150米长束的单端张拉施工质量控制

邓景君

摘要：预应力施工特别是单端长束预应力施工作为一项系统工程。在施工过程中，施工工艺的合理性，施工组织与管理的先进性等，是实现预应力的关键。因此，在本桥预应力混凝土现浇箱梁预应力体系施工质量控制中，本文从影响预应力体系整体质量的源头出发，确定孔道安装成型、钢绞线下料、张拉过程的双控校核等重点环节为质量控制目标，采取精细化质量控制管理措施和消除不规范施工行为的控制理念。在施工过程中，通过采取质量控制方法对发现问题的根源进行认真分析，在一定程度上解决问题，进而提高工程质量。

关键词：预应力 长束 单端张拉 质量控制

1 工程概况

广东省佛山市顺德区快速干线高富路百安互通立交桥段，因拆迁影响造成施工工期拖延，为保证按期交付使用，改为先施工1-3、5-6联，待拆迁完成后施工主跨第4联，第4联变高连续梁为25+40+40+25m，采用强度高、松弛较低的钢绞线，Rby=1860MPa，Ey=1.95×105MPa，锚下张拉控制应力σk=1395MPa。采用单端对称张拉。

2 预应力体系介绍

该工程采用整体浇筑施工，钢束采用单端张拉。

在混凝土强度达到设计强度90%以上施加预应力，同时确保弹性模量达到设计的90%，此时才能进行两端对称张拉。张拉顺序：N1、N1-N2、N2-N3、N3。

3 预应力体系施工质量控制

由于箱梁均由通长预应力钢束组成，故预应力施工质量控制非常重要。其控制关键在于控制预应力损失，防止在张拉过程中造成钢绞线断裂，影响桥梁质量，造成安全质量责任事故。

3.1 预应力筋孔道成型。孔道的成型，必须严格按照设计图纸坐标要求进行布置，保证曲线圆顺和坐标与设计一致。①波纹管与钢筋位置相抵触，应适当调整钢筋位置，确保波纹管位置准确，钢筋不得任意割断。②波纹管必须经过正规检测单位出具材料强度等合格的检测报告，经监理同意方能使用于施工现场中。在使用前经质检员对波纹管进行外观检查，对变形大、有孔眼的波纹管严禁使用，同时对波纹管接头也進行严格检查，保证接头的密封性。③为防止锚垫板与波纹管空隙造成漏浆堵塞预应力管道，在接头位置采用高标号的水泥砂浆进行封堵。④在对波纹管进行定位时，可在梁体钢筋上经准确定位后焊接波纹管支撑钢筋，在经波纹管坐标检查合格后，安装定位钢筋（保证在混凝土浇筑过程中，波纹管因浮力造成偏位）。通过焊接的方式将底板定位网钢筋直接与环形定位网和梁体钢筋进行连接。⑤安装完成波纹管后，及时组织人员检查波纹管坐标：梁长方向±30mm，竖向方向高差±10mm，间距误差±6mm。确保波纹管的圆顺，尤其是平弯段不能出现折点。端部的预埋钢垫板与孔道中线垂直。采用密封胶对波纹管接头进行封口。⑥波纹管安装好后，严格按照规范要求自检和互检，检查合格后，报请项目部质检工程师和监理工程师检查。检查项目波纹管坐标及高程、波纹管密闭性、畅通情况。

3.2 钢绞线下料、编束、穿束。通常情况下，无法更换单端张拉施工中的钢绞线，因此，关键要保护好钢绞线的完整性。下料时必须下垫方木，不能将钢绞线与地面或钢筋等导体进行直接触。在砼面上也不得生拉硬拽钢绞线，避免发生磨伤。完成下料后，为了防止钢绞线发生锈蚀，需要用彩条布或帆布对其覆盖。下料时，切割钢绞线采用砂轮机，严禁氧割。保证预留足够的工作长度。在下料过程中出现弯折、碾压现象应剔除不能使用。在进行人工穿束时，为保证钢绞线在波纹管内缠绕，增加预应力损耗，每束钢绞线通过输线器以保证顺直。采用牵引配合卷扬机穿束，穿束完成后采用波纹管对钢绞线进行密闭遮盖，防止预留工作长度范围钢绞线锈蚀。

3.3 预应力筋固定端制作。固定段采用挤压锚，严格控制固定端挤压锚的施工质量。①挤压前对钢绞线切断面的齐整性进行检查，以及钢绞线、钢丝衬套、挤压元件、挤压模、挤压顶杆的配套性；是否用柴油清洗干净挤压元件：是否在挤压元件涂刷防锈油；挤压机活塞载空运行2-3次是否正常。②钢绞线必须对中顶紧，压力控制在32MPa至60MPa范围内。③挤压后，确保锚固头的钢丝衬套两端外露2-5mm；锚固头外径尺寸控制在30.65mm，定期做锚固头拉力试验。

