溢流坝交通桥后张法预应力张拉质量控制

郑申申 王楷飞

一、前言

混凝土是脆性材料，抗压强度很高，但抗拉/抗弯强度较低。普通钢筋混凝土结构，如梁、板，一般处于受弯状态，往往钢筋还没有承受很大弯拉应力，混凝土受弯区已经出现裂缝，甚至可能使钢筋暴露进而锈蚀。因此，普通钢筋混凝土的梁板结构中，钢筋的承载能力远远没有发挥出来。预应力混凝土是为了弥补混凝土过早出现裂缝的现象，在构件使用之前，预先给混凝土一个预压力，即在混凝土的受拉区内，用人工加力的方法，将钢筋进行张拉，利用钢筋的回缩力，使混凝土受拉区预先受压力。预压应力用来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而将结构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态,以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚度，对大跨度和重荷载结构有着明显的优越性。因此，在桥梁建设施工中采用预应力结构，对于提高桥梁建设质量具有重要意义。本文结合二级坝枢纽溢流坝交通桥工程，从事前、事中、事后对后张法预应力张拉质量控制进行论述，以供技术人员参考。

二、张拉前质量控制

（一）人员控制

预应力混凝土施工工艺较为复杂，对操作工人要求高，施工前对所有参加桥板预应力施工操作人员进行学习培训非常必要，所有人员必须经项目部考核合格后才能上岗。项目部技术负责人组织编制技术方案、作业指导书，对所有技术人员进行技术交底，所有人员应在清楚张拉施工控制要点和质量控制措施的前提下投入施工。

（二）原材料质量控制

后张法预应力张拉所需材料较多，主要有钢绞线、波纹管、锚具、夹片、锚垫板等，原材料质量的好坏直接影响到张拉有效预应力是否能达到设计标准。因此，项目部采购和质检人员应清楚各材料设计标准和质量要求，所有进场原材均应按照取样批次进行抽检，满足要求后才能进场使用。

（三）张拉机械检定

张拉用的千斤顶和油压表应配套标定、配套使用，标定应在经国家授权的法定计量技术机构定期进行，标定时千斤顶活塞的运行方向应与实际张拉工作状态一致。当千斤顶使用时间超过6 个月或张拉次数超过300 次，应进行重新标定。

三、张拉过程中质量控制

（一）预应力筋及波纹管加工安装

预应力管道的规格、尺寸应符合设计规定，且其内横截面积应不小于预应力筋净截面积的2 倍，管道安装应按设计规定坐标位置进行定位、安装，实际操作中宜以桥板中心作为原点建立三维坐标系，结合设计所给坐标假想管道为空间中的一条曲线进行定位、控制，满足安装允许偏差后，采用定位钢筋固定，使其能牢固地置于模板内的设计位置，且在混凝土浇筑期间不发生位移。

预应力筋应当严格控制下料长度，在进行钢绞线下料切断时，为了避免热损伤，应当将钢绞线绑扎牢固后，采用切断机或砂轮锯等工具进行切断。钢绞线可在浇筑混凝土之前或之后穿入孔道，在钢绞线穿束前将钢绞线捋顺、排好、扎牢，确保钢绞线穿束质量。

（二）张拉质量控制

混凝土施工时现场应留置同条件试块，待同条件试块试压强度达到设计规定且龄期满足要求时，可以进行预应力张拉。为保证理论计算伸长量的准确，张拉前宜对不同类型的孔道进行至少一个孔道的摩阻测试，通过测试确定的u 值和k 值对设计张拉控制应力进行修正。预应力筋张拉时采用“双控”方法，以应力控制为主，伸长值进行校核。实际伸长量与理论伸长量的差值应控制在±6%以内。

根据《公路桥涵施工技术规范》（JTGTF50-2011），预应力筋的理论伸长值计算如下：

预应力筋的理论伸长值计算公式及参数：

式中：

Pp—预应力筋平均张拉力（N）；

L—预应力筋的长度（mm）；

Ap—预应力筋的截面面积（mm2）；

Ep—预应力筋的弹性模量（N/mm2）。

预应力平均张拉力计算公式及参数：

式中：

Pp—预应力筋平均张拉力（N）；

P—预应力筋张拉端的张拉力（N）；

k—从张拉端至计算截面的孔道长度（m）；

θ—从张拉端至计算截面的曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）；

x—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；

μ—预应力筋与孔道壁的磨擦系数。

预应力筋张拉的实际伸长值△Ls计算如下：

式中：

△L1—从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值（mm）；

△L2—初应力以下的推算伸长值（mm）。

张拉施工中，宜选择两端对称进行张拉，保证千斤顶、锚垫板、限位板在同一条轴线上，采用分级张拉的方式，油压上升的速度必须保持稳定，并且钢束受力必须均匀。预应力张拉时，应先调整到初应力，伸长值应从初应力时开始量测。张拉缸继续延伸，两端保持同步进行，达到设计张拉控制应力，与此同时保持持荷5min，对实际延伸量和理论伸长量进行核对，保证符合锚固要求。

四、张拉完成后质量控制

预应力筋张拉锚固后，孔道应尽早压浆，且应在48h 内完成，否则应采取避免预应力筋锈蚀的措施。后张预应力孔道宜采用专用压浆料或专用压浆剂配制的浆液进行压浆，为了使灰浆和钢绞线更好地粘在一起，充满孔道，压浆料宜掺入低碱混凝土膨胀剂。压浆时，每工作班留取3 组40mm×40mm×160mm 的试块，标准养护28d，进行抗压强度和抗折强度试验，作为压浆的质量评定标准。

五、结语

综上所述，后张法预应力张拉施工期间，需要从事前、事中、事后对其材料、安装、张拉等方面进行施工控制，全方位科学地控制预应力施工质量，积极从上述内容中总结具体的施工要点，不断提高预应力施工质量，从而为后期桥梁安全、有效运行提供良好条件■