浅谈后张法张拉技术

宋成杰

【摘要】预应力施工是后张法张拉技术的关键，张拉前，须对预留孔道预应力筋仔细检查，张拉后须进行伸长值比较，预应力损失计算等.

【关键词】后张法；张拉；预应力

后张法系指在混凝土硬结后再张拉预应力筋的一种预应力方法。在施工时须先在梁内设置能穿入预应力筋的孔道，后浇注混凝土，待强度满足设计和规范要求时，再施加预应力。后张预应力结构有用料少、自重轻、结构简单明确且便于施工的特点，是目前使用比较普遍的结构。

通过总结奉铜高速公路B11合同段30mT梁预制的施工经验，认为后张法张拉主要分为预留孔道技术，预应力筋安装技术和施工预应力技术三部分。

1、预留孔道技术

孔道成型方法有多种，如预埋波纹管或者铁皮管、钢管抽芯成型、橡胶管抽芯成型等，目前大都是金属波纹管孔道成型，特别是曲线或三维孔道，金属波纹管采用冷轧钢带卷制而成，其厚度不宜小于0.3mm。波纹管安装前需做1KN径向受压不变形试验，同时应做灌水试验，保证无渗漏现象。奉铜项目波纹管有三种型号，为有效保证钢带卷厚度、制作质量以及方便使用，采取现场加工的措施。

安装波纹管时应注意以下问题：

（1）波纹管宜用手提式砂轮机切割，不得使用电焊切割。

（2）波纹管连接，采用大一号同型波纹管。接头长度大约20cm～30cm，并用胶带缠好。

（3）波纹管定位筋可采用倒“U”型卡定位。需要焊接定位筋时，不得烧伤波纹管，最好预先焊好。

（4）波纹管定位要准确圆顺，不能超出规范允许范围。

（5）振捣混凝土时，当采用插入振捣方式，不得挤压波纹管，以免使波纹管偏位进浆，为保证管道成形，防止漏浆堵管，最好使用小一号通长塑料管穿入波纹管内，并且在浇筑混凝土过程中要经常拖动塑料管。

2、预应力筋安装技术

首先预应力材料要符合现行国家标准的规定，然后才能进行施工。

2.1预应力筋的下料长度应根据锚具类型、张拉设备条件，确定下料长度。其计算公式如下： L=L0+n（L1+0.15m）

L——下料长度 L0——梁的管道加两端锚具长度

n——张拉端数目 L1——千斤顶支撑端至夹具外缘距离

一般施工图纸中都会给出预应力筋的工作长度，这样可以简化如下：

L=L0+nL′

L′——工作长度

预应力筋下料前，要找一平整场地，作好预应力筋长度标志后下料，注意旁边不得站人，以免力筋摆动伤人，若预应力筋当天不使用，应要作好保护措施，一般做法是每隔50cm～80cm将预应力筋垫高，并将其覆盖，以免生锈。

2.2在安装预应力筋前，要对管道进行冲洗，消除有害材料，对管道内可能存在的油污等可采用用水稀释后的对预应力筋和管道无锈蚀作用的中性洗涤剂或皂液冲洗，冲洗后应使用不含油的压缩空气将孔道内的积水吹出；要使用通孔器通孔，确保孔道通畅。

安装预应力有几种方法：混凝土浇注前穿入法、混凝土浇注后穿入法、逐根穿入法和逐束穿入法。

采取何种方法应根据具体情况来定：孔道平缓应采用混凝土浇注后穿入法；孔道陡峭应采用混凝土浇注前穿入法；孔道充盈率大于50%，宜采用整束穿入法；孔道充盈率小于50%，两者都可采用。

奉铜项目30mT梁预制采用混凝土浇筑后整束穿入法。要求预应力筋编束、编号，每隔60cm～80cm一道，穿入端作成尖头状，并用胶带缠死，使用人工穿束。

要保护好安装后的预应力筋，以免预应力受到侵蚀，一般采用以下两种方法：

（1）安装预应力筋后，管道端部开口应密封，外露预应力筋应覆盖。

（2）不宜在预应力筋附近进行电焊，当需要电焊时，要对预应力筋进行保护

3、施加预应力技术

施加预应力技术是张拉的关键，必须认真对待。目前张拉多采用双控法张拉，以应力控制为主，伸长值进行校核 。桥梁施工规范规定：实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求，实际无规定时，差值应控制在6%以内，怎样施工才能满足设计要求，又符合施工要求呢？我们可以采取如下方法。

3.1 确定张拉顺序

尽可能不使混凝土产生过大的拉应力，先张拉靠近截面形心轴的预应力筋，并考虑施工条件，施工方便而定。同时要避免产生使截面呈过大的偏心受力状态，使已张拉的合力作用线处在受力区内，边缘不产生拉应力，奉铜项目30m梁板为T型截面，为预防张拉时梁体发生侧弯，我们采用50% N2—100% N3—100% N2—100%N1。

