浅析后张法预应力匝道桥出现的钢束滑丝质量问题以及处理措施

李 峰

（福建住建建设有限公司， 福建 福州 350001）

1 工程概况

某匝道桥工程桥梁共计八联，每联三跨，每跨30M。设计时速为40KM/H。匝道桥砼设计强度为 C50，设计要求于端横梁处设置张拉用的齿块。当砼强度达到设计强度的90%后两端对称张拉，达到设计要求后方可封锚、压浆。

2 施工过程介绍

某匝道桥第三联（桩号YK0+180-YK0+270）右F4预应力钢束在腹板梁底部，设计钢绞线根数为15根，钢绞线每束直径15.2mm，设计钢束长度89.22M，纵向预应力束标准强度1860MPa，弹性模量1.95X105MPa，锚下控制应力为1395MPa，钢绞线面积139mm²，预应力张拉时腹板采用两端同时对称张拉。施工前将锚具、夹具、预应力钢绞线送有资质的实验室进行试验，并取得检测合格报告和通过监理确认同意进场使用。张拉前将同条件养护的试块送实验室进行强度测定为46.2MPa。浇筑砼养护期为9天，满足设计要求。

张拉设备采用两台400T千斤顶进行张拉，千斤顶、油压表等于张拉作业前送至国家授权的法定计量部门进行标定，在有效时间内。张拉过程中，小里程一端张拉至10%，油压表读数为4.1MPa，测得钢绞线伸长量为41mm，张拉至20%，油压表读数为 7.9MPa，测得伸长量为 62mm；张拉至 47%（此时油压表读数为17MPa）时，锚垫板和工作锚外口有一根钢绞线（共有6根）出现滑丝现象，此时立即停止张拉施工，测得伸长量为132mm。大里程一端一端张拉至10%，油压表读数为4.4MPa，测得钢绞线伸长量为43mm，张拉至20%，油压表读数为8.2MPa，测得伸长量为65mm，张拉至47%（油压表读数为18.3MPa），伸长量为137mm。

3 滑丝原因分析

由于预应力张拉出现滑丝，施工方停止张拉并将情况汇报监理、建设单位。建设单位会同设计、监理、施工方共同探讨滑丝原因以及处理方案。经开会分析，原因如下：

3.1 张拉端工作锚滑丝

锚垫板因尺寸超差或锚环对准凹槽，使得预应力筋偏离锚具锥孔中心，可能会造成张拉端工作锚滑丝。因此当工具锚不发生滑丝现象而工作锚发生滑丝时，应首先检查锚环和扩孔段大端的对中情况，如果对中偏差大于 10mm可能将发生滑丝。

3.2 限位板严重变形，导致张拉端工作锚滑丝

限位板的限位深度太深，应及时和厂家联系，重新试验测定限位深度，确定标准的限位深度，按照确定标准的限位深度值重新订做限位板，然后再进行张拉作业。

3.3 钢绞线波纹管出现破损，漏浆堵管

钢筋绑扎和浇筑砼施工过程中应避免碰撞和踩踏波纹管。波纹管道的接头应按照规范要求进行密封对接，避免出现管道破损以及漏浆堵管。由于本项目的应力值和伸长量均满足规范要求，因此可排除钢绞线波纹管的堵管现象。

3.4 工人操作不当，损伤钢绞线

在浇筑砼过程中，张拉齿块处存在多余的混凝土，施工前需进行人工破拆。如果工人使用手持电动工具在凿除多余的混凝土时疏忽大意，操作不当，极易损伤钢绞线。

在此索滑丝的钢绞线出现问题后，对其余的钢绞线进行张拉均满足要求且未出现任何质量问题。由此判断不是限位板和工具锚的原因，最终经各方判断确认是由于工人在凿除施工过程中操作不当对锚垫板外的钢绞线造成损伤，最终产生滑丝的质量问题。

4 滑丝钢绞线处理方案

某匝道桥第三联右侧F4预应力束共15根预应力钢绞线每束直径15mm，其中一根钢绞线中有 6根存在滑丝现象。根据《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008中的规定“后张法预应力筋断丝、滑丝、断筋控制值”表中的要求，每束钢绞线只允许有一根滑丝，每个断面允许滑丝之和不超过该断面钢丝总数的1%。前者不满足要求，但后者满足规范要求。另外规范对不能更换钢绞线时，在条件允许的情况下，可采用提高其他钢丝束控制应力值进行补救，但应满足设计上各阶段极限状态的要求。

第三联右侧F4腹板束设计采用两端同时张拉，张拉纵向预应力采用双控，张拉应力为主，伸长量为校核值。匝道桥第三联右侧F4预应力钢束张拉时，小里程端张拉①端锚垫板下和工作锚外口出现滑丝。此时已张拉应力为设计值的 47%。滑丝钢束已处于受力状态，夹片已锚紧钢绞线，对此索钢绞线采取以下的处理方案：

改变张拉方式，由两端同时张拉改成单端、单根钢束张拉，张拉设备改为1台25T的千斤顶（按照规范进行标定）在该束钢绞线大里程端（未出现滑丝现象处）对15根钢束进行单端、单根逐根张拉。

②为弥补由于单端张拉引起的预应力损失，采用超张拉方式进行补强，张拉到原有张拉应力的105%。

③张拉现场的原始资料需经施工、监理单位签字确认，保证张拉应力值达到设计要求。

④竣工验收前桥梁检测时，这一联桥梁应列入必测内容。

根据《公路桥涵施工技术规范》计算如下：

（1）预应力钢绞线单根张拉力=0.75X张拉控制应力X钢绞线面积=193905N

（2）预应力钢绞线的设计张拉控制力为锚下控制应力（包括预计的预应力损失值但不包括锚头摩阻损失），根据钢绞线-锚具组装件静载锚固性能检测报告得知锚具效率系数大于0.95，符合规范要求。

（3）超张拉（105%预应力）预应力钢绞线单根张拉力=0.75X张拉控制应力X钢绞线面积X1.05=203600N

（4）超张拉预应力钢绞线单根张拉力是钢绞线标准强度的78%，小于设计要求的80%，满足设计和规范要求。

5 结束语

对出现滑丝病害的第三联匝道桥预应力张拉后，在桥梁竣工检测时经静载和其他规范要求的测试各项技术指标满足设计要求。在出现滑丝质量问题后，由于采取合理的方案，后续操作方法得当确保了桥梁能满足设计要求。施工单位应汲取此次教训，在施工过程中应注意不要伤及钢绞线，同时要注意锚垫板、锚环、夹具、限位板要严格按照施工规范的要求按照，并做好预应力材料的进场检验、复验与保管工作。城市匝道桥后张法预应力张拉施工是一个比较复杂的工程，其涉及到的滑丝质量问题的处理要点绝不仅限于上述几点。我们应当举一反三努力提高施工技术水平，保证施工质量，为今后预应力张拉施工累积了相关经验，具有一定的借鉴作用。