提高预应力张拉施工质量的控制方法

预应力技术的应用，极大地改变了传统钢筋混凝土结构的受力形式和结构跨度，预应力张拉精度直接影响了结构的受力状态、使用性能及耐久性。影响预应力张拉施工质量的因素有多方面，需要严格控制材料质量和施工工艺。

原材质量控制

钢绞线进场要分批（每批不大于60t）检验，主要检测的力学性能指标，包括最大负荷、屈服荷载、弹性模量、伸长率、1000h松弛等，这些检项均要满足设计要求。

锚夹具、连接器质量要符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T 14370）的规定，检验外观尺寸、硬度和锚固性。夹片硬度一般为HRB51～HRB82，如果夹片硬度过高，容易卡断钢绞线，硬度过低夹持不牢容易产生滑丝。夹具要具有良好的锚固性。

张拉工艺控制

在原材料质量有保证的情况下，预应力张拉质量则完全由设备的可靠性和操作过程的规范性决定。

张拉设备

张拉用千斤顶，额定张拉力为所需张拉力的1.2倍～1.5倍，配套使用的压力表精度不低于1.0级。张拉千斤顶与压力表应在法定计量机构里配套标定，并根据标定报告中的回归方程计算张拉力与压力表读数。

传统的张拉设备由油泵、千斤顶、压力表组成。作业时油泵供油驱动千斤顶油缸，油缸伸出带动钢绞线伸长，钢绞线受拉后将应力反作用于混凝土结构，完成施加预应力。施工中人工读压力表，再通过回归方程换算施加的拉力。人工测量千斤顶油缸的伸长，计算钢绞线的伸长量。

传统设备精度低，受人为因素影响大，效率低，将逐步被淘汰。随着科技不断进步，基于计算机控制技术的智能张拉技术在施工领域得到了广泛应用。作业前将张拉作业的技术参数（控制应力、伸长量等）录入计算机系统，该系统能自动分阶段地完成张拉作业，并实时显示记录张拉数据，张拉控制精度控制在0.5%以内，远高于《公路桥涵施工技术规范》规定的1.5%。

操作过程

首先是波纹管安装位置必须准确，注意竖直方向和水平方向的坐标位置，严禁为了施工方便改变位置，波纹管定位下部用一根直钢筋点焊在箍筋上控制高度，用“U”型钢筋点焊在直钢筋上控制水平位置；注意定位筋间距不得过大，直线段0.8m设一道定位钢筋，曲线段0.4m设一道定位筋。波纹管安装位置直接改变钢绞线长度和摩擦阻力，严重影响张拉数据的可靠性，所以要严格按施工图设计定位安装。锚垫板是主要的受力部位，在张拉完成时全部预应力都要通过锚垫板传递到混凝土构件上。因此，对锚垫板和加强螺旋筋的安装要特别注意：波纹管轴线与锚垫板平面垂直，要求波纹管线型准确、端模加工和安装角度准确（安装角度直接影响钢绞线线型和摩擦阻力）。

张拉作业前要编写作业指导书，复核伸长值，明确各阶段张拉应力值和油表读数。

确定油表控制读数

张拉应力对应着油表读数，明确了不同阶段的控制张拉应力后，通过线性回归方程计算确定对应的油表压力，用油表读数作为张拉作业的实际依据。计算必须使用钢绞线试验报告中的实际面积，以保证数据准确可靠。千斤顶编号为116455，油压表编号为YQ05064431，回归方程P=0.0328x+0.4991，P为油表读数，X为各阶段的张拉力。

特别要注意初应力的取值：《公路桥涵施工技术规范》7.62-5及条文说明规定：初应力为张拉控制应力的10%～25%，钢束长度小于30m，初应力宜10%～15%；钢束长度30m～60m，初应力宜15%～20%；钢束长度大于60m，初应力宜25%；钢束长度超过100m，通过试验确定。初应力的作用是利用相邻级别应力（必须是2倍初应力）伸长值代替初应力伸长量，以此消除由于钢绞线的非弹性变化造成实测伸长值的不准确。一般情况下与初应力相邻应力级别（必须是2倍初应力）的伸长量，小于2倍初应力伸长量，因为开始钢绞线处于松弛状态，初应力时钢绞线的伸长有一部分是非弹性伸长。

