浅谈桥梁工程后张法预应力施工质量控制-论文发表__墨水学术,论文

所属栏目：推荐论文发布时间：2011-02-25浏览量:149

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　　浅谈桥梁工程后张法预应力施工质量控制
　　周育任
　　（重庆市万州区建设工程质量监督站重庆万州404000）
　　摘要：文章围绕梁式桥梁施工中采用后张法施加预应力常见质量问题，分析了具体原因，并提出了相应的质量控制对策。
　　关键词：桥梁后张法质量控制
　　1引言
　　在梁式桥的箱梁或T型梁施工中，大多采用后张法预应力施工，如果预应力施工不正确、施工过程不规范，将会对桥梁的结构造成非常大的危害，因此，加强构件的质量控制，确保预应力施工质量是保障桥梁安全、满足结构耐久性和设计寿命的关键。
　　2预应力施工的常见质量问题及其危害
　　2.1张拉控制应力σcon的控制不力
　　如果σcon小，预加应力水平小，梁体易开裂，影响结构正常使用；如果σcon大，永久荷载大，徐变和反拱度大，受拉区抗裂性能降低，也影响结构正常使用。
　　张拉控制锚固应力值有100％σcon、103％σcon、105％σcon，施工中随意选定一个值作为张拉锚固控制值；使用廉价不合格产品，致使锚具滑丝、钢绞线强度不够断丝；预应力张拉时未按“双控”控制（应力与延伸量双控、张拉强度与混凝土龄期双控）。这都达不到设计预应力的要求，对桥梁的安全性造成危害。
　　2.2张拉端未按要求进行张拉
　　如设计要求张拉按两端进行张拉，但施工单位以场地限制、设备不足为由擅自改为一端张拉；或本应两端张拉却为节约设备、缩短施工时间，擅自改为一端张拉，都会使实际预应力难以达到设计要求，影响结构正常使用。
　　2.3灌浆不密实
　　灌浆施工时不认真检查孔道，水泥浆不按规定顺序拌合，不严格计量，导致水泥浆稠度较小，不按顺序灌浆，压力不足，两次灌浆间隔时间过短，未见孔道溢浆便匆匆封锚。灌浆不密实，易使预应力筋锈蚀，降低使用寿命，使预应力筋不能和混凝土共同工作，降低结构安全性，容易出现重大质量事故。
　　3预应力施工质量控制对策
　　3.1严把预应力钢筋和锚具质量关
　　预应力钢筋有钢丝、钢绞线、精轧螺纹钢筋和预应力管道，目前，工程中使用最多的是钢绞线。钢绞线进场时，应有质保书或试验报告单，使用前，一定要按规范的要求进行外观和力学性能的检测。钢绞线复检按不得大于60吨为一检验批，且不少于3盘，在见证取样下进行抗拉强度、弯曲和伸长率复检，经检验合格，符合《预应力混凝土钢绞线》GB/T5224的规定，方可使用。预应力管道的质量要求应符合《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008和《预应力混凝土用金属螺旋管》JG/T3013的有关规定。
　　锚具材料的优劣，热处理工艺的好坏直接影响锚具的可靠性和结构的安全。使用前，锚具、夹片按不超过1000套为一检验批进行外观和硬度、静载锚固性能试验检查，连接器不超过500套为一检验批，结果应符合《预应力筋锚具、夹具和连接器》GB/T14370和《预应力筋锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85的规定。其校检应按综合复检，其锚具效率系数（锚具效率系数=实测极限拉力/预应力钢材计算拉力之和）不应低于95%，复检合格方可使用。
　　3.2做好后张法预应力张拉前的准备工作
　　3.2.1构件检查、清理
　　施加预应力前，对混凝土构件进行外观、尺寸和强度检查，其质量应符合标准要求，锚具、锚垫接触板面上的焊渣、混凝土残渣等要清除干净；
　　3.2.2预留孔道位置的检查
