鄭申申 王楷飛

一、前言

混凝土是脆性材料，抗壓強度很高，但抗拉/抗彎強度較低。普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如梁、板，一般處于受彎狀態(tài)，往往鋼筋還沒有承受很大彎拉應力，混凝土受彎區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)裂縫，甚至可能使鋼筋暴露進而銹蝕。因此，普通鋼筋混凝土的梁板結(jié)構(gòu)中，鋼筋的承載能力遠遠沒有發(fā)揮出來。預應力混凝土是為了彌補混凝土過早出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，在構(gòu)件使用之前，預先給混凝土一個預壓力，即在混凝土的受拉區(qū)內(nèi)，用人工加力的方法，將鋼筋進行張拉，利用鋼筋的回縮力，使混凝土受拉區(qū)預先受壓力。預壓應力用來減小或抵消荷載所引起的混凝土拉應力，從而將結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拉應力控制在較小范圍，甚至處于受壓狀態(tài),以推遲混凝土裂縫的出現(xiàn)和開展，從而提高構(gòu)件的抗裂性能和剛度，對大跨度和重荷載結(jié)構(gòu)有著明顯的優(yōu)越性。因此，在橋梁建設施工中采用預應力結(jié)構(gòu)，對于提高橋梁建設質(zhì)量具有重要意義。本文結(jié)合二級壩樞紐溢流壩交通橋工程，從事前、事中、事后對后張法預應力張拉質(zhì)量控制進行論述，以供技術(shù)人員參考。

二、張拉前質(zhì)量控制

（一）人員控制

預應力混凝土施工工藝較為復雜，對操作工人要求高，施工前對所有參加橋板預應力施工操作人員進行學習培訓非常必要，所有人員必須經(jīng)項目部考核合格后才能上崗。項目部技術(shù)負責人組織編制技術(shù)方案、作業(yè)指導書，對所有技術(shù)人員進行技術(shù)交底，所有人員應在清楚張拉施工控制要點和質(zhì)量控制措施的前提下投入施工。

（二）原材料質(zhì)量控制

后張法預應力張拉所需材料較多，主要有鋼絞線、波紋管、錨具、夾片、錨墊板等，原材料質(zhì)量的好壞直接影響到張拉有效預應力是否能達到設計標準。因此，項目部采購和質(zhì)檢人員應清楚各材料設計標準和質(zhì)量要求，所有進場原材均應按照取樣批次進行抽檢，滿足要求后才能進場使用。

（三）張拉機械檢定

張拉用的千斤頂和油壓表應配套標定、配套使用，標定應在經(jīng)國家授權(quán)的法定計量技術(shù)機構(gòu)定期進行，標定時千斤頂活塞的運行方向應與實際張拉工作狀態(tài)一致。當千斤頂使用時間超過6 個月或張拉次數(shù)超過300 次，應進行重新標定。

三、張拉過程中質(zhì)量控制

（一）預應力筋及波紋管加工安裝

預應力管道的規(guī)格、尺寸應符合設計規(guī)定，且其內(nèi)橫截面積應不小于預應力筋凈截面積的2 倍，管道安裝應按設計規(guī)定坐標位置進行定位、安裝，實際操作中宜以橋板中心作為原點建立三維坐標系，結(jié)合設計所給坐標假想管道為空間中的一條曲線進行定位、控制，滿足安裝允許偏差后，采用定位鋼筋固定，使其能牢固地置于模板內(nèi)的設計位置，且在混凝土澆筑期間不發(fā)生位移。

預應力筋應當嚴格控制下料長度，在進行鋼絞線下料切斷時，為了避免熱損傷，應當將鋼絞線綁扎牢固后，采用切斷機或砂輪鋸等工具進行切斷。鋼絞線可在澆筑混凝土之前或之后穿入孔道，在鋼絞線穿束前將鋼絞線捋順、排好、扎牢，確保鋼絞線穿束質(zhì)量。

（二）張拉質(zhì)量控制

混凝土施工時現(xiàn)場應留置同條件試塊，待同條件試塊試壓強度達到設計規(guī)定且齡期滿足要求時，可以進行預應力張拉。為保證理論計算伸長量的準確，張拉前宜對不同類型的孔道進行至少一個孔道的摩阻測試，通過測試確定的u 值和k 值對設計張拉控制應力進行修正。預應力筋張拉時采用“雙控”方法，以應力控制為主，伸長值進行校核。實際伸長量與理論伸長量的差值應控制在±6%以內(nèi)。

根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTGTF50-2011），預應力筋的理論伸長值計算如下：

預應力筋的理論伸長值計算公式及參數(shù)：

式中：

Pp—預應力筋平均張拉力（N）；

L—預應力筋的長度（mm）；

Ap—預應力筋的截面面積（mm2）；

Ep—預應力筋的彈性模量（N/mm2）。

預應力平均張拉力計算公式及參數(shù)：

式中：

Pp—預應力筋平均張拉力（N）；

P—預應力筋張拉端的張拉力（N）；

k—從張拉端至計算截面的孔道長度（m）；

θ—從張拉端至計算截面的曲線孔道部分切線的夾角之和（rad）；

x—孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)；

μ—預應力筋與孔道壁的磨擦系數(shù)。

預應力筋張拉的實際伸長值△Ls計算如下：

式中：

△L1—從初應力至最大張拉應力間的實測伸長值（mm）；

△L2—初應力以下的推算伸長值（mm）。

張拉施工中，宜選擇兩端對稱進行張拉，保證千斤頂、錨墊板、限位板在同一條軸線上，采用分級張拉的方式，油壓上升的速度必須保持穩(wěn)定，并且鋼束受力必須均勻。預應力張拉時，應先調(diào)整到初應力，伸長值應從初應力時開始量測。張拉缸繼續(xù)延伸，兩端保持同步進行，達到設計張拉控制應力，與此同時保持持荷5min，對實際延伸量和理論伸長量進行核對，保證符合錨固要求。

四、張拉完成后質(zhì)量控制

預應力筋張拉錨固后，孔道應盡早壓漿，且應在48h 內(nèi)完成，否則應采取避免預應力筋銹蝕的措施。后張預應力孔道宜采用專用壓漿料或?qū)Ｓ脡簼{劑配制的漿液進行壓漿，為了使灰漿和鋼絞線更好地粘在一起，充滿孔道，壓漿料宜摻入低堿混凝土膨脹劑。壓漿時，每工作班留取3 組40mm×40mm×160mm 的試塊，標準養(yǎng)護28d，進行抗壓強度和抗折強度試驗，作為壓漿的質(zhì)量評定標準。

五、結(jié)語

綜上所述，后張法預應力張拉施工期間，需要從事前、事中、事后對其材料、安裝、張拉等方面進行施工控制，全方位科學地控制預應力施工質(zhì)量，積極從上述內(nèi)容中總結(jié)具體的施工要點，不斷提高預應力施工質(zhì)量，從而為后期橋梁安全、有效運行提供良好條件■