3.4 预应力筋施加预应力工艺。单端预应力张拉由于预应力损失大，受破坏后不能更换，所以不允许失败。①混凝土浇筑完毕后，采用活动钢绞线防止在张拉过程中出现应力集中，无法正常传递，钢绞线容易在张拉过程中断裂，影响张拉效果。②箱梁混凝土浇筑，同条件养护7天后，混凝土强度达到设计90%及45MPa，方可进行张拉，张拉严格控制张拉顺序。③必须配套使用锚具，防止钢绞线出现滑丝或断丝。锚具安装之前，清除锚固夹持段钢绞线上的浮锈和污物；正确安装限位板的标志面；对正锚板与垫板止口；为保证平齐，安装夹片时采用专门工具轻敲。④控制和指导张拉作业时，需要结合钢绞线检测出的弹性模量、截面面积已修正的理论伸长值来进行。采用伸长值与应力双控进行张拉施工，以伸长值为主，伸长值偏差在6%。⑤预应力施加程序为0-0.2k （测初始伸长量及夹片外露量）-0.4k（测伸长量及夹片外露量）-0.5k（测伸长量及夹片外露量）-k（持荷2min）-补充到k（测控制油压伸长量及夹片外露量）一锚固（测锚固回缩量）。（后两个过程可多次执行）。⑥根据0.2k-0.4k之间实测的张拉伸长值，估算钢束到达设计张拉控制应力时的伸长值是否超过6%偏差范围。⑦测出钢绞线的内宿量超过6mm，及时更换工具夹片和限位板及进行补张拉。⑧为保证张拉成功率，张拉分两次进行，张拉时间间隔24小时。第一次只张拉0.5k，24小时后k。张拉主要是通过间歇，让钢绞线有足够的应付传递时间，防止局部长度钢绞线因张拉力过大造成钢绞线断裂，以影响张拉质量。在施工过程中，通过这样的施工方法，18束钢绞线张拉均达到双控指标，张拉过程顺利。

4 长束张拉施工质量控制措施

4.1 施工前把好材料關。波纹管、钢绞线、锚具、夹具在监理见证下抽样，并由委托具有专业检测机构检测各项指标，并出具质量合格报告。

4.2 做好张拉设备的维护及标定工作，同时配套使用张拉设备和锚具。进行施工前，需要进行相应的检查和校验，同时出具检验报告。定期或根据张拉次数对千斤顶、油泵及压力表等进行配套校验标定，建立由项目部负责编制、总监理工程师对张拉力与压力表读数的曲线关系进行审核。通过专人使用和管理张拉设备，同时进行定期的维护，利用编号对千斤顶和油压表进行管理。

4.3 重视固定端制作质量，并逐一检查加固钢筋安装是否符合设计要求。

4.4 减少预应力孔道线形偏差，提高其成型精度，以减少预应力损失。

4.5 固定张拉操作人员，进而确保张拉施工的安全和质量，对张拉工艺操作严格按规定进行。在施工过程中，注意是否存在响声、压力表指针抖动等异常现象。张拉完成后，对钢绞线上夹片留下的咬痕进行检查，对滑丝或断线现象要及时发现。

4.6 每束钢绞线的断丝或滑丝控制在1丝，每个断面断丝之和控制在该断面钢丝总数的1%。

4.7 张拉预应力筋后，①每个测力计、压力表、油泵及千斤顶的鉴定号；②测量预应力钢材延伸量时的初始拉力；③在张拉完成时的最后拉力及测得的延伸量；④千斤顶放松以后的回缩量；⑤在张拉中间阶段测量的延伸量及相应的拉力；⑥断丝、滑丝记录，以及相应的束号和位置。等内容要做好记录并交监理工程师。

5 结束语

大跨度单端张拉在实际工程中的运用，充分地解决了百安互通立交桥的工期问题，并成功地采用了大跨度单端张拉技术，在今后的工程中，大跨度单端张拉将会发挥更大的作用。通过对预应力损失的原因分析，减少预应力充分发挥钢绞线在桥梁上的作用，采用了间断张拉让钢绞线有足够的时间放散应力，不至于部分钢绞线存在超张力而出现断裂现象而无法更换，保证了单端张拉的一次成功率。

参考文献：

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[2]JTJ 041-2000.公路桥涵施工技术规范[S].

[3]尚跃强.不对称预应力管道中钢绞线张拉伸长值计算[J].价值工程，2012（11）.