提高现浇箱梁预应力张拉合格率对策研究

2017-11-09刘春梅张正阳田海燕赵添瑞

四川建筑 2017年5期

关键词：读数现浇张拉

刘春梅, 刘勇, 张正阳, 田海燕, 李吉, 赵添瑞

(中国十九冶集团有限公司, 四川成都 611730)

提高现浇箱梁预应力张拉合格率对策研究

刘春梅, 刘勇, 张正阳, 田海燕, 李吉, 赵添瑞

(中国十九冶集团有限公司, 四川成都 611730)

为了提高现浇箱梁预应力张拉合格率，文章以浙江省台州市内环路工程为例，采用现场调查、数据分析等手段，得到影响预应力张拉合格率的关键因素。对此采取针对性的对策，不仅使现浇箱梁预应力张拉合格率有了较大幅度的提高，保障了桥梁施工质量，而且节约了人力资源，节约了成本，取得了较好的经济效益和社会效益。

现浇箱梁；预应力；后张法；合格率；智能张拉设备

预应力钢筋混凝土现浇箱梁强度高、刚度大、整体性能好、外形美观，而且可以适应复杂形状[1]。城市桥梁结构已普遍采用预应力钢筋混凝土现浇箱梁。后张法预应力孔道张拉是后张法预应力箱梁施工最重要的工序之一，预应力张拉精度关系到结构的安全性与耐久性，对于结构后期裂缝发展、极限承载力影响甚大[2]，是桥梁预应力结构能否安全可靠的核心指标之一。一旦预应力张拉精度得不到有效控制，轻则引起结构反拱过大及锚固端纵向裂纹，严重的则会引发结构横向裂缝、预应力筋拉断等事故[3]。

现有对预应力张拉精度控制的研究[4-6]，大多前期未进行严密的现场调查，缺乏有效的数据支撑，导致无法进行末端原因分析，后期也无法采取针对性较强的对策。因此，本项目部组织人员对在建的3座现浇混凝土箱梁桥的预应力张拉工序进行了调查及分析，对其质量情况进行了统计，找出导致预应力张拉合格率低的症结，并针对症结分析末端原因并筛选要因，然后制定针对性的对策，有效地提高了预应力张拉合格率，保障了施工质量。

1 工程概况

台州市内环路(7号立交至6号立交)工程位于浙江省台州市黄岩区。工程总造价约35 565.7万元，其中立交工程25 983.6万元，占总造价的73.1 %，6号立交桥为四层高架互通，共38联现浇箱梁，最高墩柱为25.5 m，4联钢箱梁分别位于“Y”形立交交叉口和104国道上方，总造价约21 781.4万元，占互通立交工程造价的83.9 %。

中国十九冶集团有限公司首次在东部沿海城市承建市政互通立交工程，且本工程上部结构现浇箱梁总产值占总造价的比例为37.3 %，所以箱梁施工的成败直接关系到工程整体进展及我公司在全国市政桥梁建设市场的声誉。所以，如何提高预应力张拉施工的合格率，保证工程质量，从源头确保桥梁整体结构的安全，便成为本工程桥梁施工过程中的关键环节。

2 预应力张拉工序调查研究

项目部组织人员对在建的三座现浇混凝土箱梁的预应力张拉工序进行了调查及分析，对其质量情况进行了统计。调查统计见表1，张拉施工质量缺陷排列见图1(表中频率为某一项目不合格点数占总不合格点数的比例)。

表1 调查统计

图1 张拉施工质量缺陷排列

由表1可知，目前预应力筋张拉合格率为(165-43)/165×100%=73.9%,而在造成张拉合格率低问题的分类统计中，伸长值占53.5 %，持荷时间占34.9 %，所以如何提高伸长值和持荷时间的精准度便是接下来需要解决的主要问题。

3 影响因素分析

针对伸长值不够和持荷时间不足两个问题，我们分别从人员、材料、机械设备、操作方法等方面进行层层分析，最终得到了5个末端影响因素：未进行专项培训、考核制度未落实、读数误差、设备自身原因、及材料原因。以下将分别对这5项影响因素，采用现场调查等方式进行确认，以得到导致伸长值不够和持荷时间不足的主要因素。

3.1 未进行专项培训

判断标准：能熟练掌握操作工艺和合格判定标准的人员占总人数80 %及以上。

经项目部人员到现场对班组的操作人员就张拉工艺、操作顺序、千斤顶行程、油管接口以及伸长值合格的判定标准等共10个问题进行随机询问调查了解情况，发现工人对预应力施工操作工艺和合格标准较熟悉，平均回答正确率为85 %>80 %，由此排除此项影响因素。

3.2 考核制度未落实

判断标准：考核制度落实率达到85 %及以上。

经过对项目部相关考核制度进行检查，以及对现场主要技术管理人员、班组长和相关负责人就考核及奖罚制度规定中的相关方面进行问答式询问调查，结果发现项目部的考核制度健全、且以上人员对相关制度有较为全面的了解。回答问题正确率为92.5 %>85 %，由此排除此项影响因素。

