论文部分内容阅读
摘要：为克服普通混凝土结构中混凝土与钢筋相比抗拉强度低、受拉极限应变小的主要弱点，使构件能很好地控制裂缝出现、提高承载能力、增加整体刚度，目前在大跨度桥梁结构中普遍使用预应力混凝土结构。而预应力张拉控制的目的，就是将预应力施工过程中可能出现的应力损失控制在允许偏差范围内，使应力按设计意图传递和分配。本文就预应力施工的控制要点结合预应力施工中常见的问题进行分析和论述。
关键词：预应力 质量控制 常见问题
Abstract：In order to overcome the ordinary concrete structure concrete with steel reinforcement as compared to low tensile strength, ultimate tensile strain small 's main weakness, so that the member can well control the cracks, improve the bearing capacity, increasing the overall rigidity, present in large span bridge structures commonly used in prestressed concrete structure. The prestressing control purposes, is in the construction process of prestressed possible control of stress loss in within the allowable deviation, the stress transfer and distribution according to the design intention. The prestress construction control points combined with the prestressed construction of common problems were analyzed and discussed.
Keywords：Prestressed Quality control Common problem
中图分类号：TU71文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
1.预应力施工质量控制要点
1.1预应力张拉准备阶段
1.1.1 施工现场应具备经批准的张拉程序、预应力准备数据、现场施工说明和安全施工操作规程，并设置明显的标志标牌；
1.1.2预应力张拉前混凝土强度必须符合设计要求，设计无规定时不得低于设计强度的70%； 1.1.3检查张拉机具设备是否标定合格，张拉时千斤顶和油压表必须配套使用；
1.1.4检查锚垫板、工作锚、夹片、限位板安装是否配套，防止由于不配套使用造成质量事故；
1.1.5锚具安装位置要准确，锚垫板、锚环、限位板、千斤顶、工具锚的安装中心线要与孔道中心线重合；
1.1.6检查预应力钢铰线，保证它们在管道内自由移动，防止发生扭转增大摩阻力；
1.1.7通讯工具要准备齐全，以保证在张拉过程中及时沟通，确保张拉同步；1.1.8安全防护设施要到位，施工前要进行技术、操作要点、安全等交底，并落实到每一位操作人员。
1.2预应力张拉过程中控制
1.2.1 预应力筋的张拉控制应力应符合设计要求，严禁超张，预应力张拉以应力控制为主，用伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值偏差应控制在±6%以内;
1.2.2张拉预应力时应始终保持对称、同步；
1.2.3张拉过程中应注意是否有异常情况发生，譬如：异常响动、千斤顶漏油、读书异常、滑丝断丝等，发生异常后应暂停张拉分析原因，待排除问题后方可继续张拉；
1.2.4张拉时千斤顶前方严禁站人，防止发生安全事故；
1.2.5张拉到设计控制应力后应持荷2分钟，待计算合格后方可进行锚固；锚固完毕并经检验合格即可切割多余的钢铰线，严禁用电弧焊切割，强调用砂轮机切割。切割完成后钢铰线外露长度不宜小于30mm；
1.2.6张拉过程中应认真记录数据，仔细计算，当发生异常情况时可作为分析依据；
1.2.7 张拉完成后应尽快压浆，防止钢铰线生锈。
2.预应力施工常见问题分析
2.1 张拉程序的确定
