入屈服區(qū)，影響張拉效果。 此外，張拉期間加強觀察，若錨下鋼束的均勻度偏差較大，需全部退錨，重新穿束，檢驗張拉設備的工作狀態(tài)，按規(guī)范做靜態(tài)標定，確認各項張拉條件均無誤后，方可正式張拉。

3 預應力鋼絞線、錨具等的質(zhì)量檢驗

生產(chǎn)廠家必須提供預應力鋼絞線的產(chǎn)品合格證、 出廠檢驗報告等有關材料質(zhì)量的資料，保證材料的質(zhì)量，為正式張拉打好基礎[1]。 錨具進場時，從材質(zhì)、硬度、尺寸等方面做全面的檢查，判斷材料是否滿足要求。 同時，根據(jù)GB/T 14370—2015《預應力筋用錨具、夾具和連接器》對張拉所用的錨具、夾具和連接器做詳細的檢查，判斷性能是否達標。 材料進場后，檢查外觀，例如是否存在受損、變形等問題，做硬度抽檢和靜載錨固性能試驗。

4 梳編穿束

4.1 梳編穿束施工工藝

梳編穿束的作用在于梳理鋼絞線， 避免因鋼絞線在孔道內(nèi)相互纏繞而影響張拉施工， 因此在張拉前做好梳編穿束工作尤為重要。 從現(xiàn)狀來看，部分橋梁工程的預應力施工中存在施工人員對梳編穿束重視程度不足、方法不合理等問題，導致鋼絞線在孔道內(nèi)發(fā)生纏繞， 預應力張拉期間部分鋼絞線的受力缺乏均勻性[2]，可能因受力過大而斷絲。

以汕湛高速公路云浮至湛江段吳川支線項目為例， 新屋大橋左1#～3#梁N4-Z 束錨下預應力檢查結(jié)果為： 整束平均力得到有效的控制，與設計值的偏差在±5%以內(nèi)，達到要求，但部分單根鋼絞線的力值超出許可范圍，總體上張拉效果較差。具體結(jié)果如表1 所示。

表1 整束平均力偏差

之所以出現(xiàn)單根鋼絞線受力異常的情況， 主要與梳編穿束質(zhì)量較差有關，鋼絞線混亂分布，張拉時某些鋼絞線的受力缺乏均勻性，無法達到要求，現(xiàn)場對此孔的整束鋼絞線做退索處理，導致工程量增加，施工進度放緩。 由此可見，有效做好預應力筋的梳編穿束作業(yè)至關重要。

4.2 較短預應力束的梳編穿束

預應力束的長度較短時，用錨具理順鋼絞線，每間隔1 m做1 次綁扎處理，直至鋼絞線順直、等長為止。 穿束時，將整束鋼絞線一同穿入， 同時注重前端封頭， 以免影響穿束的順暢性。 穿束全程鋼絞線束僅平動，禁止扭動或轉(zhuǎn)動，否則鋼絞線將發(fā)生纏繞。 若穿束時遇到阻力，可采取牽引或前后拖動的處理方法。 鋼絞線束的穿束工作量較大，為避免混亂，錨具的各孔需與鋼絞線編號對應，并從錨具錐口大端穿入鋼絞線。

4.3 較長預應力束的梳編穿束

部分鋼絞線束的穿束難度較大， 施工單位為降低穿束難度，普遍采取單根穿束的方法，此方法操作較為便捷，但鋼絞線的可控性變差，如鋼絞線在穿束過程中易發(fā)生纏繞，影響穿束效果和張拉效果。 而常規(guī)的整束穿束方法的操作難度較大，甚至因條件特殊而無法穿束。 考慮到此類技術(shù)痛點，提出如下穿束方法。

