1、預(yù)應(yīng)力施工控制要點(diǎn)與技術(shù)管理 劉時(shí)超一、前言預(yù)應(yīng)力技術(shù)已普遍應(yīng)用于各類(lèi)型橋梁，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)是高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)作為構(gòu)件主要的受力材料，極大的減少了構(gòu)件的普通鋼筋配筋率和截面面積，減輕了結(jié)構(gòu)自身的重量，從而提高了結(jié)構(gòu)的跨越能力；同時(shí)預(yù)應(yīng)力還能有效防止混凝土開(kāi)裂，提高了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。預(yù)應(yīng)力按照預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)在結(jié)構(gòu)中的位置可分為體內(nèi)預(yù)應(yīng)力和體外預(yù)應(yīng)力（主要用于現(xiàn)有橋梁加固維修），按照預(yù)應(yīng)力的施加時(shí)間可分為先張法預(yù)應(yīng)力和后張法預(yù)應(yīng)力。而作為我們以新建橋梁為主的施工企業(yè)，后張法預(yù)應(yīng)力就是橋梁施工的核心技術(shù)和控制關(guān)鍵點(diǎn)。現(xiàn)在就結(jié)合幾年來(lái)自己在后張法施工中的技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)作一個(gè)總結(jié)，以供各位同事借鑒。二、預(yù)

2、應(yīng)力施工的相關(guān)數(shù)值與計(jì)算預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的工作原理就是通過(guò)預(yù)先對(duì)構(gòu)件施加一個(gè)與構(gòu)件所需承受的作用力相反的力，從而提高構(gòu)件承受荷載的能力；預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件就是通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)施加應(yīng)力來(lái)達(dá)到這一目的的。而預(yù)先施加的預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)期作用于構(gòu)件就會(huì)帶來(lái)兩方面的問(wèn)題，一是在長(zhǎng)期的預(yù)應(yīng)力作用下構(gòu)件本身不能因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力而產(chǎn)生過(guò)大的變形，特別是在構(gòu)件制作過(guò)程的初期還未承受荷載的階段；二是預(yù)應(yīng)力要達(dá)到一定的值才能有效發(fā)揮作用。因此，在施工中通行的控制方法是“雙雙控”，這在我國(guó)現(xiàn)行的橋梁施工技術(shù)規(guī)范中也是有嚴(yán)格要求的。（一）第一個(gè)“雙控”第一個(gè)“雙控”是解決以上所提出的第一個(gè)問(wèn)題的，即在預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)期作用下構(gòu)件本身不發(fā)生過(guò)大的變

3、形。不發(fā)生過(guò)大的變形就要求構(gòu)件有足夠的強(qiáng)度和彈性模量。1、預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)混凝土的強(qiáng)度：在橋規(guī)中規(guī)定預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)混凝土的強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%；就本工程而言，設(shè)計(jì)圖規(guī)定的張拉強(qiáng)度是90%。2、彈性模量：彈性模量的測(cè)定需要較為復(fù)雜的試驗(yàn)設(shè)備，在工地條件下難于達(dá)到，根據(jù)混凝土彈性模量增長(zhǎng)隨齡期的變化特點(diǎn)，橋規(guī)規(guī)定張拉的齡期為7天。（二）第二個(gè)“雙控”第二個(gè)“雙控”是為了控制預(yù)應(yīng)力施加的有效性，根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)材料力學(xué)特點(diǎn)，在施工中通過(guò)油頂張拉時(shí)的張拉力和鋼絞線(xiàn)的伸長(zhǎng)量來(lái)控制。通過(guò)這兩個(gè)數(shù)值來(lái)反映預(yù)應(yīng)力施工的質(zhì)量。1、張拉力：在后張法箱梁施工中預(yù)應(yīng)的施加是通過(guò)液壓油頂進(jìn)行的，張拉力的控制則是有與油頂

4、配套的壓力表來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此張拉力的控制需要計(jì)算壓力表讀數(shù)。一般使用的預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度f(wàn)pk為1860MPa, 一般規(guī)定預(yù)應(yīng)力的控制應(yīng)力為0.75fpk=1395MPa。就本工程而言，有個(gè)別的鋼絞線(xiàn)設(shè)計(jì)給出的控制應(yīng)力為1350MPa。這點(diǎn)在施工中就要特別注意計(jì)算是根據(jù)不同鋼束分別計(jì)算。控制應(yīng)力與每束鋼絞線(xiàn)的截面面積的乘積就是張拉時(shí)所需要的力，各束鋼絞線(xiàn)的截面面積為每根鋼絞線(xiàn)的截面面積140mm和根數(shù)之積。以我工程的濟(jì)寧南互通跨線(xiàn)橋第一、第三聯(lián)中的TI鋼束為例：控制應(yīng)力為1350MPa，張拉力為F=1350*140*9=1701KN。再由油頂定期（超過(guò)6個(gè)月或張拉超過(guò)300次）檢驗(yàn)時(shí)報(bào)告給

