桥梁后张法预应力施工的质量监督要点

王全

[摘 要] 后张法预应力施工是桥梁预应力构件制作的常用方法。本文介绍预应力材料、张拉设备、预应力筋加工及安装、张拉工艺、压浆等施工关键的质量控制技术, 作为桥梁后张法预应力施工的质量监督要点。

[关键词] 后张法; 预应力; 压浆;桥梁施工

中图分类号：U445文献标识码： A

一、前言

目前，后张法预应力钢绞线在桥梁中普遍应用，提高构件的承载能力和抗裂性可以节省材料，减少自重，减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力，促进桥梁的发展具有重大作用。预应力钢绞线施工是桥梁施工质量控制的关键环节之一，直接影响工程结构的质量及安全，也是桥梁质量监督的重点。本文总结多年后张法预应力监督工作经验，预应力材料质量控制、预应力筋的加工及安装、预应力张拉设备的选择、预应力张拉、孔道灌浆等施工环节质量控制进行论述，以供预应力施工及监督参考。

二、预应力材料的质量控制

预应力材料属工程结构重点控制材料，必须按设计的规格及型号进行选购。进场的原材料必须相应的质量证明书，且进场后按规定抽样送至相应资质的试验检测单位进行试验。目前主要的预应力筋为钢绞线，其检验批不大于60吨，主要的检测项目有外观、直径偏差和力学性能。试验结果如有一项不合格时不合格盘钢绞线报废，并从同批未试验过的钢绞线中取双倍数量对不合格项进行复检，如仍有一项不合格，则该批钢绞线为不合格。

三、预应力筋的加工与安放质量控制

预应力筋下料应通过计算确定，计算时应考虑孔道长度、张拉工作长度等因素。当预应力束两端采用墩头锚具时，同束预应力筋的长度偏差对张拉控制应力的均匀性影响较大，因严格控制下料长度，宜采用等长下料法下料。预应力下料应采用砂轮锯切断，严禁采用电弧切断。

管道应按设计坐标进行安装，并采用定位钢筋固定。对于桥梁常用的波纹管，定位钢筋间距不大于0.8m，当位于曲线上时，定位钢筋应适当加密，确保定位准确、管道平顺，曲线符合设计要求。预应力管道安装允许偏差为梁长方向3cm，梁高方向1cm。当普通钢筋与预应力钢筋重叠时，适当移动普通钢筋以保证预应力钢绞线和波纹管位置准确，不得改变管道的设计坐标位置。

波纹管接头采用套管法，且在套管内要对口、居中，其长度宜为被连接管道内径的5-7倍。套管两端的环向缝隙用热融焊接或胶带封闭严密不得漏浆，浇筑混凝土前应检查波纹管是否有孔洞或变形,接头处是否用胶带密封好。预埋孔道端部的锚垫板平面应垂直于孔道轴线，锚垫板孔中心要对准塑料波纹管中心，安装应牢固，预埋的螺旋加劲钢筋应尽量紧靠锚垫板，以更好地分散此处应力，锚垫板上的灌浆孔应布置在下方。浇筑混凝土时应尽量避免振捣直接接触波纹管,以防管位移动或破损漏浆堵孔。

预应力束应进行梳理排列顺序，分段绑扎牢固，宜整体穿孔。因为梳理编束后可有效防止预应力筋之间的相互缠绕或各丝、各股预应力筋受力不均匀，造成张拉应力不够或超张拉。

四、预应力张拉设备的选择

预应力张拉应选择合适的张拉设备。预应力张拉的设备和预应力锚具，应按锚具说明书的千斤顶型号配套使用。张拉千斤顶的额定张拉里宜为最大张拉力的1.5倍，且不小于1.2倍。压力表应选择防震型产品，标定精度不低于1.0级。千斤顶在使用前必须按要求及时经主管部门授权的法定计量技术机构进行千斤顶、油泵及油压表配套标定，确定其校正系数，张拉时严格按标定报告上注明的油泵号、油表号和千斤顶号配套安装使用。张拉前，应按照校正系数公式计算出分级加载的油表读数与张拉力的对应值。在下列情况下应重新标定：新千斤顶初次使用前；油压表指针不能退回零点时；千斤顶、油压表和油管进行过更换或维修后；当千斤顶使用超过6个月或张拉超过200次以上；在使用过程中出现其他不正常现象。

五、预应力张拉

预应力钢绞线张拉前，混凝土强度、弹性模量应符合设计要求；设计无要求时, 混凝土的强度、弹性模量不应低于设计的80%。构件的侧向约束已解除，如箱梁的侧模板和内模已解除，支座定位螺栓已解除，以使在预应力张拉过程中能自由转动和移动。

