后张法预应力混凝土简支箱梁混凝土施工质量控制

后张法预应力混凝土简支箱梁混凝土施工质量控制

韩连超

河南高速发展路桥工程有限公司东莞分公司

摘要：后张法预应力混凝土简支箱梁技术在桥梁建设项目中越来越被广泛使用，因此对于后张法预应力混凝土简支箱梁施工质量的控制研究也迫切需要。后张法预应力混凝土中所谓的预应力混凝土是在混凝土受到其他荷载作用前受到的拉力，这需要其在千斤顶与油表校正、锚、夹具、预留孔道、预应力筋的制作安装、预应力张拉、孔道灌浆等各个环节进行严格的质量把控。

关键词：后张法；预应力；质量控制

随着我国经济的不断发展，区域之间的互联互通不断密切，道路互通作为重要建设不断促进着高速铁路、道路修建，后张法预应力混凝土简支箱梁技术依靠其本身稳定性好、刚度大、抗冲击力强的特点，在桥梁建设中被广泛的采用。后张法预应力混凝土简支箱梁中最大的特点是预应力，即在混凝土构件强度未完全达到时，未受到压应力的结构面提前施加一个钢绞线施加的拉应力，为混凝土预留一部分变形。随着该技术的应用不断广泛，相关单位和技术人员对后张法预应力混凝土简支箱梁混凝土施工质量控制和要求更加严谨，不断规范技术标准和施工方法，从而确保桥梁在使用过程中的安全性和应用期限。

1 千斤顶与油表校正

预应力张拉的千斤顶、油表应与锚具成套使用，千斤顶、油泵和油压表在使用前需经主管部门认定的相关计量技术机构确定各个设备的校正系数。不同型号的设备在校正完成后需做好标注，不同型号的油泵、油表、千斤顶油压表不得任意的搭配钢绞线使用。在预应力筋张拉前,千斤顶和油表的管理人员按照千斤顶设备内自带的张拉公式计算并绘制出油压表和张拉力之间的关系曲线。千斤顶与油表的校正经常都会遇到以下几个常见的问题:(1)钢绞线油压表的指针在千斤顶第一次使用时,未能回到零点处;(2)在千斤顶、油压表及油管任意一个位置的设备在进行维修或者是更换后都可能需要对所有的设备都进行重新的校正;(3)由于千斤顶的对精度和质量要求尤为严格,在其工作时间大于6个月或者是工作次数大于200次的需再次标定。千斤顶和油压表测量的正确性与否影响着张拉力，决定着预应力混凝土的施工质量。因此，对于千斤顶和油表应安排专门的技术人员管理，不得随意调整技术人员岗位。加强技术人员自身的职业素养和专业技能，保证在管理和使用过程中不出现差错。

2锚、夹具的质量控制

在不同级别的预应力下，锚、夹具应符合张拉、补张拉及放松三方面的要求。锚、夹具的采购需不单单满足质量合格，需认真核对锚的类型、型号、数量，此外对锚、夹具的检验还应满足以下要求。

2.1 外观检查

从采购批次中随机选择10%且不低于10套的锚具进行外观检查。主要检测其外观有无破损现象，生产成品是否与设计图纸存在误差，误差是否超过允许值。若存在一套不合格，则将检测样本扩大两倍，若扩大样本检测中仍出现一套不合格，则需逐一检测。

2.2 硬度检查

从采购批次中随机抽取5，数量不低于5套的锚具进行检查。对多孔锚具的夹片，每套检测数量大于5片，每片检测3个点位，硬度检测结果都应在设计允许范围内。若存在一套不合格，则将检测样本扩大两倍，若扩大样本检测中仍出现一套不合格，则需逐一检测。

3预留孔道

在混凝土浇筑中预留孔洞，首先孔道需要保持稳定、正确的位置，其次在浇筑过程中孔道不应发生漏浆、变形等现象。这就需要利用定位钢筋将其孔道的位置稳定在设计位置，使其在浇筑的过程中不发生错位。为防止孔道在浇筑过程中产生形变，一般采用直径小于预留孔道的硬聚乙烯管在浇筑混凝土前放置于钢筋中，作为预留孔道的模具，等到浇筑的混凝土拆模时将硬聚乙烯管抽出，清洗干净可以重复使用。使用硬聚乙烯管这种方法既可以防止孔道因混凝土挤压产生变形，同时可以解决插入预应力钢筋的问题，这样的施工方法提高了单个混凝土的浇筑速度，保证了混凝土浇筑的质量。

4预应力筋的制作安装

4.1 预应力筋下料

预应力筋进场前需要按照规格型号，一批一批的验收，检查内容包括生产合格证书、包装、规格等外，着重需要的是进行钢绞丝的复验。复验一般应从每个批次钢绞丝中随机选择3盘，在钢绞丝尾部切割一段进行复验，检验合格才允许进入进厂。预应力筋下料前需要将每盘拉直，保证其不存在弯曲、打结等现象，防止预应力筋出现受力不均匀，超张拉或张拉力不足，摩阻力变大等现象，例如出现打结现象会导致张拉力不够，起不到预留拉应力的作用。将处理好的钢绞丝按照设计图纸切割下料长度。需要注意的是下料长度的确定需要在设计长度的基础上加两端千斤顶、限位板等工作长度和加弧线长度。钢绞丝切割方法应采取砂轮锯切割，保证切割后两端的平整光滑。

4.2 预应力筋编束

预应力筋在编束前，应将切割整齐的钢绞丝按长度归好类，每根都需理顺，避免纠缠在一起，绑扎结实。最后在预应力筋的首尾两端梳理好编号，便于在出现断丝或者滑移等情况时及时的采取有效的应对方法。