《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000）规定，张拉程序为0→初应力→δcon，持荷2min锚固（后张法，夹片式具有自锚性能的锚具，低松驰力筋）。在施工实践中，张拉程序推荐为：0→δ初→2δ初→50%δcon（→80%δcon，如果发生倒顶）→δcon，持荷2min锚固。根据施工经验，对于程序中δ初的取值，如果束长小于20m，可以取10%δcon；对于长束，则应取15%δcon，以减小初应力取值对伸长值计算的影响。程序中50%δcon和80%δcon两次是中间数值校核点，加压过程可不停滞，但要准时读数，以便及时发现张拉中可能出现的问题，也可保证在出现问题后有放张处理的余地。在张拉过程中，应对构件对称地施加应力，从中间向两边对称张拉。有条件时，同时张拉的钢束越多，越能消除第4种应力损失δl4的影响。
2.2 张拉过程中发生响动
张拉过程中的响动可能由三方面的原因造成：一方面，可能是锚具、限位板、千斤顶的安装不到位，中心线不重合；另一方面，可能是钢束被混凝土浆粘结；最后，可能是发生了断丝。发生响动后，应立即停止张拉，查明原因。首先，应检查锚具安装；其次，检查是否发生了断丝；最后，再检查是否是混凝土浆粘结了钢束。若是锚具安装偏位造成响动，可放张的重新调整锚具安装位置后再进行张拉。若是发生了断丝，则应查明断丝的原因，在排除了钢束本身的材质问题后，应检查锚环、夹片、限位板是否配套，特别是限位板的槽深是否符合要求，限位板槽深不足是发生断丝的重要原因。查明原因后，或断丝数量在规范允许范围内，则可重新张拉，否则应更换发生断丝的钢绞线，若为单端张拉时则应使用单根连接器处理发生断丝的钢绞线。排除以上情况后，基本可确定是因混凝土浆粘结了钢束造成的响动。这时，应先检查张拉记录数据，看钢束的伸长值增长量与计算值是否相符。若张拉伸长量与计算值吻合，则可继续张拉，但要不断观察张拉情况并增加中间测量点，以判断张拉是否正常。若张拉伸长值与计算值相差较大，则应放张，并用钢丝探明混凝土粘结处，剔开波纹管，清除粘结混凝土，然后再正常张拉。
2.3锚后混凝土开裂
若在張拉过程中发生混凝土开裂，则应立即停止张拉并放张。预应力孔道压浆前发生的锚后混凝土开裂，亦应及时放张，待正确处理后再重新张拉。锚后混凝土开裂的主要原因有三个：一是混凝土养护不到位，导致锚后混凝土强度未达到设计值；另外是锚后加强筋设置不当，导致混凝土受过大的拉力；第三就是加强筋的保护层厚度不足，导致表层混凝土开裂。放张后，根据以上情况，将锚后开裂混凝土剔除，用高标号混凝土补强，并留制试件，待试件强度达到要求后再重新张拉。对于压浆后出现的混凝土裂缝，应由设计人员根据施工图和施工记录，认真分析原因，并提出处理意见。
2.4张拉伸长值与计算值相差过大
张拉伸长值偏差超出±6%时，直接导致预应力体系的建立与设计值不符，一部分的断面的应力分部会大于或小于设计值，会影响设计意图的实现，所以应及时分析原因，并有针对性的进行处理。
2.4.1当张拉伸长值超出偏差允许值后，应首先检查理论值计算、各记录点位应力值是否正确；然后检查张拉记录，看是否是记录出错，方法是分别取某两个量测应力点的记录值，计算出钢束伸长值后，与理论值相比较，如果与总体结果一致，则可判定记录无误，否则，则可能是记录出错。
在伸长值的量测过程中，初应力时的量测和记录要特别仔细认真，因为在实际伸长量的计算中，初应力的量测值两次参与计算，在短束张拉中，初应力时的量测值误差对张拉结果的影响非常大，可能影响到对张拉成果的判断。
2.4.2排除计算和记录出错的可能性之后，再排除张拉设备的问题，看张拉过程中是否存在工具锚和工具夹片处是否有滑丝现象；其次，观察油管及接头处是否有漏油的情况；再次，观察压力表指针在回油后是否正确回零；排除以上情况后，最后要对设备重新进行标定，并对比两次标定的结果，找出问题所在。
2.4.3排除以上原因后，问题的焦点基本集中在预应力孔道方面，一是孔道是否存在部分的堵塞或孔道壁粘有混凝土漿，这在伸长值偏小时经常发生；二是孔道发生了变化，部分孔道的定位不准、曲线段转角值不正确、金属波纹管发生了严重锈蚀、波纹管入锚垫板时不垂直等，都会导致张拉伸长值与理论值相差较大。对孔道方面的问题，首先应该排除的是混凝土堵塞的可能性，这一点可由张拉实测值与计算值对比，确定可能发生堵塞的部位，剔开波纹管后用钢丝探查，有条件的可用小型摄像探头直接观察。若是混凝土堵塞，则清除混凝土即可排除问题。若是因孔道锈蚀产生的摩阻变化导致的伸长值不足，则可通过处理孔道壁、适当使用水溶性润滑剂以改善孔道状况，达到张拉伸张值与理论计算值相符。应特别注意的是在压浆前应用水将孔道内残留的润滑剂冲洗干净，防止对以后预应力的建立产生影响。若是因孔道定位出现问题而导致的伸长值偏差过大，则应及时与设计人员联系，由设计人员根据实际情况，适当调整钢束，确保预应力体系的正确建立。