3.3 读数误差

判断标准：由于读数误差造成的不合格率控制在2 %以内。

在对2束钢绞线2端共16次的油表压力读数、千斤顶伸长值读数和持荷时间读数进行检查记录时，发现肉眼读数误差较大的问题，平均不合格率为43.7 %>2 %，因此，此项因素为主要影响因素。

3.4 设备自身原因

判断标准：把设备原因导致的不合格频率降到10 %及以下。

对采用传统设备进行张拉施工过程现场检查记录，结果发现在单端张拉共24次的12束钢绞线中，两端不同步问题大部分都存在，张拉设备故障及精确度(尤其是钢尺测量的精度)也从很大程度上影响着伸长值和持荷时间的准确度。调查结果平均不合格率为44.5 %>10 %,因此，此项因素为主要影响因素。

3.5 材料自身原因

对采用传统设备进行张拉施工过程现场检查记录，结果发现在单端张拉共80次的40束钢绞线中，钢绞线捻向相同，由于弹性模量和截面积的不同造成伸长值不合格的只有1次，不合格率为1.25 %<2 %，说明材料自身原因并非主要影响因素。

由以上分析可知，读数误差与设备自身原因是影响现浇箱梁预应力张拉伸长值不够和持荷时间不足的主要因素。

4 处理对策研究

针对读数误差及设备自身原因导致的持荷时间不足和伸长值不够，项目部经过分析制定了以下对策：

4.1 变传统张拉设备为智能张拉系统

预应力智能张拉系统通过传感技术采集每台张拉设备的工作压力和钢绞线的伸长量等数据，并实时将数据传输给系统主机进行分析判断，同时张拉设备接收系统指令，实时调整工作参数，从而实现高精度实时调控油泵电机转速，实现张拉力及加载速度的实时精确控制。系统还根据预设的程序，由主机发出指令，同步控制每台设备的每一个机械动作，自动完成整个张拉过程，且能实现准确施加应力、精准量测和效率高等优点(图2)。

图2 智能张拉系统结构

4.2 安排专人对设备进行维护和保养

对采用传统设备进行张拉施工过程现场检查发现在单端张拉共24次的12束钢绞线中，两端不同步问题大部分都存在，张拉设备故障及精确度(尤其是钢尺测量的精度)也从很大程度上影响着伸长值和持荷时间的准确度。为此，对全线所有预应力施工我们组织了专业的班组进行，并且班组长负责在每次使用完之后的检查和维修工作，确保下次使用正常。这样就大大的减少了由于设备临时发生故障造成的伸长值和持荷时间不准确的问题。

5 实施效果分析

实施对策后，项目部对6号立交黄长放射线桥第三联现浇箱梁纵向预应力钢束的张拉情况进行了跟踪检查记录，监测结果数据统计如表2所示。

表2 监测结果数据统计

从上述监测结果数据统计表中可知，此次检测的各项指标反映了实际张拉的合格率达到了99.8 %，远超实施对策前平均合格率73.9 %。

6 结论

本文以浙江省台州市内环路工程为例，研究了提高现浇箱梁预应力张拉合格率的方法。首先对公司在建的3座现浇混凝土箱梁的预应力张拉工序进行了调查及分析，得到伸长值不够及持荷时间不足两项影响预应力张拉合格率的主要原因。然后对这两道工序的影响因素进行层层分解，得到 5个末端影响因素：未进行专项培训、考核制度未落实、读数误差、设备自身原因、及材料原因。采用现场调查等方式，筛选5个末端因素，确认了两个主要因素：读数误差及设备自身原因。对读数误差及设备自身原因，决定采用智能张拉系统和安排专人对设备进行维护和保养两项对策。实施对策后，实际张拉合格率由73.9%提高到了99.8%。

应用对策后，除了在工程质量方面取得了较大的提高外，通过与以往传统张拉施工方法的比较，在安全、进度及经济效益方面也取得了明显的效果，该工艺的成功运用，不仅提高了预应力张拉合格率，保证了桥梁施工质量，而且智能张拉只需两人同时作业，节约了人力资源，取得了很好的社会和经济效益。

[1] 朱玉宝, 楼旭燕. 预应力现浇箱梁支架预压与施工技术[J]. 北方交通, 2016(1): 23.

[2] 韩晓猛, 邬晓光. 智能张拉工艺对预制小箱梁预应力影响分析[J]. 佳木斯大学学报, 2015, 33(3):408.

[3] 郭全全, 李珠, 张善元. 预应力数字化张拉技术的研究[J]. 土木工程学报, 2004, 37(7):13.

[4] 郑中华. 后张法预应力张拉控制难点应对措施[J]. 公路交通科技: 应用技术版, 2014(4):281-283.

[5] 周莹锋. 提高桥梁预应力钢绞线张拉合格率[J]. 福建建材, 2013(5):75-76.

[6] 司坤. 提高长束预应力筋张拉伸长值一次合格率的对策研究[J]. 工程技术, 2012(11):64.

TU378

[定稿日期]2017-06-06

刘春梅(1977～)，女，本科，工程师，主要从事工程管理工作。

市政公用行业安全生产大检查方案(二)

(二)环卫设施安全检查内容。