现浇梁预应力张拉质量控制要点分析

郑齐

（广州市高速公路有限公司，广东广州510000）

0 引言

建设单位在开展预应力现浇梁张拉设计工作时，需要科学计算预应力损失。一般来说，在预应力损失计算结果超出实际的情况下，现浇梁预拉区可能出现开裂问题，延展性也会因此受到影响而变低；在预应力损失计算结果低于实际的情况下，现浇梁的抗裂度和刚度则会显著下降。因此，为保障工程项目整体质量，建设单位应采取有效措施，减少计算因素对梁体质量的影响。在具体施工期间，对预应力张拉力进行严格控制，开展相关测试工作，总结预应力张拉施工问题，及时对张拉力予以调整，确保梁体施工质量契合质量要求。

1 工程案例

某公路在进行大跨现浇梁预应力张拉施工时，聘请了专业的第三方检测单位进行试验工作，对各标段连续梁预应力孔道摩擦和变形系数进行了测定。待各方单位确认试验结果后，设计单位开始以试验结果为参照进行核验，并将核验数据作为调整张拉力的依据。详细来说，对每个施工标段设计单位都进行了有效的预应力孔道摩阻力试验。在梳理梁型和钢束后，选择了具有典型性的钢束进行了试验，以此为依据组织标段内预应力施工操作。在具体施工期间，若需要更换没有进行试验的管道和锚具等，则还需开展补充试验，在试验阶段则需严格遵循如下三方面要求。

第一，无论是管道摩阻、偏差系数试验，还是锚口、喇叭损失试验，都需对直线段和曲线段预应力张拉有关参数予以测试。第二，需确保试验构件成孔方式与设计要求契合，确保锚具、锚垫板与设计保持一致。通常情况下，设计单位应最少选择3套规格不一的锚具进行测试，且每套锚具张拉次数应达到3次。第三，设计单位应以施工单位最终所提供的预应力孔道摩阻力数据为依据进行现场试验，若现场试验损失值与理论值存在出入，则需在第一时间内反馈至施工单位，要求其重新进行计算，然后再根据实际情况决定是否调整张拉力。该环节引入两个具体示例对这一情况加以说明。

示例一，在该公路某特大桥（48+80+40）m处完成预应力混凝土连续梁0#块浇筑操作后，第三方检测单位开展了试验工作，得出如下结果：μ值实测值和设计值分别为0.27和0.26；k值实测值和设计值分别为0.0025和0.003。设计单位以上述数值为依据，对应进行了原结构检算工作，得出无论是连续梁安全系数还是其各个阶段的应力皆契合设计要求，但钢束伸长值、锚外控制应力和张拉力需要重新进行计算。

示例二，在该公路大桥（40+64+4）m处开展现场预应力钢束摩阻试验后，得出如下结果：μ值实测值和设计值分别为0.2706和0.26；k值实测值和设计值分别为0.000369和0.003。设计单位在对原结构进行重新检算后，调整了部分梁体挠度表和预应力钢束设计参数，具体调整数据参见表1。

表1 不同钢束张拉力、伸长量调整情况

2 现浇梁预应力张拉施工流程介绍

现阶段，在我国公路预应力混凝土桥梁中，后张法现浇梁预应力张拉工艺较为多见。待混凝土强度契合建筑要求进行拆模后，建筑人员会将钢绞线穿入梁体预留管道中，同时使用千斤顶张拉锚固锚具，进而使钢绞线开始对梁体施加应力，保障施工质量[1]。通常来说，后张法现浇梁预应力张拉施工流程包括以下两个方面。

2.1 设置预拱度

建设单位在实际施工环节，会初步对拱形跨度予以设计，确保拱形跨度略高于结构工程梁下部平面，以保障其能够均匀受力，从整体上提升工程项目耐用性，强化工程项目安全。同时，建设单位还会在模板安装和支架结构搭建环节进行精度控制工作，以保障模板安装科学性和支架结构搭建合理性。另外，在桥梁支架安装和具体施工期间，建设单位还要深入施工现场，科学进行研究活动，对支架基础性能加以分析，依据分析结果适当进行加固，确保其符合工程项目稳定性要求，在此基础上遵循建筑方案科学开展下一步施工工作[2]。一般来说，建设单位在完成支架安装后，即可开始进行模板施工，结合项目实际依次完成底模、侧模和预模施工，并结合项目技术标准计算拱度数据，同时对预压沉降量进行量化分析，调整预拱度，使其契合项目预案技术指标，最后需要检查预拱度，对预拱度进行质量控制。