预应力筋的张拉顺序应符合设计要求，如设计未规定时可采取分批、分阶段的方式对称张拉。张拉时应确保千斤顶与锚具面垂直，锚具、千斤顶、孔道三者轴心同心，如有偏差时应用手锤轻击锚环，调整位置直至满足要求。两端张拉操作人员应统一指挥，口令一致，应严格按设计张拉顺序、张拉方式对称进行张拉，张拉速度应控制在合理范围内，注意使每根钢绞线受力均匀，张拉力应按设计控制力逐级加载。在初应力时开始测量钢绞线伸长值，以后每级均要测记录伸长值和张拉力，钢绞线束在达到控制张拉力时，持荷5min，并维持张拉力不变，然后封锚。张拉后每束钢筋断丝或滑丝不多于1丝，且每断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的1%。张拉后应力不均匀系数不超过5%。

施加应力以张拉力为主，以预应力筋伸长值作校核，预应力筋实际弹性模量计算的伸长值与实测伸长值相差不应超过±6%，否则应暂停张拉查找原因。伸长量偏差过大的主要原因有：力筋的实际弹性模量与计算取值不一致，钢绞线材料发生变化，弹性模量变化或截面积有变化；千斤项标定曲线发生变化造成张拉力变化；混凝土强度不足；孔道摩阻损失变化；测量方法不准确，因漏浆致使钢绞线局部固结等。

六、孔道压浆质量控制

孔道灌浆是后张法预应力工艺的重要环节。预应力张拉锚固后孔道应及早压浆，宜48小时内进行压浆，主要的目的是防止预应力筋锈蚀。据研究表明，预应力筋张拉后的腐蚀速度比未张拉时快得多，通常为6倍左右。孔道压浆后能有效防止预应力筋锈蚀，同时也通过凝结后的浆体传至混凝土结构中，防止预应力筋松弛。因此，在无任何保护措施后，预应力筋锚固后48小时内进行孔道压浆。

传统的压浆材料一般为纯水泥浆，现场配置存在浆液质量稳定性和流动性差、泌水率大、易分层等质量问题，导致硬化后浆体不密实、空隙多，甚至空洞，易引起预应力筋的锈蚀。且纯水泥浆水胶比较大，用水量多，多余水泌出在体系中形成泌水通道和水泡，蒸发后形成空隙或空洞，可能在空隙周围产生应力集中，影响后期强度和耐久性，导致结构缺陷。目前，公路桥涵施工技术规范推荐采用专用压浆料，水胶比控制在0.26-0.28之间，用水量较小，硬化后微膨胀，有效控制浆液泌水和抵消水泥后期自身的收缩，从根本上解决孔道压浆中存在的压浆不饱满、不密实等问题。

压浆前用高压水冲洗孔道，可冲走杂物并润湿管道，防治干燥的孔壁吸收水泥浆中的水分而降低浆体的流动性。灌浆顺序应先下后上, 直线孔道灌浆可以从构件一端到另一端, 曲线孔道应从最低点开始向两端进行, 在最高点设排气管。如从高点压入，则空气易窜入水泥浆内形成气塞，阻碍水泥浆的流动，且在水泥凝结后产生气孔。

压浆所需的压力，能以浆液压入并充满孔道间隙为原则。水平或曲线孔道压浆的压力宜为0.5-0.7MPa，超长孔道的最大压力不宜超过1.0MPa，竖向孔道压浆的压力宜为0.3-0.4MPa。封闭出浆口后应保持不小于0.5MPa的压力稳压3-5min，确保孔道压浆的充盈度满足要求。

浆液在使用前和压注过程应连续搅拌，且自拌制完成至压入孔道的时间不宜超过40min。当高温时，随时间的延长，水泥的水化速度较常温相同的水化量多，导致自由水减小，30min后的浆液流动度有明显的影响。因此夏天高温孔道压浆施工时应缩短浆液拌制至压浆时间，或宜为温度较低的夜晚进行。

目前部分省市广泛采用真空辅助压浆，主要是利用真空泵抽吸预应力孔道中的空气，使孔道的真空度达到负压0.06-0.10MPa，在孔道另一端用压浆泵将浆体压入预应力孔道中。由于孔道内只有极少数空气，浆体中很难形成气泡，因而能大大提高孔道内浆体的充盈度和密实度。

6、结语

在现代的预应力结构施工中，预应力钢绞线施工和孔道压浆占着举足轻重的地位，是预应力能否正确建立并达到设计目的的关键，必须严格按设计、规范施工，积累丰富施工经验应用于实际，以保证其质量。

参考资料

[1]田克平,公路桥涵施工技术规范实施手册[M]，北京.人民交通出版社

[2]孙维,桥梁后张法预应力施工的质量控制要点[J]，质量论坛，2007.83（5）:19-20

[3]余宗贤,后张法箱梁预应力张拉施工控制要点解析[J]，广东建材，2007（8）:75-77