关于预应力连续箱梁预应力筋张拉控制技术

代百平

摘要：随着科学技术的发展，大跨径桥梁技术如雨后春笋般在我国迅速崛起，各种能够提高生产效率和功能性的技术都被开发和利用到大跨径桥梁施工当中。这其中预应力技术是当下发展速度最快，用途最广泛的一门科学，其发展之迅速，已经在全国各省份大面积的投入使用。虽然预应力技术焕发了大跨径桥梁技术新的生命，但在其施工技术和配套设施方面，仍然存在着一定的缺陷，有很大的完善空间。本文通过合肥市长江西路高架和铜陵路高架市政桥梁施工案例中后张法预应力的施工工艺进行详细的阐述，从而使后张法预应力的应用更具施工的指导意义。

关键词：大跨径桥梁;预应力张拉;施工工艺

中图分类号： TU757 文献标识码： A

引言

早在上世纪三十年代，世界上第一座预应力混凝土桥梁建成以来，包括混凝土材料、预应力施工工艺在内的混凝土结构逐渐成为主流技术，在发展的过程中不断得到完善。从时间来看，预应力技术从诞生到发展成型的时间并不长，但凭借自身安全的结构、出色的抗震能力、合理的造价等多方面的优势，已经逐渐成为大跨径桥梁建设中不可或缺的中坚力量。

一、后张法预应力的概念

后张法[posttensioning method]是指先浇筑水泥混凝土，待达到设计强度的75%以上后再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件的施工方法。其主要分为有粘结预应力混凝土、无粘结预应力混凝土。

二、施工前准备

施工进场前应做好的技术准备工作:

全面审核预应力设计图。根据合肥市长江西路高架和铜陵路高架预应力图纸审核结果看，设计中往往出现钢绞线长度错误、钢绞线根数错误等等，对审核发现的错误要及时和设计院联系进行纠正；

预应力设计图全面交底工作；

施工设备检修及千斤顶的标定工作；

全部预应力施工技术参数表；

材料质量抽检。

三、预应力体系施工

（一）、预应力钢绞线制作与安装

1、检验

预应力的施工是连续梁施工的关键，很有必要对预应力钢材、锚具、夹具和张拉设备进行检验标定。

外观检查：无锈坑无折弯无断丝直径检查

性能检查：以每次重量不大于60吨为一验收批,抽检一组,进行力学性能试验。

2、预应力钢绞线、锚具、夹具检验

每批预应力钢材进场应附有证明生产厂家、性能、尺寸、熔炉次和日期的明显标志，每批预应力钢材的进场应分批验收，检验其质量证明书、包装方法及标志内容是否齐全、正确；钢材表面质量及规格是否符合要求，经运输、存放后有无损伤、锈蚀或影响与水泥粘结的油污，必须对用本桥的预应力钢材及锚具、夹具进行力学性能试验。

3、预应力钢绞线的制作与安装

纵向和横向预应力钢绞线：Ø15.2（高强度、低松驰，《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）），抗拉强度标准值为1860Mpa。预应力钢束每米用铅丝编制、合拢捆扎，钢束平顺，并编号按顺序放置。

（二）、波纹管道的安装

1、波纹管的定位钢筋必须严格按图纸的设计尺寸下料焊接，在绑扎成型的箱梁钢筋上按照图纸提供的定位坐标，画出定位钢筋的位置，定位钢筋必须采取焊接，确保预留孔道的准确。根据合肥市长江西路高架和铜陵路高架桥预应力施工的经验，定位筋必须按照设计的#字型或U型焊接在绑扎好的箱梁钢筋上，将波纹管固定牢固，不能只焊接一根钢筋将波纹管搭在上面，这样在混凝土浇筑时由于混凝土的上浮力可能会使波纹管上浮造成预应力筋定位不准，导致预应力筋张拉后箱梁受力不合理，严重影响桥梁的运行安全和使用寿命。

2、波纹管加工长度要比孔道长度长10～20cm，波纹管口伸出端头模板外边，避免混凝土浆漏入管道内；安装好的波纹管在浇筑混凝土前要进行详细检查，检查有无破损；如果有破损没有修补，混凝土进入后，如果是先穿钢绞线再浇筑混凝土，将造成钢绞线张拉时不能自由伸缩，导致钢绞线的断裂；如果是先浇筑混凝土再穿钢绞线，将造成钢绞线穿束困难。

后张预应力筋制作安装允许偏差

项目 允许偏差(㎜)

管道坐标 梁长方向 ±30

梁高方向 ±10

管道间距 同排 10

上下层 10

张拉应力值 符合设计要求

张拉伸长值 不超过计算值±6%

断丝滑丝数 普通钢丝束 每束一根，且断面不超过总数的1%

（三）、混凝土浇筑过程中的注意事项

1、保护波纹管

波纹管的保护工作尤为重要，振捣时尽量避免振捣棒碰撞波纹管。

2、抽拔钢绞线

如果是预穿钢绞线施工，当混凝土埋住底板、腹板及顶板钢绞线2～3小时后，要安排人员用倒链不停的进行抽拔，特别是腹板内的钢绞线，一定要作为重点保护对象，必须要及时进行抽拔，以防质量事故发生。