2.5关于超长束张拉
根据工程实践，在超长束的张拉中，要注意以下方面：
2.5.1长束和超长束的张拉中，张拉伸长值偏差大多在负偏差范围内并接近极限偏差；
2.5.2长束和超长束的张拉初应力值选取应偏大，一般取15%～20%δcon，以便在初应力时就能张紧钢束，确保后续张拉量测值能正确反映钢束的拉伸状况；
2.5.3长束和超长束的预应力孔道定位必须准确，特别是靠近张拉端的位置，张拉端位置的偏差过大，将对后段钢束的应力分布产生更大的影响，直接影响到预应力体系的建立。
2.6在张预应力施工方面还要注意以下几点：
2.6.1设计中不宜采用钢绞线根数多的粗束钢绞线，宜采用钢绞线根数少的细束钢绞线，即在保证应力分配的情况下，使用的钢束宜多而细。在施工中存在着不同程度的偏差，粗束钢绞线锚后应力集中，对施工的要求比较高，而且一旦在张拉中出现问题导致预应力体系建立不到位时，对整体结构的影响比较大；细束钢绞线在张拉过程中出现问题后，对整体结构的影响相对较小，处理方式也比较灵活方便。
2.6.2重视孔道压浆质量，尽快推广预应力孔道压浆的新技术和新工艺。虽然真空压浆技术并不能解决所有有粘结的后张预应力孔道压浆问题，但它也进一步提高了压浆密实度、减少了孔隙，应当全面推广，以减少因孔道压浆问题对梁体使用寿命的影响。
3.结束语
预应力张拉施工是现浇箱梁预应力体系建立、设计意图实现的关键工序，要做好预应力张拉，还应该从一开始就做好基础工作，做好钢筋骨架的固定、波纹管的安装、预应力筋复检、下料、锚夹具检验、张拉设备标定、张拉程序设计、张拉过程中认真操作、预应力孔道压浆等每一项工作，才能做出合格的桥梁工程。在实际施工中，我们不管遇到什么问题，只要我们掌握了正确的分析方法，认真合理地去分析，理解施工技术中的本质所在，问题就会得到正确解决。
参考文献：
[1]李继业.建筑工程施工实用技术手册[M ].北京:中国建筑工业出版社, 2007.
[2]徐维钧.桩机施工手册[M ].北京:人民交通出版社,2007.
[3]DBJ13- 59- 2004.建筑预应力混凝土管桩基础技术规程[S].
[4]史佩栋.桩基工程手册[M ].北京:人民交通出版社,2008.
关键词：预应力 质量控制 常见问题
Abstract：In order to overcome the ordinary concrete structure concrete with steel reinforcement as compared to low tensile strength, ultimate tensile strain small 's main weakness, so that the member can well control the cracks, improve the bearing capacity, increasing the overall rigidity, present in large span bridge structures commonly used in prestressed concrete structure. The prestressing control purposes, is in the construction process of prestressed possible control of stress loss in within the allowable deviation, the stress transfer and distribution according to the design intention. The prestress construction control points combined with the prestressed construction of common problems were analyzed and discussed.
Keywords：Prestressed Quality control Common problem
中图分类号：TU71文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