5、出的回歸公式，計(jì)算油表讀數(shù)，以我工程使用的13051號(hào)油頂為例計(jì)算140463123號(hào)壓力表的讀數(shù)：檢驗(yàn)報(bào)告給出的回歸公式為Y（KN）=-16.9+86.69X（MPa），則15%控制應(yīng)力的油表讀數(shù)為X：(0.15*1701+16.9)/86.69=3.1430%控制應(yīng)力的油表讀數(shù)為X：(0.3*1701+16.9)/86.69=6.08100%控制應(yīng)力的油表讀數(shù)為X：(1701+16.9)/86.69=19.812、伸長(zhǎng)量：伸長(zhǎng)量是反映鋼絞線(xiàn)在應(yīng)力作用下產(chǎn)生的彈性變形，通過(guò)伸長(zhǎng)量可校核施加的應(yīng)力的有效性。鋼絞線(xiàn)在實(shí)際施工中的伸長(zhǎng)量通過(guò)鋼尺量測(cè)和計(jì)算，實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量的對(duì)比檢驗(yàn)鋼絞線(xiàn)預(yù)應(yīng)

6、力施工是否合格，橋規(guī)中規(guī)定鋼絞線(xiàn)伸長(zhǎng)量允許偏差為6%。（1）理論伸長(zhǎng)量計(jì)算：理論伸長(zhǎng)量是在理想狀態(tài)下鋼絞線(xiàn)在應(yīng)力作用下的應(yīng)變，主要考慮的因素有鋼絞線(xiàn)本身材料的彈性模量及波紋管的摩擦；鋼絞線(xiàn)彈性模量的值是固定值，可按197000MPa取用；管道摩擦主要因素是摩阻力、管道的轉(zhuǎn)角、管道長(zhǎng)度以及管道施工中的偏差；橋規(guī)中給出鋼絞線(xiàn)理論伸長(zhǎng)量的計(jì)算公式，橋規(guī)所給出的公式計(jì)算時(shí)較為繁瑣，且各段鋼絞線(xiàn)的計(jì)算結(jié)果需要依次使用，因此一般計(jì)算時(shí)使用表格計(jì)算。我公司技術(shù)人員在長(zhǎng)期施工中自制了理論伸長(zhǎng)量的計(jì)算表格，在施工中結(jié)合CAD制圖軟件，可較為簡(jiǎn)便的計(jì)算理論伸長(zhǎng)量，作圖及計(jì)算表格的使用較為簡(jiǎn)單，在此就不作贅述。（2

7、）實(shí)際伸長(zhǎng)量量測(cè)：通過(guò)測(cè)量油頂?shù)男谐蹋从晚敾钊凶唛L(zhǎng)度）來(lái)反映實(shí)際伸長(zhǎng)量；但油頂活塞的行程長(zhǎng)度并非就等于鋼絞線(xiàn)的伸長(zhǎng)量，活塞的行程值包含鋼絞線(xiàn)在穿束過(guò)程中的松弛、錨夾具的非彈性形變；因此需要通過(guò)多次測(cè)量的數(shù)值通過(guò)計(jì)算得出實(shí)際的伸長(zhǎng)量。橋規(guī)中給出的計(jì)算公式是設(shè)定一個(gè)控制應(yīng)力10-25%的張拉力為初始應(yīng)力，初始應(yīng)力開(kāi)始至控制應(yīng)力的結(jié)束的長(zhǎng)度加到達(dá)初始應(yīng)力以下的推算長(zhǎng)度為實(shí)際伸長(zhǎng)量，而初應(yīng)力以上的推算值可采用相鄰級(jí)的數(shù)值。舉例說(shuō)明，以設(shè)定控制應(yīng)力15%為初應(yīng)力，則操作過(guò)程是：張拉開(kāi)始，達(dá)到15%時(shí)測(cè)量得長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，到達(dá)15%的相鄰級(jí)30%時(shí)測(cè)量得長(zhǎng)度L2，到達(dá)控制應(yīng)力時(shí)測(cè)量得長(zhǎng)度L3，初應(yīng)力到控制

