现浇箱梁后张法预应力施工质量控制要点分析

向成恩

摘 要：因现浇箱梁结构复杂，工程所处环境多变，需依据工程实际情况确定施工要点，保证施工质量。本文首先阐述了后张法预应力工艺原理、特征，其次对应用优势进行总结，然后结合实例论述了现浇箱梁后张法预应力施工质量控制要点。

关键词：现浇箱梁;后张法;预应力;质量控制

0 引言

随着我国基础设施建设规模的不断扩大，工程施工技术日益进步。后张法预应力施工在现浇箱梁中的应用效果良好，将钢绞线等作为公路桥梁、路基高边坡抗滑加固等施加预应力的主要载体，在大型构件与现浇构件中应用广泛。因预应力对工艺要求严格，施工时必须对各影响因素进行综合考量，提前编制防治方案，并且加强现浇箱梁后张法预应力施工质量控制。

1 后张法预应力工艺概述

1.1 工艺原理

所谓后张法是指在混凝土浇筑前按照设计要求布设孔道，后开展构件混凝土浇筑作业。当混凝土结构强度达到设计要求，将混凝土构件与结构自身作為张拉支座进行预应力筋张拉，此时混凝土构件会受到反复挤压[1]。当施加的张拉力达到设计标准则需在张拉端对预应力筋进行锚固处理，便实现了混凝土构件应力施加目标。工艺流程如图1所示。

1.2 工艺特征

后张法预应力工艺特征如下：预应力筋锚固必须使用尺寸等匹配的高质量锚夹器具;预应力筋的线型必须科学设计，且布设十分灵活，可按照构件截面承受的荷载水平规划线型。

2 后张法预应力工艺优势

在工程中采用后张法预应力工艺，需按照结构强度要求对混凝土浇筑作业进行合理布设，当混凝土强度达到75%时开展张拉预应钢材作业，切实提高了预应力结构的稳定性与牢固性[2]。现浇箱梁工作中应用该工艺可提高箱梁的防腐、耐久性能。对以往技术应用工程资料研究发现，后张法预应力工艺操作便捷，可提高施工效率，降低建设成本，应用价值较高。所以，施工单位需熟练掌握后张法预应力施工技术要点，并结合现浇箱梁工程的实际情况，做好前期准备工作，明确各施工阶段作业重点，以提高工程施工质量。

3 实例分析现浇箱梁后张法预应力施工质量控制要点

某轨道交通工程线路全长32.859 km，地下线全长8.533 km，地面线全长2.599 km。项目施工段全程7.012 6 km。本标段区间桥梁长度为6 457 m，上部结构为C50砼单箱单室钢筋预应力箱梁和变截面单箱双室钢筋预应力箱梁，采用了满堂红支架现浇施工方案。标段中高架区间内分布有128联梁，其中：双线连续梁29联，简支梁63联。单线连续梁8联，简支梁23*2联，双线变截面梁3联，单线变截面梁2*2联。最大梁长148 m，主跨68 m，箱梁截面高度最低1.8 m，最高4.5 m。因该工程施工规模大，结构复杂，采用了后张法预应力施工工艺，但是工艺操作难度较大，为确保施工质量，施工单位确定了质量控制要点，如下：

3.1 锚索加工及穿索

该工程施工标段预应力钢束选用Φ15.24高强度、低松弛的钢绞线，标准强度为1 860 MPa，采用自锚式拉丝锚固体系，张拉体系则采用YCWB型自锁式千斤顶，通过预埋塑料波纹管形成管道。

3.1.1 预应力原材料进场抽检与保管

（1）预应力钢绞线。在钢绞线入场前需对其外观进行盘查，若表面有裂纹、机械损伤、氧化铁皮、油剂、麻坑等不得投入使用。施工单位需组织专人对钢绞线进行分批检验，每批检测的材料重量控制在60 t以内，抽取其中三盘钢绞线，截取端部开展质量、直径偏差与力学性能等试验内容。（2）预应力筋锚具。抽取10%锚具对外观与尺寸进行逐一检查，硬度与预应力筋锚具组装件需进行静载锚固性能试验，检测无误后密封保存在干燥空间内[3]。（3）塑料波纹管。对塑料波纹管逐一检查，不得有砂眼、咬口松弛等问题。

3.1.2 钢束加工

钢绞线堆放场地必须平整干净，地面无积水，下料长度控制标准以孔道长度、张拉长度为准，下料过程中可使用砂轮机进行切割。已经完成下料的钢束需编号，捆绑成束，堆放时底部必须架空。