1）每束鋼絞線下料時，多下料40～50 cm，用大力鉗將多出的部分反向旋轉(zhuǎn)以便散開，再將此部分的周邊絲剝除，留下中心絲，用角磨機對剝除后剩余的中心絲端部倒楞磨邊，避免鋼絞線在穿束過程中刮傷波紋管。 需注意的是，剝除超長部分鋼絞線的周邊絲時，必須嚴格控制剝除量，不可損傷中心絲。

2）依次對鋼絞線和錨具編號，根據(jù)序號進行預應力施工。編號時， 用透明膠帶將寫好號碼的紙粘貼至鋼絞線的兩端和錨具上。 兩端錨具同步編號，編號統(tǒng)一設置在錨具的外露面，便于獲取編號信息。

3）根據(jù)錨具編號將鋼絞線穿孔，并向牽引螺塞內(nèi)穿入中心絲；將每根中心絲鐓頭，直徑略大于牽引螺塞孔的直徑且形成的鐓頭應飽滿，以便穿束過程中平順拖動鋼絞線束。 鋼絞線經(jīng)過鐓頭處理后， 用帶有絲口的牽引螺塞和螺旋套連接、擰緊。

4）用梳束板梳理鋼絞線，每梳理約1 m 的長度時隨即用扎絲綁扎，穩(wěn)固鋼絞線。 逐段依次綁扎鋼絞線，產(chǎn)生的所有扎絲端頭均朝上。 梳束后，用卷揚機牽引鋼絞線，以便鐓頭部位的長度相同，再向整束鋼絞線的中心絲之間插入纖維布，沿縱向纏繞，外側(cè)用膠帶纏繞鋼絞線端頭，起到防護的作用。 中心絲綁扎20～25 cm，未切割部分綁扎量增加至30～40 cm，經(jīng)過綁扎后的中心絲需做到平順、緊固，確保在穿束時不存在散索以及絲頭損傷波紋管的情況。 至此，結(jié)束鋼絞線束穿束前的所有梳編束作業(yè)，可開始穿束。

5）正式穿束時，用牽引螺塞與螺旋套連接，并用主卷揚機的鋼絲繩牽引螺旋套的另一端，搭配輔助卷揚機起吊鋼絲繩，以抵御重力的作用。 鋼絞線束的穿束遵循緩慢的原則，穿束全過程中鋼絞線束均要保持平動，禁止扭轉(zhuǎn)。 需確保牽入端整束進入方向與波紋管軸向方向相同， 若由于現(xiàn)場空間限制而無法順暢穿束，可增設卷揚機進行輔助作業(yè)，或利用轉(zhuǎn)向滑輪進行穿束。

5 預應力張拉的準備工作

5.1 錨具夾片的選取

出于質(zhì)量考慮，張拉所用的錨具夾片需由具有資質(zhì)的供應商提供，進場時安排質(zhì)量檢驗，規(guī)格、硬度各方面均要達標，以免因錨具夾片硬度不足或存在其他缺陷而引起張拉滑絲問題[3]。

5.2 限位板與工作錨具夾片的配套

限位板是鋼絞線張拉時不可或缺的工具， 其不同槽深所帶來的夾片回縮量及錨圈口摩阻損失量均存在差異。 若限位板的槽深過大，預應力張拉過程中存在明顯的錨具回縮現(xiàn)象，且伴隨較大的預應力損失。 同時，限位板的槽深不宜過小，否則將加劇夾片與鋼絞線的摩擦， 引起嚴重的錨口損失和預應力損失。 可見，限位板的槽深存在異常時（偏大或偏?。┚鶗绊憦埨Ч?因此， 在選擇限位板時需考慮到槽深的合適性，具體需與張拉使用的工作錨具夾片相配套，避免出現(xiàn)前述情況。

