浅谈连续梁张拉的细节控制

高尚府

摘要：随着预应力混凝土结构在工程中越来越多的应用，预应力施工质量越来越重要，本文从施工单位角度出发着重从连续梁纵向预应力张拉会出现的问题及产生的后果出发来分析张拉前后的工序施工中应该注意的细节控制。

关键词：连续梁张拉施工细节控制

中图分类号：U448文献标识码： A

1 简介

预应力混凝土能充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，提高钢筋混凝土构件的抗裂性、刚度和耐久性，与非预应力结构相比具有跨越能力大,受力性能好,使用性能优越 ,轻巧美观、节省材料、减小自重等特点。其中预应力混凝土连续梁的整体性好，能减少伸缩缝，应用在公路中还可以提升行车舒适度。

在预应力混凝土连续梁施工中，预应力张拉是的一项重要工序，丝毫不能马虎。

张拉控制应力能否达到设计值要求是影响连续梁结构使用功能的关键因素，因此张拉控制应力是张拉质量控制重点，张拉控制力必须达到设计值。在预应力的施工时，一般张拉作业采用张拉力和预应力筋伸长量同时控制，以张拉力为主，以伸长值为辅来校核张拉力，俗称“双控”。

钢绞线伸长量的量测方法主要有两种：一种是量测千斤顶活塞的伸长量，另外一种方法是直接量测钢绞线的伸长量（在钢绞线上做标记）。

2 张拉中容易出现的问题

在预应力张拉前后由于各种原因（后文会提到）会出现伸长量不符合要求、规范允许之外的断丝、滑丝等情况，以至于预应力钢筋受力不均，其结果会直接影响预应力效果和连续梁质量。同时夹片飞出更可能会酿成大的安全事故。

预应力管道进浆，会造成预应力损失，增大摩阻，严重者直接发生堵管，最后只能“开膛破肚”。

张拉过度，造成连续梁反拱过大或者出现裂缝，并且与极限荷载接近，破坏缺乏预兆；可能使个别钢筋应力超过其屈服强度，产生永久变形与脆断。反之，张拉阶段预应力损失越大，结构可能过早出现裂缝，也不安全，所以控制好应力是非常重要的。

预应力施工作业不够规范，特别是张拉力控制不严对预应力连续梁质量影响较大。

3 张拉过程前后应该注意的细节控制

钢绞线理论伸长量计算公式如下：

（1）

（2）

式中：

Pp—预应力筋的平均张拉力，无管道接触的直线筋取张拉端的拉力，预应力管道内的直、曲筋计算方法见（2）式；

L—预应力筋的长度；

AP—预应力筋的截面面积；一般按实测试验值取值。

Ep—预应力筋的弹性模量；一般按实测试验值取值。

P—预应力筋张拉端的张拉力；

x—从张拉端至计算截面的孔道长度；

θ—从张拉端至计算截面的孔道部分切线的夹角之和；

k—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摩擦系数。

由上面的公式中，可以看出伸长量与摩阻、张拉力、材料性能参数、预应力筋长度等有关。

在施工单位中，我们来分析一下各工序对张拉的影响。

3.1 计算部分（包括前期计算和后期张拉后计算伸长量的过程）

3.1.1 设计伸长量是否考虑工作长度。在钢绞线预应力张拉施工中，现在经常使用的千斤顶的工作锚位置分前夹式和后夹式。后夹式千斤顶张拉时钢绞线在千斤顶中的工作长度较长，此类千斤顶在计算工作长度的时候，就要考虑。例如沈丹客客运专线TJ-1标一工区使用的都是穿心后夹式千斤顶,在计算理论伸长量时考虑了该部分长度。

3.1.2 设计文件提供的设计伸长量是设计单位按通用资料选取的相关参数进行计算得来的。通常与实际材料的相关参数（如预应力筋的公称截面面积、弹性模量、kμ值等）有出入，在复核设计伸长量时应采用实测参数进行修正，以取得实际理论伸长量指导施工。

3.1.3 张拉初始应力小，导致钢绞线没有拉直，这样现场量测千斤顶伸出量会影响实际伸长量的计算结果。建议如果出现这种情况应该增大初始应力。

3.1.4 摩阻也应该采用实际的管道摩阻。并减小未知的摩阻，如孔道内要清除杂物，防止孔道进水，锚垫板压浆孔、锚垫板与波纹管接头要严密，防止浇筑时的浆体进入。

按设计要求采用相应的波纹管，如没有说明，最好采用镀锌金属波纹管，以减少摩阻。

在连续梁挂篮施工中，波纹管的接头较多，在处理接头问题上做到接头顺直，前一个块段的接头应根据下一块段的预应力线性做好处理，以减小摩阻。

3.1.5 是否考虑到锚具和夹片的回缩。工作锚具钢绞线回缩量应该通过工艺试验后选取一个经验值，参与实测伸长量计算；工具锚夹片打紧程度会影响工具锚具钢绞线回缩量。

3.1.6 是否考虑锚具变形量及每个接触面的压密值。例如锚板和锚垫板之间的间隙的压密。

每一个部分产生的误差、疏忽累积出来就会对张拉产生不可估量的影响，所以尽量减小摩阻，提高预应力的有效利用率。

3.2张拉硬件因素

3.2.1钢绞线进场要进行检测，性能符合设计要求方可使用。

钢绞线在使用过程中否生锈，钢绞线生锈会出现滑丝导致千斤顶伸长值不正常。在现浇梁的施工现场，一般没有能长时间保证钢绞线不生锈的地方，所以应该根据工期工序来提前做好计划，安排材料适时适量进场，进场之后注意覆盖防潮。