8、應(yīng)力的伸長(zhǎng)值為L(zhǎng)3-L1，初應(yīng)力以下的推算值為L(zhǎng)2-L1，所以實(shí)際伸長(zhǎng)量就是L3-L1+L2-L1。該計(jì)算兩個(gè)理論設(shè)定是：1、在初應(yīng)力以下完全消除鋼絞線(xiàn)松弛及錨夾具的非彈性形變；2、鋼絞線(xiàn)的形變線(xiàn)性變化。三、預(yù)應(yīng)力施工中的常見(jiàn)問(wèn)題及處理（一）鋼絞線(xiàn)伸長(zhǎng)量超出規(guī)范允許偏差范圍橋規(guī)中規(guī)定實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)的的允許偏差是6%，但在實(shí)際施工中，常會(huì)出現(xiàn)超過(guò)允許范圍的情況，這一情況主要有兩方面的原因，一是計(jì)算或測(cè)量錯(cuò)誤，二是施工控制不嚴(yán)，出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。1、第一個(gè)原因主要是在數(shù)據(jù)處理方面的（1）這要求技術(shù)人員在施工前的技術(shù)準(zhǔn)備工作要做認(rèn)真充分，在施工中讀數(shù)測(cè)量要仔細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)；預(yù)應(yīng)力施工的相關(guān)計(jì)算是較為繁瑣的

9、，技術(shù)人員在計(jì)算過(guò)程中一定要認(rèn)真，而且由于圖紙給的相關(guān)數(shù)據(jù)不夠完整，因此在取得鋼絞線(xiàn)相關(guān)幾何參數(shù)的時(shí)候一定要逐一計(jì)算，力求精準(zhǔn)，使用CAD能有效快速計(jì)算，結(jié)果也更準(zhǔn)確。（2）橋規(guī)中給出的幾個(gè)計(jì)算參數(shù)是經(jīng)驗(yàn)取值，在施工中如有必要應(yīng)取樣通過(guò)試驗(yàn)確定更為準(zhǔn)確的數(shù)值，如管道摩擦系數(shù)、錨口應(yīng)力損失、鋼絞線(xiàn)彈性模量及截面面積；橋規(guī)中規(guī)定了每批檢驗(yàn)質(zhì)量應(yīng)不大于60T。當(dāng)試驗(yàn)確定的數(shù)值超過(guò)規(guī)范允許偏差時(shí)，有必要調(diào)整計(jì)算。（3）由于計(jì)算所基于的兩個(gè)假設(shè)，在實(shí)際施工中應(yīng)注意的是初應(yīng)力取值不能過(guò)小；初應(yīng)力的取值要求在達(dá)到初應(yīng)力之前，鋼絞線(xiàn)的松弛、錨夾具等非彈性變形已完全消除，因此在特殊情況下（如鋼束轉(zhuǎn)角大、彎曲段多

10、等）應(yīng)適當(dāng)增大初應(yīng)力的取值。（4）而在量測(cè)方面，施工中油頂、壓力表一定要配套使用，且要按照規(guī)范要求定期做好標(biāo)定（6個(gè)月或張拉300次），使用過(guò)程中壓力表要安裝緊密，當(dāng)出現(xiàn)漏油情況時(shí)一定要重新安裝，確保壓力表讀數(shù)有效、準(zhǔn)確。在測(cè)量伸長(zhǎng)量時(shí)，鋼板尺一定要就位準(zhǔn)確，切忌隨意讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線(xiàn)要垂直，防止視差，在較短鋼束（30m）的張拉中尤其要注意，由于段束鋼絞線(xiàn)的伸長(zhǎng)量不大，一般在20mm左右，因此輕微的讀數(shù)偏差就會(huì)超過(guò)規(guī)范允許值，因此，張拉過(guò)程中給油要慢，快到初始應(yīng)力時(shí)更要慢，停止給油要準(zhǔn)確，切忌不停油泵就測(cè)量。2、施工質(zhì)量的控制方面（1）波紋管定位：管道定位不準(zhǔn)確，或定位卡子數(shù)量不足，混凝土振搗時(shí)