N1

N2

N3

3.2 确定施加预应力筋的方法

施加预应力筋有一端张拉、对称张拉、超张拉外、还有分批张拉、分段张拉、分阶段张拉、补偿张拉，目前大多采用前三种方法。孔道直，预应应力损失小的多采用一端張拉，普通松弛的预应力筋，预应力损失大的梁体多采用超张拉，当受到工期压力，台座难以周转，也可采用补偿张拉。30mT梁孔道为曲线且钢绞线为低松弛预应力筋，采用两端对称张拉。

3.3 确定张拉程序

普通松弛力筋：0——初应力——1.03～1.05бcon（持荷2min锚固）

低松弛力筋： 0——初应力——бcon（持荷2min锚固）

普通松弛级钢丝，钢绞线的普通松弛率约为4.5%～8.0%，低松弛级筋丝，钢绞线的松弛率为1%～2.5%。

3.4 张拉注意事项

张拉前，要认真检查锚垫板周围混凝土是否密实、锚环与夹片是否符合要求且是否配套、千斤顶和油表有没有过期；张拉时要求步调一致：千斤顶同升同降，量测伸长值，持荷等工作步调一致；张拉后除计算伸长值之外，还要求检查夹片外露量、平整度和T梁起拱值。

3.5 理论伸长值的计算

△L=P×L/（AP×Ep）

△L——理论伸长值 P—— 预应力的平均张拉力

AP—— 预应力截面积 EP——预应力弹性模量

公式没有考虑预应力损失。考虑到摩擦力，引进了平均张拉的计算公式：

P =P始+P末/2= P始×（1+e-（Kl+μθ））/2

μ——預应力钢筋与管道之间的摩擦系数

θ——从张拉端到计算截面曲线管道部分的切线的夹角之和

k——管道每米局部偏差对磨差的影响系数

x——从张拉端到计算截面的管道长度

L——孔道长度

k，μ系数可以查表下表得

管道成型方式 K μ

钢丝束、钢绞线、光面钢筋 螺纹钢筋

预埋铁皮管 0.003 0.35 0.40

钢管轴心成型 0 0.55 0.60

橡胶管轴心成型 0.0015 0.55 0.60

对由多曲线或由直线段与曲线段组成的曲线筋张拉伸长值应分段计算，然后叠加。

3.6 预应力损失的计算

预应力损失与施工工艺、材料性能及环境因素有关。应根据试验数据确定，30mT梁应考虑以下预应力损失：

（1）张拉端锚具变形，钢筋内缩和拼装构件压缩引起的应力损失，

бs1=∑△l/l×Ep

Ep——预应力钢筋的弹性模量

l——预应力筋的有效长度

∑△l——锚具变形，钢筋回缩，接缝压缩值，一般取5mm

（2）预应力钢筋与管道壁之间的磨差引起的预应力损失：

бs2=бK[1-e-（μθ+kx）]

бK——张拉钢筋时锚 控制预应

（3）混凝土的弹性压缩引起的预应力损失

бs3=ny∑△бni

ny——预应力筋与混凝土的弹性模量比

∑△бni——在先张拉力筋的中心处，由后张拉力筋产生的法向应力之和

（4）混凝土收缩和徐变引起的预应力损失：

这种预应力损失和混凝土龄期有关。前七天变化最大，后来变化缓慢，选择张拉时间时，我们不仅仅看同条件养护试块的强度，还要看混凝土的龄期。一般经验，夏天5天，冬天为7天。

3.7 初应力以下推算伸长值的选取

目前推算伸长值有两种取法：

（1）直接套用公式：△l= PP L/APEP =（01.～0.5）бcon l / APEP

（2）按规范取相邻级的伸长值：《公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）》中说明推算伸长值可采用相邻级的伸长值。既是假如初应力取10%бcon ，则推算伸长值取20%бcon —10%бcon的实际伸长值。

当梁体较短时，我们取一种方法计算推算伸长值，因为指针运行很快，实际伸长值小，油泵一开动就到位了。当梁体较长时，采用第二种张拉方式较好，因为预应力损失相对较大， 相邻级伸长值可以真实的反映实际张拉情况，而用第一种方法往往会使推算伸长值偏大。

3.8 张拉对起拱的影响

梁体张拉过程中，在预应力作用 下起拱。实际起拱和计算拱度有时会相差很大，这主要受控制混凝土强度以及天气的影响：张拉不到位或过张拉，都会使起拱度偏小或偏大；冬天起拱小，夏天起拱大，而且张拉随着时间的推移，起拱会慢慢增大。

4、结束语

预应力张拉是T梁预制的关键工序，又是隐蔽工程。事后检查和处理事故困难，故要求仔细计算，做好张拉前、中、后的检查工作。

参考文献

[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

[2]刘效尧 赵立成.公路桥涵设计手册.桥梁.人民交通出版社.1998

[3]蔚建华.预应力混凝土桥涵施工技术要点.人民交通出版社.2003

[4]刘吉士.桥梁施工百问.人民交通出版社.2003