2.2 预应力张拉

建设单位在进行预应力张拉操作时，要先确保拉伸顺序的合理性。通常来说，首先，预应力拉伸顺序应遵循设计方案要求，分别将底腹板置于背面之前、将短线缆置于长线缆之前、将外部置于内部之前，秉持对称原则，于结构两侧规范施工。其次，建设单位还要对张力加以控制[3]。在进行预应力张拉操作时，建设单位需对混凝土实际强度和弹性模量加以评估，在确保二者皆达到90%理论量后才可进行预应力张拉。在实际张拉环节，要将张拉控制阶段分为四个，即10%k、20%k、50%k、100%k。每完成一个阶段的张拉后都要进行测量，待完成测量后再评估活塞伸长量[4]。对于建设单位而言，其可以以张拉力检查工作为依据，对伸长量予以校准，与此同时建设单位在测定伸长量时，也要保证其与理论计算值误差在6%左右，当两者误差已经超出±6%区间，此时建设单位可停止张拉操作，评估问题深层次原因并针对性制定解决方案，待对伸长量有效矫正后，方可继续进行张拉操作。

3 现浇梁预应力张拉施工常见质量问题

该环节仍然以后张法现浇梁预应力张拉施工为例，探讨其在具体施工期间常见的质量问题。总结而言，可归结于如下三个方面。

3.1 堵管问题

所谓堵管，实际上就是管道堵塞。一般来说，堵管又可分为全断面堵塞和非全断面堵塞两种。前者为波纹管部分被全截面堵塞无间隙，后者则为截面存在间隙[5]。在现浇梁预应力张拉施工阶段，常见管道阻塞问题，该项问题的存在不仅会严重削弱相应位置的预应力，同时也会严重影响工程项目功能和质量。一般来说，对于全断面堵塞问题，建设单位会利用空气压缩机向波纹管隧道一端送入风力，然后检查隧道另一端出风和钢绞线出风情况，在出风异常和钢绞线未抽动情况下，即可判定为全断面堵塞。而一旦建设单位未在第一时间内对这一问题加以处理，计算工作就会受到影响，其通过拉伸钢绞线所得到的伸长量数值将严重小于理论值。对于非全断面堵管问题，建设单位同样会利用空气压缩机将风力送入波纹管内，若有风从另一端吹出且部分钢绞线可自由抽动，则可判断为非全断面堵管问题，若建设单位在没有完全解决这一问题时就开始进行钢绞线张拉操作，所得伸长率数据也会与理论值存在严重出入。

3.2 滑丝、断丝问题

为确保施工有序进行，建设单位在现浇梁预应力张拉施工中，普遍会应用锚夹片，利用锥形楔紧作用原理，配合千斤顶固定钢绞线和锚具。但需要注意的是，若在此期间建设单位未严格把控锚夹片质量，所选择的锚夹片不合格，则很容易衍生滑丝、断丝问题[6]。具体而言，在锚夹片硬度指数低于设计要求的情况下，锚夹片无法夹紧钢绞线；在锚夹片硬度指数高于设计要求的情况下，锚夹片则很容易夹伤钢丝和绞线。另外，在建设单位所购钢绞线质量差异较大的情况下，不同钢绞线的硬度指数也会存在较大的差异，难以良好地与锚夹片配合使用。

3.3 孔道压浆不通畅问题

现浇梁预应力张拉施工主要由人工完成，施工整体质量受人为因素影响较深。部分建设单位因并未重视人员培训和选拔工作，导致其所聘请的建筑人员质量参差不齐，其在实际施工阶段，很容易出现下列问题，影响通道平滑性和水泥浆紧密性。一是部分建筑人员在将混凝土倒入梁中时，并未检查波纹管情况，若波纹管此时并未包裹塑料衬管，则建筑人员所浇筑的混凝土会对孔壁施加外力和振动作用，在浇筑速度过快和浇筑量过大的情况下，甚至会导致波纹管破裂，混凝土进入管道中造成管道堵塞。二是部分建筑人员在对弯曲通道进行注浆时，所采取的顺序有误，诱发问题，影响孔道通畅性。

