预应力箱梁张拉施工质量控制要点

姚永春

随着现代桥梁建筑技术的不断提高和发展,预应力张拉技术已经极为普及,预应力钢绞线的张拉施工作为后张预应力箱梁施工中的关键技术,对控制箱梁的质量起着至关重要的作用。结合本人在施工中的经历,谈谈预应力箱梁张拉施工中的质量控制要点。

1 钢绞线的敷设、张拉、管道压浆等预应力的质量控制

1.1 预应力施工准备阶段

钢绞线必须符合设计要求,钢绞线进场须有生产厂家合格证书,按试验室作钢绞线的最大负荷、屈服负荷、伸长率、弹性模量检测,作为监理依据。合格的钢绞线系上标签放在棚内存放台上,存放台高于地面50 cm以上。

1)检验钢绞线开盘:将成捆钢绞线竖向放入开盘器中,将钢绞线自盘的中心抽出,钢绞线下料台面须光洁卫生,不得使钢绞线受到磨损。

2)检验钢绞线的下料:下料长须计算确定,钢绞线只准用砂轮切割机切割。

钢束长度=钢束通过的孔道长度+(工作锚高度+限位板厚度+千斤顶长度+工具锚高度+预留长度)×2(两端张拉×2)。

其中,预留长度一般为15 cm～20 cm。

3)检查钢绞线编束:钢绞线分别用其锚环作为梳理工具,将一束钢绞线由一端开始向另一端梳理,使其平行顺直,自一端开始每距1 m用20号扎丝绑扎一道,待全长绑扎完即成钢束。将编好的钢束挂牌分别放在存放台上并及时入孔张拉。

扁钢束用特制扁束梳理器,扁束操作工艺同上。

4)钢束成孔:钢绞线钢束根据设计要求的波纹管成孔,波纹管扁管钢带厚度应满足规范及施工要求。

1.2 预应力张拉前准备工作的检验

1)检查锚垫板和钢绞线上的污物、锈蚀;对锚环、夹片做硬度检查;检查张拉顺序号是否写在锚垫板上;检查千斤顶校正报告;预应力施工检测流程。

2)检查张拉端的钢绞线是否理顺,严禁交叉→装工作锚环和夹片→装限位板:限位板上的每一个孔对准相应的钢绞线和锚卡环小孔后,使限位板紧贴锚环、无缝→装千斤顶:钢束穿过穿心千斤顶的孔道,千斤顶紧贴限位板使千斤顶、限位板、锚环、锚垫板都在同一中心线上(即四对中)→装工具锚环、夹片。

3)检查张拉现场安全措施的落实,是否设有明显的警告标志或绳索阻挡,工作人员戴防护面罩。非工作人员不得进入,千斤顶对面严禁站人。

1.3 预应力张拉

1)张拉控制应力(σcon)严格按设计图纸及规范要求进行施工。

2)张拉程序:0→初应力(10%σcon)→20%σcon→50%σcon→80%σcon→100%σcon→锚固持荷2 min。

3)两端张拉,规定联络信号,行动统一,规范操作→初应力停拉,记录张拉缸行程,作为测算实际伸长值的起点数→张拉缸继续进油分级张拉,达到100%σcon后持荷2 min,核对伸长值与理论伸长值在±6%范围内即符合规范要求,否则应停止张拉,分析原因,采取措施后再张拉。达到张拉控制应力时先一端锚固后,另一端补足张拉控制应力后再锚固,千斤顶回油即锚固;当钢束伸长值大于千斤顶行程时应分次锚固,千斤顶回油后再张拉至达到张拉控制应力后锚固。钢绞线张拉锚具回缩量的量测应在达到100%σcon持荷 2 min后关闭油阀时量测。

1.4 断丝、滑丝的处理

施工过程中,由于操作失误或千斤顶压力不准确或锚具安装误差、夹片质量差等原因,有时会发生断丝和滑丝的情况,当断丝或滑丝数不超过规范值时,可采用超张拉方式补足应力,若超过规范值必须卸锚,更换钢束。对此处理时必须慎重,必须保证质量和安全。

1)补足应力处理:根据断丝数确定应力损失值,通过提高其他钢丝应力补足断丝造成的应力损失,但在任何情况下都不得使钢绞线应力达到0.8Rb,否则必须更换钢束。

2)更换钢束的处理方法:a.丝束放松。将千斤顶按张拉状态装好,并将钢丝在夹盘内楔紧。一端张拉,当钢丝受力伸长时,锚塞稍被带出。这时立即用钢钎卡住锚塞螺纹(钢钎可用5 mm的钢丝、端部磨尖制成,长20 cm～30 cm)。然后主缸缓慢回油,钢丝内缩,锚塞因被卡住而不能与钢丝同时内缩。如千斤顶行程不够可如此反复进行至锚塞退出为止。然后拉出钢丝束更换新的钢丝束和锚具。b.单根滑丝单根补拉。将滑进的钢丝楔紧在卡盘上,张拉达到应力后顶压楔紧。c.人工滑丝放松钢丝束。安装好千斤顶并楔紧各根钢丝。在钢丝束的一端张拉到钢丝的控制应力仍拉不出锚塞时,打掉一个千斤顶卡盘上钢丝的楔子,迫使1根～2根钢丝产生抽丝。这时锚塞与锚圈的锚固力就减少了,再次张拉锚塞就容易拉出。

2 预应力钢绞线张拉完后应尽快进行孔道压浆

预应力管道压浆工作在后张预应力构件中起着举足轻重的作用:防止预应力钢材锈蚀;使预应力钢材与混凝土有效粘结,实现整体应力效果,增强梁体的承载能力;减轻锚固体系的负荷。因此必须高度重视压浆质量。要求压入孔道内的水泥浆在结硬后应有可靠的紧密性,能起到预应力筋的防护作用,同时也要具备一定的粘结强度和剪切强度,以便将预应力有效的传递给周围的混凝土。在以往的工程实践中,由于施工人员对孔道压浆的工艺和材料质量未给予足够的重视,导致预应力筋过早生锈,降低结构耐久性。要想使压浆工作成功,必须做到以下几点:

1)孔道压浆按JTJ 041-2000中12.1后张孔道压浆、土木工程技术规范的要求施工。2)水泥、水、外加剂和压浆设备符合规范要求。3)水泥浆的水灰比、泌水率、膨胀率和稠度等指标符合规范要求。灰浆要具有较好的稠度,水灰比控制在0.4～0.45,每次调制的水泥浆应在30 min内用完,浆筒内的灰浆必须不断的低速搅拌。水泥颗粒要细,有块的严禁使用,出浆口处应过筛,以保证能顺利的压入孔道。4)压浆前检查孔道是否畅通,压浆顺序正确。按孔道由低向高的顺序进行,严格控制压浆压力和速度(可采用真空压浆技术)。压浆过程中及压浆后48 h内结构混凝土温度不得低于5℃,否则应采取保温措施。当气温高于35℃时,压浆应在夜间进行。5)压浆时每一工作班应留取三组试件,填写压浆施工记录。6)每次压浆结束,应立即对机具、阀门进行冲洗。7)锚具压浆后应将其周围冲洗干净,梁端凿毛,安装堵头板;非连续端进行钢筋绑扎后浇封锚混凝土。

[1]王新岭.后张连续梁中预应力质量控制的关键工序[J].山西建筑,2009,35(14):195-196.