1.预应力施工质量控制要点
1.1预应力张拉准备阶段
1.1.1 施工现场应具备经批准的张拉程序、预应力准备数据、现场施工说明和安全施工操作规程，并设置明显的标志标牌；
1.1.2预应力张拉前混凝土强度必须符合设计要求，设计无规定时不得低于设计强度的70%； 1.1.3检查张拉机具设备是否标定合格，张拉时千斤顶和油压表必须配套使用；
1.1.4检查锚垫板、工作锚、夹片、限位板安装是否配套，防止由于不配套使用造成质量事故；
1.1.5锚具安装位置要准确，锚垫板、锚环、限位板、千斤顶、工具锚的安装中心线要与孔道中心线重合；
1.1.6检查预应力钢铰线，保证它们在管道内自由移动，防止发生扭转增大摩阻力；
1.1.7通讯工具要准备齐全，以保证在张拉过程中及时沟通，确保张拉同步；1.1.8安全防护设施要到位，施工前要进行技术、操作要点、安全等交底，并落实到每一位操作人员。
1.2预应力张拉过程中控制
1.2.1 预应力筋的张拉控制应力应符合设计要求，严禁超张，预应力张拉以应力控制为主，用伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值偏差应控制在±6%以内;
1.2.2张拉预应力时应始终保持对称、同步；
1.2.3张拉过程中应注意是否有异常情况发生，譬如：异常响动、千斤顶漏油、读书异常、滑丝断丝等，发生异常后应暂停张拉分析原因，待排除问题后方可继续张拉；
1.2.4张拉时千斤顶前方严禁站人，防止发生安全事故；
1.2.5张拉到设计控制应力后应持荷2分钟，待计算合格后方可进行锚固；锚固完毕并经检验合格即可切割多余的钢铰线，严禁用电弧焊切割，强调用砂轮机切割。切割完成后钢铰线外露长度不宜小于30mm；
1.2.6张拉过程中应认真记录数据，仔细计算，当发生异常情况时可作为分析依据；
1.2.7 张拉完成后应尽快压浆，防止钢铰线生锈。
2.预应力施工常见问题分析
2.1 张拉程序的确定
《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000）规定，张拉程序为0→初应力→δcon，持荷2min锚固（后张法，夹片式具有自锚性能的锚具，低松驰力筋）。在施工实践中，张拉程序推荐为：0→δ初→2δ初→50%δcon（→80%δcon，如果发生倒顶）→δcon，持荷2min锚固。根据施工经验，对于程序中δ初的取值，如果束长小于20m，可以取10%δcon；对于长束，则应取15%δcon，以减小初应力取值对伸长值计算的影响。程序中50%δcon和80%δcon两次是中间数值校核点，加压过程可不停滞，但要准时读数，以便及时发现张拉中可能出现的问题，也可保证在出现问题后有放张处理的余地。在张拉过程中，应对构件对称地施加应力，从中间向两边对称张拉。有条件时，同时张拉的钢束越多，越能消除第4种应力损失δl4的影响。
2.2 张拉过程中发生响动
张拉过程中的响动可能由三方面的原因造成：一方面，可能是锚具、限位板、千斤顶的安装不到位，中心线不重合；另一方面，可能是钢束被混凝土浆粘结；最后，可能是发生了断丝。发生响动后，应立即停止张拉，查明原因。首先，应检查锚具安装；其次，检查是否发生了断丝；最后，再检查是否是混凝土浆粘结了钢束。若是锚具安装偏位造成响动，可放张的重新调整锚具安装位置后再进行张拉。若是发生了断丝，则应查明断丝的原因，在排除了钢束本身的材质问题后，应检查锚环、夹片、限位板是否配套，特别是限位板的槽深是否符合要求，限位板槽深不足是发生断丝的重要原因。查明原因后，或断丝数量在规范允许范围内，则可重新张拉，否则应更换发生断丝的钢绞线，若为单端张拉时则应使用单根连接器处理发生断丝的钢绞线。排除以上情况后，基本可确定是因混凝土浆粘结了钢束造成的响动。这时，应先检查张拉记录数据，看钢束的伸长值增长量与计算值是否相符。若张拉伸长量与计算值吻合，则可继续张拉，但要不断观察张拉情况并增加中间测量点，以判断张拉是否正常。若张拉伸长值与计算值相差较大，则应放张，并用钢丝探明混凝土粘结处，剔开波纹管，清除粘结混凝土，然后再正常张拉。
2.3锚后混凝土开裂
若在張拉过程中发生混凝土开裂，则应立即停止张拉并放张。预应力孔道压浆前发生的锚后混凝土开裂，亦应及时放张，待正确处理后再重新张拉。锚后混凝土开裂的主要原因有三个：一是混凝土养护不到位，导致锚后混凝土强度未达到设计值；另外是锚后加强筋设置不当，导致混凝土受过大的拉力；第三就是加强筋的保护层厚度不足，导致表层混凝土开裂。放张后，根据以上情况，将锚后开裂混凝土剔除，用高标号混凝土补强，并留制试件，待试件强度达到要求后再重新张拉。对于压浆后出现的混凝土裂缝，应由设计人员根据施工图和施工记录，认真分析原因，并提出处理意见。