4.3预应力筋的安装及保护

预应力筋安装方式有两种，一种是将预应力筋安装在混凝土浇筑之前，另一种是在混凝土浇筑之后。通过工程经验知，混凝土浇筑之后再安装预应力筋能够有效的减少其处在潮湿的环境中的时间，防止预应力筋因生锈而导致的寿命简短和性能不足。同时也可减轻预应力筋在切割的时候残渣对混凝土表面的破坏，保证表面的整洁、平滑。

5预应力张拉

在预应力筋进行张拉之前，需要检查准备工作是否已经满足。箱型混凝土的保养时间满足设计要求，且强度达到了要求，若设计方案未明确设计要求，则需要现场人员按规范进行操作；千斤顶、油压表均已校正好；箱梁除了底部约束外其余均已解除，底部约束是在预应力筋张拉结束后且压浆结束后才能进行拆除；箱梁的定位螺拆除完毕，保证在后续工作中灵活的转动和平移。

检查完张拉前准备工作，下一步是进行张拉。第一步安装工具锚，首先保证工具锚安装在相对平整的工作场地，即箱梁两端孔道口无杂物、平整。钢绞丝处理成楔形插入对孔的锚环内，保证工作锚具夹片牢固，保证钢绞丝与预留孔道轴线在一条直线上。第二步调整张拉设备，张拉限位板安装在千斤顶相对应的位置，同时在千斤顶末端放置工具锚，安装时需保证预应力筋不发生错孔等现象。技术人员可以将用橡胶圈将工具锚箍住并送入相应的工具锚孔内，利用钢筋固定牢固，保证夹片不错位。第三步检查各设备位置。张拉前需检查千斤顶处的钢丝与箱梁端部锚具保持垂直，确认千斤顶、预留孔道、锚具处在同一条水平线上，若存在偏差需尽快调整位置，检查各设备符合要求后，装载张拉需要的油动力。第四步张拉钢绞丝，首先需对张拉步骤明确，将张拉过程分为四级，即控制力的10%、20%、60%、100%。在达到控制力的10%时记录下钢绞丝的长度，每达到一级都需要记录伸长值和张拉力，达到控制荷载时需保持2分钟的时间，在封锚前保持张拉力不变。在每一级控制力下需精确的读取和记录伸长值、张拉力值。同一束在进行张拉力时出现滑丝、断丝现象不能超过三次。当锚具或者钢丝出现明显划痕时，需要及时更换。张拉结束后，钢绞丝缩回量不能大于6mm。检验合格后才可切割钢绞丝，至此张拉工作才算结束，实施过程中不能碰撞锚头或者钢束。

如表1 不同钢材最大张拉应力

张拉结束后需检验拉伸是否合格，控制力主要是张拉力，因此以钢绞丝伸长值作为校正，确保钢绞丝实际弹性模量的拉伸值与实际的伸长值误差不超过56%，超过允许差值需停止张拉。一般出现张拉失败的原因为：预应力筋因本身属性发生变化导致弹性模量或者横截面大小发生变化；千斤顶校正后标定曲线存在不合理；混凝土养护不当，导致强度不足；测量方法或者测量时读书不正确等。

6 孔道灌浆

后张法预应力混凝土简支箱梁混凝土施工最后一步是进行孔道压浆，此步骤需在24-36小时内完成。浆液由水和水泥组成，从水泥浆搅拌好到进入孔道的时间，根据现场实际的温度控制在30-45分钟内。在压浆前后需不间断搅拌水泥浆，保证其流动性，当因未在规定时间内完成压浆导致水泥浆的流动性不满足灌浆要求时不能进行加水补救。

压浆方法根据工程实际的情况可以分为连续压浆和非连续压浆。连续压浆时需从下至上，连续完成压浆工作，特别是在相对集中和相邻的孔道。非连续压浆时，在第二次压浆时需对上次压浆孔道进行高压水清洗，保证不存在其他杂物影响水泥浆的密实性。当采用连续压浆的方法时，当泌水率过大，可以调整水泥浆的水灰比，进而改变泌水率。改变水灰比后，连续性压浆可以填充完整孔道。这种施工方法改变后能大幅度加快施工速度，保证工期。活塞式压浆的工作效率和质量要高于空气压缩式。非连续性注浆时注浆压力最大值范围在0.5-0.7Mpa，当使用一次性压浆或者压力管道大于30m时，需保证压力不应大于1Mpa。压力管道的长度一般在30m以内,若压力管道长度超过30m则管道长度增加0.1mpa。压力管道水泥浆从加工生产开始到使用压入孔道内需连续不停进行搅拌且其时间一般不应大于40min。压浆开始到结束的第一个标志通常是在孔道另一端已经出现了饱和的水泥浆液且孔道内的空气被全部排出。为保证管道压浆的质量在压浆开始到结束第一个标志再次出现后应将阀门关闭出浆口，维持注浆压力在0.5Mpa以上，停留时间大于两分钟。压浆过程中和结束后48小时内需对箱梁进行养护，保持混凝土处在5-35°C之间，对于不在这个温度区间的环境需进行适当的防护措施。压浆完成后需进行压浆质量检测，保证压浆充分，符合相关规范要求。

图1 后张法预应力混凝土施工示意图

7总结

后张法预应力混凝土简支箱梁混凝土施工质量控制的关键在于预应力钢筋的张拉和孔道压浆，需要严格按照设计方案和相关规范进行操作，保证施工质量。但除了上述两个重要工序外，前期的准备工作和各个工序中的质量检查工作也是必不可少的，只有从技术方案、原材料检测、千斤顶和油压表等设备校正等各个环节中进行严格的质量控制，才能保证最终的后张法预应力混凝土简支箱梁混凝土施工质量得以保障。

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