　　制孔的方法主要有预埋孔道法和抽芯管法，因波纹管具有质量轻、刚度好、弯折方便、连接简单，摩阻系数小、与混凝土粘接性好等优点，现施工中多采用预埋波纹管。波纹管使用前应对其外观、尺寸、集中荷载作用下的径向刚度、荷载作用后的抗渗漏及抗弯曲渗漏进行检验；在管道形成方面应注意以下问题：波纹管要与垫板垂直；波纹管内横截面至少是预应力筋净截面积的2.0～2.5倍；垫板喇叭口处应没有毛刺；连接时只#p#副标题#e#允许接管外露，不允许被接管外露；管道间的连接与喇叭口应确保密封性。穿束前应检查锚垫板和孔道的位置是否正确，灌浆孔和排气孔应满足施工要求，孔道内应通畅，无水分和杂物。
　　3.2.3预应力筋和锚夹具的检验
　　预应力筋穿入孔道前，应检查其品种、规格、长度、外观和有关的力学性能试验报告，钢绞线的下料长度等于孔道净长加构件两端的预留长度，防止穿束时钢绞线的缠绕；对锚夹具进行外观检查，看有无裂缝、变形或损伤情况，检查力学性能报告。
　　3.2.4张拉设备的选用和校验
　　根据构件特点、所用预应力筋及锚具的类型、张拉力大小等，选择合适的张拉设备，主要是选择张拉设备的吨位、行程、压力表的规格。将选用的油压千斤顶、高压油泵和油压表按规范的标准进行配套校验，对所用的油压千斤顶、高压油泵和油压表、连接管路等要进行试车检验，如发现有漏油和不正常的情况，要查明原因，及时排出。
　　3.2.5张拉顺序、方向、方式的确定
　　应根据设计计算书和设计图来确定，如设计未明确，按规范的要求确定。
　　3.3准确控制张拉应力
　　强制性条款规定，预应力筋的张拉控制应力必须符合设计规定。预应力筋张拉前应核查混凝土强度是否符合设计要求，设计无规定时，规范要求不得低于设计强度的75％，且应将限制位移的模板拆除后，方可进行张拉。准确控制张拉应力，必须首先准确计算预应力筋的理论伸长值、实际伸长值和准确量测实际伸长值。
　　张拉前应根据设计要求对孔道的摩阻损失进行实测，以便准确确定实际张拉应力，并确定预应力筋的理论伸长值。如实测孔道摩阻值大于设计值时，应用实测摩阻值重新计算理论伸长值，当孔道为直线且不考虑局部偏差的摩阻；预应力筋的弹性模量取值应提前测试，根据实测值进行计算。
　　预应力筋的控制应力应符合设计要求，且不宜超过规范规定的最大张拉应力。
　　实际伸长值的计算及量测方法：预应力筋张拉前，应调整到初应力σ。（一般可取控制应力的10﹪～25﹪）再开始张拉和量测伸长值。实际伸长值除张拉时量测的伸长值外，还应加上初应力时的推算伸长值，对后张法尚应扣除混凝土构件在张拉过程中产生的弹性压缩值。
　　张拉预应力筋选用的锚具采用OVM等自锚体系时，实测伸长值是通过量测千斤顶活塞行程而得，活塞行程反映了工具锚夹片位移，因而也包含了千斤顶内部钢绞线的延伸，该延伸值在计算实测值时应剔除。张拉时油压表读数很粗略，难以读准，操作难以监测，不易规范，而伸长值校核则综合反映了张拉力是否足够、孔道摩阻情况、预应力筋是否正常。张拉时一定要及时将伸长值偏差调整到允许范围内，设计无规定时，规范要求实际伸长值与理论伸长值之差应控制在6％以内，而仅将伸长值记录下来作为验收资料是不够的。因此，预应力筋用应力方法控制张拉时，应以伸长值进行校核，严格控制延伸量。
　　3.4正确选定张拉顺序、方向、方式