5.3 延長套筒的合理應用

受張拉結(jié)構(gòu)或梁型等因素的影響， 張拉時通常會疊加錨具作為延長套筒，由于錨具與鋼絞線間存在摩擦力，因此隨著疊加錨具數(shù)量的增加，產(chǎn)生的阻力越大，張拉預應力損失現(xiàn)象則越嚴重。 此外，錨具與限位板無卡位，加之裝置的自重作用，將導致鋼絞線下墜，引起不同程度的偏心問題，張拉時，即便同束鋼絞線上下受力也無法維持均衡狀態(tài)。 為規(guī)避前述問題，建議在張拉時妥善應用高強度空心延長套筒。

6 張拉作業(yè)

6.1 持荷時間的控制

根據(jù)JTG/T 3650—2020《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》可知，張拉持荷時間不短于5 min，禁止張拉過程中隨意縮短持荷時間，否則錨下預應力的錨固效果無法得到保證，具體為錨下預應力因損失量過大而無法滿足要求。 同時，張拉持荷必須具有規(guī)范性， 不可隨意卸荷回壓。 張拉作業(yè)人員規(guī)范操作張拉設備，未經(jīng)許可不得隨意修改持荷時間或私自關機。

6.2 張拉同步性控制

單束鋼絞線兩端張拉同步性、多束張拉同步性、張拉停頓點同步性、 張拉過程同步性均是預應力張拉同步性控制的重點內(nèi)容，參與張拉作業(yè)的人員必須全面管控。 在張拉同步性控制中，需重點考慮同斷面不均勻度和有效預應力。 為保證控制的精準性，可采用預應力張拉智能控制系統(tǒng)，以自動化的方式完成控制操作，避免人為、環(huán)境因素對張拉同步性控制的精準性產(chǎn)生影響。 在智能化控制策略下，由計算機下達指令，使加載速率、張拉停頓點、停頓時間均具有同步性。

6.3 張拉伸長量的控制

1）張拉前，向鋼絞線尾端切割出平面，或向此部分涂抹顏料，以形成醒目的平面標記（所用顏料的顏色與鋼絞線顏色存在明顯的反差，以便凸顯鋼絞線尾端），這樣有利于張拉時量測拉伸量。 禁止以油缸伸長值代替拉伸量，而是需要將標記平面至錨墊板的距離作為量測結(jié)果。

2）向孔道中平放鋼絞線束，按照張拉設計流程有序張拉。首先進行初張拉，使鋼絞線束達到繃緊的狀態(tài)，設置初應力下的刻度線記號；再繼續(xù)張拉，直至實際張拉力達到設計終應力為止，隨即在此張拉力下設置刻度線記號。 經(jīng)過分階段張拉的現(xiàn)場標記后，量取初應力至終應力的鋼絞線伸長量，記為，將此結(jié)果提供給現(xiàn)場作業(yè)人員， 以便根據(jù)實測結(jié)果判斷張拉效果，采取張拉控制措施。 需注意的是，在計算實際張拉伸長量時，需將測量結(jié)果扣除千斤頂穿心孔內(nèi)的彈性伸長量。 張拉伸長值的量取方法如圖1 所示。

圖1 實際張拉伸長值的量取方法

3）短束張拉的作業(yè)較為便捷，部分短束張拉無須用千斤頂?shù)垢?，在此張拉作業(yè)條件下，可直接量測千斤頂?shù)母左w。

7 結(jié)語

綜上所述，精細化是橋梁工程預應力施工中的重要理念，施工單位必須認識到預應力施工的重要性， 采取科學的預應力技術(shù)，深入優(yōu)化各項工藝，保證預應力技術(shù)的應用效果。 例如，施工前準備質(zhì)量達標的鋼絞線、錨具等材料，制訂合理的張拉作業(yè)方案，由專員按照規(guī)定進行張拉；張拉期間加強質(zhì)量檢驗與控制，如張拉力、鋼絞線伸長量均不容忽視，發(fā)現(xiàn)偏差后立即處理，保證張拉的質(zhì)量。 經(jīng)過本文的分析后，提出精細化工程理念下的橋梁預應力技術(shù)應用要點， 希望為相關人員提供參考。