3.2.2一般常见的张拉设备机具有千斤顶、油压表、油泵。千斤顶、油压表按规定校核，出现意外情况马上处理，如油压表不归零要即使更换校核。张拉之前技术人员要对张拉所用到的千斤顶、油压表和张拉控制数值表进行一一核对，注意“配套性”，检查油管的安装是否准确，锚垫板凹槽是否清理干净，锚环等要进入各自的凹槽，并保证混凝土强度达到要求，方可张拉。张拉要严格按操作规范进行，进油要缓慢进行，两端对称张拉。

3.3施工中的人为因素

3.3.1 波纹管定位（坐标）是否准确、波纹管是否与锚垫板受压面严格垂直，浇筑之后波纹管、锚垫板是后期改变不了的，所以前期一定要做好。在实际施工中波纹管安设时应按照测量放样的实际位置进行安装，并按照设计要求对波纹管进行加固。

尤其波纹管曲线孔道部分，如果线性不符合设计要求会加大预应力损失，增加摩阻，所以在曲线段必须加固加密。适当的在振捣棒会碰到的或者易动的地方也加固加密，保证波纹管线性的正确性。

在现浇梁设计中，在中隔板处一般钢筋都比较密，绑扎钢筋时应注意绑扎顺序，避免钢筋绑扎成型后孔道无法按设计定位，或者提前将模具放入，待绑扎成型后抽出模具放入波纹管。如果遇到不能让纵向波纹管按坐标定位的情况，如其他方向预应力、预埋件、钢筋过密的情况碍事，并且设计中没有说明或禁止移动的，要提前做好设计变更。

3.3.2 人工配合机械穿束引起的钢绞线扭绞，多根钢绞线缠绕，张拉时钢绞线受力不均匀，将增大钢绞线的摩阻，增大预应力损失。所以应该理顺进行梳理编束，各根进行编号，每隔1—1.5米绑扎铁线，以免混淆。

人工配合机械穿束可通过预先穿入的钢丝绳，将附着于“子弹头”后的一组钢绞线，用卷扬机完成整束钢绞线的穿线（见图2）如果要穿入的钢绞线比较长，可加一台卷扬机配合吊车将钢绞线送入孔道，另一侧的卷扬机将钢绞线向里拉。钢绞线与“子弹头”的连接可用两种方法，一是用工作夹片，二是用中间一束钢绞线中的中间的一根插入后，在里面打紧（见图3）。不要将一组钢绞线头部焊接在一起打磨后充当“子弹头”牵头，那样钢绞线中间可能会打火，在张拉的时候就会有发生断丝发生安全质量事故的隐患。

3.3.3 测量、读数的误差，油表读数的控制。作业人员应采用熟练张拉手，两端严格同步张拉，油压表采用防震油压表。同时建议采用配套的千斤顶和油压表，不要“大顶小用”，造成和千斤顶配套的油压表分度值过大，张拉不好控制，导致误差过大。

3.3.4 张拉过程要控制好，严格张拉操作。

按设计图纸要求的顺序进行张拉，张拉时要认真做好记录及时发现问题。张拉前根据钢绞线试验报告和张拉千斤顶标定试验报告，认真做好钢绞线理论伸长值计算和张拉控制应力计算，并对作业人员进行技术、安全交底，张拉作业时，及时计算出实际伸长量，比对合格后方可继续下去，反之找出原因，消除隐患。

连续梁一般都是三向预应力，就其他两方向预应力补充两点：

横向预应力定位最好用量线做好标记（见图4，在b、c、d、e、f、g处做标记），从上往下返距离，既能将横向预应力调直，又能将其定位准确。

张拉竖向预应力的时候，根据竖向预应力的角度，做好张拉架，以便张拉力与预应力筋受力方向同轴，使张拉更加精准（见图5）。

结束语

张拉是预应力混凝土工程的命脉，把握张拉前前后后的细节，实现力与实际的完美结合。

在张拉作业之前要保证浇筑的混凝土质量和浇筑质量。特别是锚下混凝土和中隔板混凝土的质量（波纹管“波峰”、“波谷”的地方也要注意）。在混凝土浇注时，要控制混凝土的和易性和塌落度（一是保证混凝土强度，二是保证容易振捣）,先浇注振捣锚头位置。在实践中总结出振捣锚下混凝土必须用经验丰富，有责任心的振捣工人，尽管锚下钢筋较密,但只要加强对混凝土质量和振捣质量的控制,锚下砼施工质量能得到保证。

最后对预应力孔道进行压浆工作，在两端下弯的长大预应力筋孔道和直线孔道应在适当位置设置排气孔，并压浆之后由此位置灌浆，直至灌满。压浆在后张法预应力连续梁中有非常重要的作用，是连续梁耐久性、预应力筋和混凝土有效粘结，实现整体效果的保证。

参考文献

【1】高速铁路桥涵工程施工技术指南铁建设[2010]241号

【2】公路桥涵施工技术规范 （JTJ041—2000）

【3】铁路混凝土工程施工质量验收标准TB10424-2010J1155-2011

【4】中国铁道出版社 预应力混凝土结构设计（第三版） 林同炎NED H. BURNS 著

【5】《辽宁交通科技》 第9期浅谈后张法预应力施工过程的应力损失分析及控制李双一 张艳琴 张一玉

【6】《交通标准化》 总135期预应力张拉伸长量的计算与量测张风雪