4 现浇梁预应力张拉施工质量控制要点

如上文所述，建设单位在进行现浇梁预应力张拉施工时，受多重因素影响，会出现堵管，滑丝、断丝和孔道压浆不通畅问题，该环节即以上述问题为参照，针对性制定控制方案。

4.1 堵管问题控制方案

建设单位在发现管道堵塞问题后，需落实三项工作，即确定位置、凿槽和处理。一是确定位置。建筑人员可使用钢丝绳大致判断管道堵塞位置，划定范围后可应用冲击钻进行钻孔检测，待确认堵塞位置长度和具体情况后，使用油漆进行标记。二是进行凿槽。建筑人员可参照施工方案中的钢绞线布局图，根据管道堵塞实际位置于梁内侧钻孔开槽。在此期间，建筑人员可选择宽度在7～8cm之间、长度和堵管一致的钢钎。三是处理环节。建筑人员首先要清除波纹管内的水泥浆，在此阶段则要秉持谨慎原则，小心操作，避免造成钢绞线损坏。然后清洗通道，完成清洗后凿除波纹管，遵循施工方案将新的波纹管与原管连接，开展钢筋复原工作。最后使用与梁抗拉强度一致的微膨混凝土填充切割混凝土，待其强度契合理论值后即可进行张拉和固锚，完成灌浆操作。

4.2 滑丝、断丝问题控制方案

为避免现浇梁预应力张拉施工阶段钢绞线出现滑丝、断丝问题，影响施工进度，建设单位需严格把控锚夹片的质量。首先，建设单位在购买锚夹片时，需选择符合施工方案要求的型号，查阅锚夹片的出厂合格证，确保其硬度契合质量要求。如有必要，待锚夹片进入施工现场前，可再次对其硬度进行检查并进行测试工作，对锚夹片质量予以评估，若其参数超过极限规定，则必须考虑更换合作单位。其次，针对锚夹片应用阶段出现的滑丝问题，建设单位应对钢绞线滑丝股数予以计算，若其股数在允许范围内，则具体问题具体分析，科学进行处理。详细来说，若一束钢丝内仅出现一根滑丝且其他尚未达到最大拉力值时，则可采取措施使其余部分达到最大拉力理论值，在此基础上使用千斤顶依次拉伸滑线的钢绞线；若一束钢丝内出现多股滑丝但尚有几根滑丝线未达到屈服强度时，建设单位则可放张全部钢绞线，然后松开锚固设备和更换工具夹，重新张拉此束钢绞线。需要注意的是，即使完成上述操作，可能仍然存在未拉至屈服的绞线，此时建设单位必须放弃使用并更换全新的绞线。

4.3 孔道压浆问题控制方案

为保障孔道通畅性，建设单位应落实如下工作:第一，要重视人为因素对施工的影响，健全招聘制度，提升人员进入门槛，同时定期组织培训工作，提升建筑人员操作水平，使其能够严格遵循相应要求顺利完成浇筑操作。第二，在出现孔道压浆问题后，建筑人员先要清洁孔道内部，然后利用测试通孔装置根据出口实际水流速对灌浆进度加以判断，在此基础上利用空气压缩机清洁开口中的水，按照特定的顺序进行分段压浆，保障孔道密实度。第三，若管道模式度未达到相关标准，则建筑人员可设置排气接口，利用压浆设备解决这一问题。

5 结语

综上所述，现浇梁预应力张拉施工在公路桥梁施工中扮演着重要的角色，在当前阶段备受建设单位青睐。但也需要注意，在该项工艺具体施工阶段受多重因素的影响，也存在一定的质量问题。文章即以具体的工程实例为参照，在阐述现浇梁预应力张拉施工流程的基础上，提出其存在的堵管，滑丝、断丝和孔道压浆质量问题，并以问题为导向针对性地提出了控制方案，期望以此从整体上提升浇筑领域现浇梁预应力张拉施工水平。