3.1.3 钢束穿束

（1）波纹管定位、连接。该工程波纹管管道是采用定位钢筋加工呈“井”字型，纵向管道间隔距离<1 m;曲线位置需增加密度，间隔距离<0.5 m。后将波纹管固定于模板内指定位置。曲线孔道最高位置的开口位置设有排气管，后使用胶带进行密封处理。工程所用波纹管接头长度根据管径进行设置，管径为40 mm～65 mm，长度为200 mm;管径为70 mm～85 mm，长度为250 mm;管径>90 mm，长度为300 mm。波纹管接头位置必须使用小锤反复敲打，保证界面平整。（2）垫板安装。预应力束的张拉端，需要先套上螺旋筋，后按照设计要求桩锚垫板，锚垫板位置应与波纹管保持垂直，与波纹管连接位置必须做好密封处理。螺旋筋设置于锚垫板周边，通过电焊固定锚垫板位置。（3）预应力筋穿束。该工程预应力筋穿束采用“后穿法”，穿束顺序为由上至下，先两侧后中间。在穿束作业前，需按照统一格式对钢束进行编号，测量钢束长度。短束人工穿束即可，长束则需借助卷扬机或穿束机形成一定的牵引力，后将网套与预应力钢束连接起来。穿束时，应有人在现场指挥，若发现卷扬机或穿束机有异常需立即停止牵引。当钢束头在上下坡位置时，卷扬机或穿束机每牵引1 m就停顿一次，待确定设备正常后方可继续。当穿束作业即将结束，施工人员需随时报备钢束长度数据。

3.2 预应力张拉

3.2.1 拉伸顺序

拉伸必须依据该工程设计方案中规定的顺序进行，即底腹板前于背面，短线缆前于长线缆，外部前于内部顺序，而结构两侧必须对称施工。

3.2.2 张力控制

张拉分为四个阶段进行控制，分别为10%、20%、50%、100%，当阶段性张拉作业结束后对活塞的伸长量进行测量，当张拉力达到理论值后开展5 min持荷作业，当回油夹自动缩回后立即锁定，对活塞的延伸梁进行测量，以此确定千斤顶内部钢绞线的伸长量与夹片的返回行程量，记录这两项数据总和。同时，严格控制张拉力与拉伸量。

①预应力钢束理论伸长值（mm）计算：

式中：—预应力束的平均张拉力，单位为N;—预应力钢筋长度，单位为mm;—预应力束截面面积，单位为mm2;—预应力束弹性模量，单位为N/mm2。

该工程所用预应力筋的平均张拉力计算如下：

式中：—预应力筋张拉端的张拉力，单位为kN;—张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，单位为;—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，取值0.001 5;—预应力筋与孔道壁的摩擦系数，取值0.25。

②特殊情况下计算：

当孔道线型为直线且不存在局部偏差的摩阻，公式简化如下：

③预应力筋张拉力计算：

式中：—预应力筋张拉端的张拉力，单位为kN;—预应力筋的平均张拉控制应力，单位为MPa;—预应力束截面面积，单位为mm2;—同时张拉时钢绞线数量;—超张拉系数，不超张拉时为1.0。

④实际伸长量计算：

式中：—从初应力至控制张拉应力间的实测伸长值，单位为cm;—初应力时推算伸长值，单位为cm，可采用相邻级伸长度。

预应力张拉施工过程中，按照张拉力对伸长量进行校核，控制测量所得伸长量与理论计算值误差，允许范围为±6%;若误差超出±6%，则需立即停止张拉，发现问题所在具体位置，应立即校正[4]。

3.3 压浆与封锚

在预应力筋张拉应力稳定后进行锚固，后使用砂轮机将多余的预应力筋切除。锚固切割后预应力筋外露长度>30 mm，外露部分用混凝土浆封锚。

压浆是后张法预应力施工中最后也是关键的一步，本工程设计要求采用真空灌注压浆工艺，在张拉后24 h内往张拉孔道内压浆。压浆过程中，需从曲线管道及竖向孔道最低位置的注浆孔压入浆液，先压下层孔道，持续时间为40 min，压力为0.5 kPa～0.7 kPa。压浆后2 d内，结构混凝土温度控制在5℃以上，当环境温度高于35℃，则浆压浆作业安排在夜间进行。

4 结语

综上所述，因箱梁是工程结构的主要受力部位，与工程结构整体的安全密切相关。为此，需准确掌握各施工技术要素，对预应力筋、波纹管、张拉、压浆等进行严格控制，提高操作的规范性。实践表明后张法预应力施工效果良好，具有应用与推广价值。

参考文献：

[1]田茂国.某建筑工程后张法预应力混凝土板施工实例[J].建材与装饰，2011（4）：212-214.

[2]王德利.浅析预应力混凝土工程的施工质量与安全技术[J].四川水泥，2017（6）：289.

[3]李保军.夹片式锚具静载锚固試验中的影响因素[J].交通世界（建养机械），2012（9）：234-235.

[4]李熊，朱伟鹏.预应力施工时的伸长量计算与测量控制[J].城市建设理论研究（电子版），2013（17）：1-4.