表1 油压与应力对照表

计算理论伸长量

在利用公式ΔL=PpL/ApEp计算伸长量时，参数Ap和Ep取值必须使用钢绞线试验报告中的数据，不能用图纸中的标准值。施工中常规购进的钢绞线直径偏大，弹性模量也偏大，如果按图纸提供的标准弹性模量和截面积计算理论伸长值，计算结果将偏大，而实际伸长量偏小，用伸长值校核张拉时甚至超过允许的±6%标准，造成误判。所以，对于图纸提供的钢绞线延伸率，要用实际的弹性模量和截面积值验算，为张拉作业提供可靠的依据。

计算完成后，再加上两端实际工作长度（即千斤顶段的钢绞线）的伸长量。千斤顶段钢绞线的长度一般在0.4m～0.7m，两端张拉的情况下钢绞线长度增加0.8m～1.4m，其延伸量在6mm～10mm，对于20m～30m的长束影响不大，但对于负弯矩之类的短束将使数据严重失实，多数情况是张拉应力远未达到控制应力，但伸长量已达到要求，而张拉力达到控制应力时，伸长量远超6%的极限要求，造成严重误判。

钢绞线穿束（先穿管，后穿束）中，“先穿管”指的是在波纹管中先穿塑料支撑管；“后穿束”指的是后穿预应力钢绞线束，即在塑料波纹管中穿入直径比波纹管略小并能顺利穿入的塑料支撑管，然后浇筑混凝土，待混凝土浇筑后抽出支撑管，再把钢绞线梳编成束并整体穿入预应力管道内。先穿管、后穿束成功避免了先穿束可能造成的波纹管漏浆，钢绞线被混凝土筑死的情况，编束后整体穿束避免了穿束机单根穿束造成的钢绞线错位、扭绞、缠绕等情况，极大地提高了张拉精度。

张拉（后张法）条件为，梁板同条件养护试件的抗压强度和抗压弹性模量，要满足设计要求；满足设计要求强度达到的时间；龄期至少7d。

张拉程序中普通松弛预应力筋：0→初应力→2倍初应力→103%σcon(锚固)；低松弛预应力筋：0→初应力→2倍初应力→100%σcon(持荷5min锚固)。张拉方法是两端张拉(一端使用P锚或连接器时单端张拉)，张拉顺序要按图纸要求顺序，图纸没有明确顺序的可采取分批、分阶段的方式对称张拉。

张拉注意事项，包括张拉前单根预拉，拉力不大于初应力，使每根钢绞线松紧程度一致。

张拉采用应力控制，校核伸长量，控制伸长量偏差在±6%以内；张拉实际伸长值为：ΔLs=ΔL3+ΔL2-2ΔL1-ΔL4-ΔL5(ΔLs：实际伸长值、ΔL1：初应力伸长读数、ΔL2：2倍初应力伸长读数、ΔL3：终应力伸长读数、ΔL4：工具夹片位移量即钢绞线内缩量、ΔL5：千斤顶段钢绞线理论伸长值）。如果出现偏差超限，必须暂停张拉，分析原因，确定属于理论伸长和实际伸长计算错误的部分直接改正，并在后续工作中避免出现。设备出现异常、读数错误、操作错误等情况，必须放张后重新张拉。

在采用两台以上千斤顶实施对称和两端张拉时，各千斤顶之间同步张拉力的允许偏差为±2%，张拉控制应力的精度为±1.5%。

张拉资料整理必须现场记录，详细填写后张法预应力张拉检测记录，注意张拉原始记录内容和项目必须填写齐全、真实，并且不得有漏项。

在预应力桥梁结构施工中为提高预应力施工精度，尽可能利用智能张拉设备；准确计算和修正理论伸长量；合理匹配与钢绞线拉力相对应的千斤顶；保证波纹管、锚具安装位置正确；混凝土达到要求强度和7d龄期；选择与钢绞线的长度相对应的合理初应力；钢绞线按照“先穿管，后穿束”的方法穿束，再加上操作人员尽职尽责的态度和娴熟的技术可极大地提高预应力张拉精度。