11、碰觸波紋管導(dǎo)致其偏位。波紋管位置與設(shè)計(jì)位置偏差時(shí)，理論伸長(zhǎng)量發(fā)生變化，若位置偏差較大，則會(huì)引起鋼絞線(xiàn)伸長(zhǎng)率超標(biāo)。因此，在波紋管安裝時(shí)，定位要準(zhǔn)確，技術(shù)員在放樣過(guò)程中要嚴(yán)格控制，用多種測(cè)量方法相互校核，如：測(cè)量波紋管與梁底的相對(duì)高差與波紋管的絕對(duì)高差相互校核；橋規(guī)中規(guī)定了管道的允許偏差：梁長(zhǎng)方向30mm，梁高方向10mm，管道間距10mm（同排及上下層）。定位后，防止施工中移位，要求波紋管定位鋼筋要有一定的密度，定位筋要綁扎牢固，一般直線(xiàn)段定位筋間隔距離1m，曲線(xiàn)段間隔0.5m，在個(gè)別轉(zhuǎn)角很大或波紋管容易移位的地方還要加密定位筋。另外在混凝土澆筑施工中還要保護(hù)好措施，防止過(guò)分的振搗。（2）波紋管

12、保護(hù)：施工中由于波紋管漏漿，在張拉過(guò)程中引起應(yīng)力集中，會(huì)使鋼絞線(xiàn)實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量出現(xiàn)偏差，嚴(yán)重的甚至?xí)逛摻g線(xiàn)斷絲；因此在施工中要格外注意保護(hù)波紋管，防止漏漿的現(xiàn)象。A:波紋管的接頭要處理好，可使用略大的波紋管來(lái)處理波紋管接頭，并用密封膠仔細(xì)涂抹；B：施工中使用較多的是鐵皮波紋管和塑料波紋管，施工中鋼筋的焊接對(duì)兩種波紋管都有極大的威脅，因此在焊接波紋管周?chē)摻睿貏e是波紋管上方鋼筋是，要使用木板等遮擋波紋管，防止電焊灼傷；C：鋼絞線(xiàn)穿束過(guò)程極易損傷波紋管，在穿束過(guò)程中應(yīng)在鋼絞線(xiàn)端頭套上橡膠保護(hù)套，或使用柔軟的材料包裹鋼束；穿束過(guò)程中要?jiǎng)蛩佟⒂昧鶆颍屑蓮?qiáng)拉硬扯；D：在混凝土澆筑前要仔細(xì)

13、檢查波紋管是否有孔洞，對(duì)損傷的波紋管要進(jìn)行修補(bǔ)。（3）鋼絞線(xiàn)扭曲、纏繞。鋼絞線(xiàn)在管道內(nèi)扭曲，張拉時(shí)管道內(nèi)鋼絞線(xiàn)受力不均勻，部分鋼絞線(xiàn)松弛未受力或受力未達(dá)到控制應(yīng)力要求，伸長(zhǎng)量不足。因此在鋼絞線(xiàn)穿束時(shí)應(yīng)在整束鋼絞線(xiàn)一起，盡量不使用單根鋼絞線(xiàn)穿束的方式；鋼束間隔3-5m使用鐵絲或橡膠帶綁扎。（4）鋼絞線(xiàn)是強(qiáng)度高脆性大的材料，因此在鋼絞線(xiàn)的整個(gè)存放及施工過(guò)程中都要防止鋼筋線(xiàn)被電焊灼傷、硬物刮傷、明火燒死，同時(shí)要特別注意鋼絞線(xiàn)不能用作通電或接地，防止電弧燒傷。鋼絞線(xiàn)下料切割時(shí)應(yīng)使用砂輪機(jī)切割，忌使用氬弧切割。（5）錨墊板安裝傾斜。錨墊板安裝傾斜時(shí)，錨墊板與鋼絞線(xiàn)延伸方向不垂直，在張拉時(shí)錨墊板偏心受力，

14、引起應(yīng)力集中，不但容易導(dǎo)致錨墊板周?chē)砰_(kāi)裂，而且會(huì)加大鋼絞線(xiàn)與波紋管道的摩阻力，使鋼束受力不均勻，實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)量偏小。嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)斷絲、鋼絞線(xiàn)彈出等危險(xiǎn)；因此在錨墊板安裝時(shí)一定要注意角度。（二）滑絲1、夾片質(zhì)量不合格。夾片進(jìn)場(chǎng)的時(shí)候未經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，夾片強(qiáng)度達(dá)不到要求，張拉時(shí)夾片破裂，會(huì)出現(xiàn)滑絲現(xiàn)象1、夾片絲口磨損或未清理干凈。2、當(dāng)夾片絲口出現(xiàn)磨損或絲口上粘有雜物時(shí)，夾片與鋼絞線(xiàn)無(wú)法緊密咬合，易出現(xiàn)滑絲現(xiàn)象。若工具夾片出現(xiàn)滑絲現(xiàn)象，在張拉過(guò)程中則會(huì)出現(xiàn)夾片崩出現(xiàn)象；若工作夾片出現(xiàn)滑絲現(xiàn)象，在張拉完畢回油時(shí)，會(huì)造成鋼絞線(xiàn)回縮，預(yù)應(yīng)力損失。因此在施工中要嚴(yán)格檢查夾片的絲口，特別是工具夾片在長(zhǎng)期使用后，應(yīng)