2.4张拉伸长值与计算值相差过大
张拉伸长值偏差超出±6%时，直接导致预应力体系的建立与设计值不符，一部分的断面的应力分部会大于或小于设计值，会影响设计意图的实现，所以应及时分析原因，并有针对性的进行处理。
2.4.1当张拉伸长值超出偏差允许值后，应首先检查理论值计算、各记录点位应力值是否正确；然后检查张拉记录，看是否是记录出错，方法是分别取某两个量测应力点的记录值，计算出钢束伸长值后，与理论值相比较，如果与总体结果一致，则可判定记录无误，否则，则可能是记录出错。
在伸长值的量测过程中，初应力时的量测和记录要特别仔细认真，因为在实际伸长量的计算中，初应力的量测值两次参与计算，在短束张拉中，初应力时的量测值误差对张拉结果的影响非常大，可能影响到对张拉成果的判断。
2.4.2排除计算和记录出错的可能性之后，再排除张拉设备的问题，看张拉过程中是否存在工具锚和工具夹片处是否有滑丝现象；其次，观察油管及接头处是否有漏油的情况；再次，观察压力表指针在回油后是否正确回零；排除以上情况后，最后要对设备重新进行标定，并对比两次标定的结果，找出问题所在。
2.4.3排除以上原因后，问题的焦点基本集中在预应力孔道方面，一是孔道是否存在部分的堵塞或孔道壁粘有混凝土漿，这在伸长值偏小时经常发生；二是孔道发生了变化，部分孔道的定位不准、曲线段转角值不正确、金属波纹管发生了严重锈蚀、波纹管入锚垫板时不垂直等，都会导致张拉伸长值与理论值相差较大。对孔道方面的问题，首先应该排除的是混凝土堵塞的可能性，这一点可由张拉实测值与计算值对比，确定可能发生堵塞的部位，剔开波纹管后用钢丝探查，有条件的可用小型摄像探头直接观察。若是混凝土堵塞，则清除混凝土即可排除问题。若是因孔道锈蚀产生的摩阻变化导致的伸长值不足，则可通过处理孔道壁、适当使用水溶性润滑剂以改善孔道状况，达到张拉伸张值与理论计算值相符。应特别注意的是在压浆前应用水将孔道内残留的润滑剂冲洗干净，防止对以后预应力的建立产生影响。若是因孔道定位出现问题而导致的伸长值偏差过大，则应及时与设计人员联系，由设计人员根据实际情况，适当调整钢束，确保预应力体系的正确建立。
2.5关于超长束张拉
根据工程实践，在超长束的张拉中，要注意以下方面：
2.5.1长束和超长束的张拉中，张拉伸长值偏差大多在负偏差范围内并接近极限偏差；
2.5.2长束和超长束的张拉初应力值选取应偏大，一般取15%～20%δcon，以便在初应力时就能张紧钢束，确保后续张拉量测值能正确反映钢束的拉伸状况；
2.5.3长束和超长束的预应力孔道定位必须准确，特别是靠近张拉端的位置，张拉端位置的偏差过大，将对后段钢束的应力分布产生更大的影响，直接影响到预应力体系的建立。
2.6在张预应力施工方面还要注意以下几点：
2.6.1设计中不宜采用钢绞线根数多的粗束钢绞线，宜采用钢绞线根数少的细束钢绞线，即在保证应力分配的情况下，使用的钢束宜多而细。在施工中存在着不同程度的偏差，粗束钢绞线锚后应力集中，对施工的要求比较高，而且一旦在张拉中出现问题导致预应力体系建立不到位时，对整体结构的影响比较大；细束钢绞线在张拉过程中出现问题后，对整体结构的影响相对较小，处理方式也比较灵活方便。
2.6.2重视孔道压浆质量，尽快推广预应力孔道压浆的新技术和新工艺。虽然真空压浆技术并不能解决所有有粘结的后张预应力孔道压浆问题，但它也进一步提高了压浆密实度、减少了孔隙，应当全面推广，以减少因孔道压浆问题对梁体使用寿命的影响。
3.结束语
预应力张拉施工是现浇箱梁预应力体系建立、设计意图实现的关键工序，要做好预应力张拉，还应该从一开始就做好基础工作，做好钢筋骨架的固定、波纹管的安装、预应力筋复检、下料、锚夹具检验、张拉设备标定、张拉程序设计、张拉过程中认真操作、预应力孔道压浆等每一项工作，才能做出合格的桥梁工程。在实际施工中，我们不管遇到什么问题，只要我们掌握了正确的分析方法，认真合理地去分析，理解施工技术中的本质所在，问题就会得到正确解决。
参考文献：
[1]李继业.建筑工程施工实用技术手册[M ].北京:中国建筑工业出版社, 2007.
[2]徐维钧.桩机施工手册[M ].北京:人民交通出版社,2007.
[3]DBJ13- 59- 2004.建筑预应力混凝土管桩基础技术规程[S].
[4]史佩栋.桩基工程手册[M ].北京:人民交通出版社,2008.