　　预应力钢筋的张拉顺序应按设计规定进行，若无规定时，应综合以下两方面核算确定：其一避免张拉时构件截面呈过大的偏心受力状态，应使已张拉的合力线处在受压区内，边缘不产生拉应力；其二应计算分批张拉的预应力损失值，分别加到先张拉的钢筋控制应力值σ内，但σ不能超过有关规定，否则应在全部张拉后进行第二次张拉，补足预应力损失。按“尽可能不使混凝土产生过大的拉应力”原则确定，先张拉靠近截面形心轴的钢筋束，当多排时，可采取分批、分阶段对称张拉，宜先中间，后上、下或两端。规范要求：预应力筋张拉端的设置，应符合设计要求，当设计无规定时，曲线预应力筋或长度大于25米的直线预应力筋，宜两端张拉；长度小于25米的直线预应力筋，可在一端张拉。一端张拉与两端张拉管道内预应力筋实际应力建立值和延伸量是有差别的，曲线预应力筋或长#p#副标题#e#度大于25米的直线预应力筋，孔道摩阻较大，一端张拉摩阻朝一个方向作用，则跨中至固定端实际预应力难以达到设计要求；对于短直束（长度小于25米），虽然锚具变形、钢筋回缩等造成的预应力损失受管道反摩阻的影响会沿构件长度方向逐渐减小，但其影响程度会超过跨中，两端张拉反而会对跨中造成两次预应力损失。因此，设计要求一端张拉的，则应一端张拉。若必须改用两端张拉，则应先将一端锚固，另一端补足应力后再锚固。
　　3.5正确确定张拉程序
　　后张法预应力筋张拉程序应按《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2—2008）表8.4.8-1要求的程序进行张拉，严格按预应力筋材料的不同种类和不同锚具类型正确确定张拉锚固控制值。两端同时张拉时，两端千斤顶升降压、画线、测伸长、插垫等工作应一致。张拉过程中，应尽量减小力筋与孔道摩擦，以免造成过大的应力损失或使构件出现裂缝、翘曲变形。当出现滑丝、断丝、夹片碎裂、反拱值异常、构件侧弯、出现裂缝等异常现象，必须做好记录，停止研讨后再妥善处理。
　　3.6灌浆的质量控制
　　灌浆前一定要检查孔道是否堵塞、漏浆，连接器安装是否牢固，压力机具是否正常，外加剂掺入量、水泥标号和强度、水泥浆稠度、气温等。砂浆的拌合先放水后放水泥，拌合时间不少于1分钟，砂浆过筛后存放于储浆桶内，仍要低速搅拌，并经常保持足够数量以保证每根管道能一次连续完成，自调制到压入管道的间隔时间不得超过40min。孔道压浆顺序先下后上，要将集中在一处的孔一次压完，压浆管道长度不宜超过25m，当需要超过30m时，应提高压力100-200KMa；灌浆时间宜早，以免高应力下钢丝锈蚀；压浆宜分两次进行，每一孔道宜于两端先后各压浆一次，两次的间隔时间以达到先压注的水泥浆充分泌水又未初凝为度，一般宜为30-45min，压浆应达到孔道另一端饱满和出浆，并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止；灌浆完成后，要从检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实，应及时处理和纠正。封锚要及时，为防止生锈积水，封锚前先用环氧沙浆涂抹锚具，并加强养护。为了提高灌浆的密实效果，提倡真空灌浆，从而使孔道压浆达到饱满而密实的效果。
　　4.结语
　　预应力施工是现代桥梁施工中的关键内容，只有通过严格的材料检验、正确的操作方法和严格的施工工艺，才能达到较高的施工质量。预应力施工质量的好坏决定桥梁工程结构的安全性能，对满足设计使用寿命、提高桥梁的耐久性、减少或杜绝桥梁重大质量事故都具有重要的意义。
　　参考文献：
　　[1]中华人民共和国行业标准《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2—2008），2009；
　　[2]交通部第一公路工程公司《公路施工手册：桥涵（下）》，人民交通出版社，2009；
　　[3]顾生，浅谈桥梁预应力施工，建材与装饰，2008，No.2，130-131；
　　[4]曹友良，预应力混凝土结构后张法施工质量通病与防治措施，中国新技术新产品，2009，No.14，60-61；
　　作者简介：高育任（1963—），男，高级工程师，长期从事市政工程质量监督工作。