3、预应力锚具处混凝土浇筑质量必须严格控制，该处有锚下加强筋及螺旋筋，钢筋间距小，浇筑时采用小型振捣棒加强锚具后部的振捣，确保混凝土密实，防止张拉应力使锚下混凝土崩裂。

四、预应力张拉施工

（一）、张拉设备选用及校验

1、锚具、夹具、连接器进场后，首先做外观检查，检查其表面不得有裂纹、伤痕、锈蚀，尺寸不得超过允许偏差；同时需检查其硬度、静载锚固能力等出厂检验报告、产品合格证。

2、张拉千斤顶应定期检查，建立油表压力与千斤顶张拉力标定曲线，张拉吨位宜为张拉力的1.5倍左右，且不得小于1.2倍，检验后的有效期为六个月，并不得超过200次张拉作业。经过标定的油压表与千斤顶，必须一一对应，配套使用。更换配件的张拉千斤顶、压力表必须重新校验。

根据合肥市长江西路高架和铜陵路高架施工的情况看，由于存在夜间加班，换班的情况，所以值班的技术人员必须在每次开始张拉前必须进行详细的检查，检查油压表与千斤顶是否对应、交底的张拉数据是不是对应相应的设备等等。

3、电动油泵、压力表选用国家定型标准产品，并经检验后方可使用。

（二）、预应力筋张拉

1、当预制箱梁混凝土达到设计强度的90%时，混凝土的龄期不小于7天，方可张拉预应力钢束。顶板负弯矩处应待接头混凝土强度达到设计强度95%，方可进行张拉工作。如果设计有要求，按照设计要求的张拉强度进行。

2、预应力张拉采用张拉力和引伸量双控，以引伸量校核。钢束实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在6%以内，否则应停止张拉并查明其原因后再进行施工。这里要注意的是锚下控制应力，由于设计的受力要求和桥型的原因，同一座桥梁不同部位锚下控制应力不尽相同，所以在计算锚下控制应力时要严格按照设计进行。

3、钢束张拉顺序：张拉预应力钢束在横截面内按设计要求保持对称、均匀、分批张拉，所有钢束均应分三到四次张拉到设计吨位，不得一次张拉到位。在一些工程的施工过程中，发现有些工人为了减少来回搬移千斤顶，不按照对称张拉的要求施工，对于这一问题，现场负责的技术人员一定要严格要求，预应力张拉应力相当大，不对称张拉，可能造成梁体受力不均，导致箱梁开裂的严重事故。

4、张拉操作工艺

先安装与钢束配套的工作锚，带好夹片，装上限位板，将钢绞线从千斤顶中心穿过，安装工具锚，即可开始初张拉。当油表达到初始应力对应的读数时停止供油，检查夹片情况完好后，划线做标记。

当油压达到张拉吨位后关闭油缸油路，并保持2分钟，测量钢绞线伸长值加以校核。在持荷2min状态下，如发现油压下降，立即补至规定油压，认真检查有无滑丝、断丝现象。在张拉过程中，预施应力以油表读数为主，以预应力钢绞线伸长作校核的双控法。如钢绞线伸长值偏差超过规定范围，查明原因后重新张拉。

每次张拉应有完整的原始张拉记录，张拉过程中严格按规范程序操作并作好记录，确保实际张拉力及伸长值达到设计要求。原始记录是查找问题的依据。

5、张拉过程中滑丝､断丝现象预控。当预应力钢绞线施加应力完成，卸载千斤顶后，须对其做详细检查，此时应注意以下问题：

（1）检查有无滑丝，若有滑丝，其数量不应超过总数量的1％，否则应对其进行更换后，重新张拉。

（2）检查有无断丝，若有断丝，其数量不应超过该截面总钢丝数的1%，否则应对其进行更换后，重新张拉。

（3）检查夹片外露量。一般情况下，锚头与夹片为配套产品，夹片外露数量为1～3mm，当发现普遍存在夹片外露量>3mm时，可认为锚具不配套或不标准，应退货或换货。

（4）检查分片夹片外露量是否一致。

6、张拉完成后对锚具应及时进行临时防护处理。

（三）、张拉强度和龄期的控制

在施工过程中，往往为了加快施工进度，构件混凝土采用早强剂或提高混凝土强度，一般3~4d可达到设计强度的80%以上，结构构件在浇筑4~5d后即张拉，而此时混凝土的收缩和徐变还很大，随着龄期的增加，所引起的预应力损失过大，导致梁体反拱度偏大，故张拉构件强度和实际龄期一定要满足设计和规范要求。

预应力钢绞线张拉程序及伸长量计算见下表

预应力张拉步骤表

张拉步骤 伸长量的确定