15、及時(shí)更換。3、鋼絞線(xiàn)粘有油污，夾片與鋼絞線(xiàn)無(wú)法精密咬合，容易出現(xiàn)滑絲現(xiàn)象。因此在鋼絞線(xiàn)存放期間、下料過(guò)程中均要防止油污，在穿束后也需使用土工布或波紋管包裹保護(hù)。4、切割錨頭鋼絞線(xiàn)時(shí)留的長(zhǎng)度太短，或未采取降溫措施。封錨時(shí)切割鋼絞線(xiàn)要保證鋼絞線(xiàn)外露長(zhǎng)度不小于3cm，及時(shí)采取降溫措施。（三）斷絲當(dāng)張拉到一定噸位后，發(fā)現(xiàn)油壓突然回落，加壓后又回落，那說(shuō)明可能發(fā)生了斷絲現(xiàn)象。引起斷絲的原因鋼絞線(xiàn)損傷和局部應(yīng)力集中。其實(shí)斷絲現(xiàn)象是伸長(zhǎng)量不合標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)重表現(xiàn)，其原因基本與之相同，在此不再贅述。此外在預(yù)應(yīng)力張拉前可通過(guò)抽拉、通水等方式檢驗(yàn)波紋管是否通暢，防止漏漿或混凝土漏入卡死鋼絞線(xiàn)而進(jìn)行盲目張拉出現(xiàn)斷絲。（四

16、）混凝土開(kāi)裂 出現(xiàn)混凝土開(kāi)裂的主要原因是混凝土強(qiáng)度不足、彈性模量不足、及不密實(shí)。強(qiáng)度不足及彈性模量不足可通過(guò)嚴(yán)格執(zhí)行“雙雙控”中的第一個(gè)“雙控”來(lái)避免即張拉時(shí)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上（或設(shè)計(jì)具體要求），齡期不小于7天。對(duì)于混凝土不密實(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1、錨墊板后部混凝土受力集中，因此設(shè)計(jì)上一般都會(huì)設(shè)置加密鋼筋網(wǎng)片和螺旋筋，所以在該部分混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)準(zhǔn)備小直徑（3CM）振搗棒進(jìn)行振搗，確保混凝土振搗密實(shí)。2、張拉前通過(guò)敲擊等方式檢驗(yàn)錨后混凝土是否密實(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)混凝土不密實(shí)，切不可盲目張拉，一定要采取措施修復(fù)或補(bǔ)強(qiáng)后方可進(jìn)行張拉。除以上混凝土開(kāi)裂的原因外，施工中還要注意錨下鋼筋網(wǎng)、螺旋筋的安

17、裝要足量、位置準(zhǔn)確；在波紋管轉(zhuǎn)角較大處、梁中處可設(shè)置放崩鋼筋并按圖進(jìn)行安裝。值得注意的是，在某些特殊結(jié)構(gòu)中，單束鋼絞線(xiàn)的根數(shù)過(guò)多，而錨下混凝土截面積過(guò)小時(shí)，應(yīng)增加錨后鋼筋網(wǎng)的設(shè)置，必要時(shí)驗(yàn)算局部混凝土在張拉過(guò)程中集中受力的情況，防止設(shè)計(jì)的疏忽而帶來(lái)預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量問(wèn)題。張拉過(guò)程中的張拉順序不當(dāng)也會(huì)引起混凝土開(kāi)裂，正確的張拉順序是先張拉距離構(gòu)件形心近的鋼束，再逐步張拉離形心遠(yuǎn)的，對(duì)稱(chēng)張拉，這樣做的目的是防止張拉時(shí)的不均勻應(yīng)力對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生偏心力矩過(guò)大而使構(gòu)件混凝土開(kāi)裂。（五）壓漿不飽滿(mǎn)預(yù)應(yīng)力施工后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行壓漿，橋規(guī)規(guī)定壓漿必須在張拉完成后48小時(shí)內(nèi)完成。漿液的強(qiáng)度要求是與混凝土強(qiáng)度相等，最小不宜小于40MPa；壓漿時(shí)間控制在漿液拌制的40分鐘內(nèi)，壓漿壓力