浅析桥梁张拉施工质量控制

摘要：本文作者分析了公路桥梁预应力砼结构施工中存在的几个问题，分析了预应力砼粱(板)预制安装施工过程中质量缺陷的原因，提出了相应的对策。

关键词：预应力；桥梁；张拉施工；质量控制

中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：

预应力张拉施工工艺相对较复杂，要求预应力结构施工的专业性强，而在实际施工中，各种原因引发梁(板)预应力施工过程等诸多质量问题。并

1 预应力空心板梁张拉过程出现纵向裂缝原因

预应力，即在混凝土结构没承载前就预先给一个挤压力，在受拉区内将钢材进行张拉，利用钢材的回缩力使混凝土预先受压，限制混凝土伸长，以充分发挥钢材抗拉能力强的潜力。由于预应力混凝土比普通混凝土提高了构件的抗裂度和刚度，增加了构件的耐久性，减轻构件自重，节约材料成本等优点，越来越多的桥梁采用了预应力结构的形式，由于增加了张拉工序，制作技术比钢筋混凝土复杂，出现质量缺陷的环节也多了，如何控制预应力混凝土张拉前后的质量也就成为预应力桥梁施工的关键。

1.1 先张法施工缺陷

先张法施工中，空心梁板在梁端放张后顶底板中部附近出现自两端向跨中延伸的1～2.5m长纵向裂缝现象较为多见，其原因主要为放张作业不规范造成，如采取单侧放张，采用乙炔一氧气切割放张．而且非对称、相互交错切割，使梁体单侧受力，导致梁端中部产生自梁端向跨中延伸的纵向裂缝。

1.2 后张法空心梁板在张拉过程中的缺陷

后张法空心梁板在张拉过程中，梁端也有出现类似先张法的纵向裂缝，甚至有的在张拉时发生梁端底板混凝土压裂破碎等现象。分析其原因：一是设计上对张拉时梁端混凝土局部应力集中考虑不周；二是张拉时，张拉顺序不当，张拉速度过快；三是梁体混凝土质量低劣、或张拉时间过早，以及锚垫板附近的混凝土不密实，导致梁端混凝土在张拉后出现碎裂。

2 张拉过程梁体侧向扭曲、梁端底部混凝土破碎原因

2.1 梁体产生侧向扭曲

腹板厚度一般仅为18～30cm，马蹄宽度约为40～60cm，马蹄部位预应力筋一般上下布置2排，每排水平布置2孔；第一孔张拉时，张拉侧向施加了预应力而受压，另一侧梁体必然受拉，加之梁长、腹板厚度薄、侧向自由度大，如果张拉时采取一次张拉到位，则导致梁体侧向扭曲。

2.2 T梁张拉后梁端底部混凝土破碎

T梁张拉后，梁体因预应力的作用产生反拱，梁端底部一方面承受因梁体反拱而产生的水平摩擦力，一方面承受粱体的全部自重，导致梁端混凝土在压应力作用下破碎。

3 造成损失过大的原因

3.1 预应力管道安装质量控制不严

管道位置偏差过大，或梁体浇筑过程中管道存在漏浆现象，致使σal过大，超过原估算值。

3.2 张拉龄期过早

现今梁的预制多采用早强剂或提高混凝土配置强度，梁体浇筑后4～5d混凝土强度就能达到设计强度的75％以上，有的甚至达到90％以上，而《公路桥涵施工技术规范》对龄期也未作明确要求，结果梁体混凝土浇筑4～5d后即开始张拉。在此龄期内混凝土的收缩和徐变并未完成，随着龄期的增加所引起的预应力损失σs6过大，且会导致张拉后梁体反拱度过大。

3.3 砂的级配不规范

先张法施工采用砂箱法放张工艺时，如选用砂的级配不好，砂的空隙率大，张拉后砂箱的压缩引起预应力损失偏大。

4 裂缝治理对策

预应力混凝土已是道路桥梁工程的主要结构材料，并且，我国预应力混凝土桥梁发展很快，无论在桥型，跨度以及施工方法与技术方面都有突破性发展，同时，道路桥梁预应力张拉施工也出现了一些问题，因此，必须进行施工质量控制。

4.1 先张法施工缺陷治理措施

均匀放张，多根整批预应力筋放张，宜采用砂箱法或千斤顶法。用砂箱放张时，放张速度应均匀一致；用千斤顶放张时，放张宜分数次完成；单根钢筋采用拧松螺母的方法放张时，宜先两侧后中间，严禁切割放张。

4.2 后张法空心梁板张拉缺陷治理措施

针对后张法空心梁板在张拉过程中产生缺陷的原因，可采取如下对策：

4.2.1 梁端布筋设计应充分考虑张拉时产生的局部应力集中，增加横向分布钢筋数量或螺旋筋，适当增加封锚端和梁端混凝土的几何尺寸。

4.2.2 预应力筋张拉顺序应符合设计要求，当设计未规定时，宜采取分次、逐级对称张拉。张拉时，均匀加载，不宜过快，以尽可能减小张拉过程出现局部应力集中。

4.2.3 严格粱(板)混凝土浇筑时的施工控制，确保梁(板)混凝土浇筑质量，特别要加强对锚垫板后的混凝土振捣。张拉前，应检验梁体是否符合质量标准要求；张拉时，混凝土强度应达到设计要求；设计无规定时，以不低于设计强度值的95％为宜。

5 张拉过程梁体侧向扭曲、梁端底部混凝土破碎治理对策

5.1 梁体产生侧向扭曲问题治理措施

张拉过程梁体产生侧向扭曲宜采用分次逐级对称张拉，第一次张拉时，逐孔预应力施加至50％的张拉控制应加σcom。张拉顺序第一次为左右侧对角线交叉进行，因马蹄宽度小，位置不够，只能逐孔张拉。第一孔张拉至50％的σcom后拆下千斤顶，移至第二孔张拉，以次类推；第二次张拉时按第一次张拉顺序逐孔张拉到80％σcom；第三次张拉时按前二次张拉顺序逐孔张拉到100％σcom。实践证明，采取这种方法，可以有效地解决侧向扭曲问题。

5.2 T梁张拉后梁端底部混凝土破碎问题治理措施

针对T梁张拉后梁端底部混凝土破碎原因，可采取以下措施：

5.2.1 在梁体预制的底模端部设置一块长约lm、厚约2～3cm的橡胶板，梁体张拉后，橡胶板受压变形，受压面积增大，梁端混凝土承受的集中压应力随之减小，梁端底部混凝土完整不破碎。

5.2.2 梁体预制时在梁端底部设置梁长方向约20cm、竖向约10cm的倒角，有效地增大了张拉后梁端底部的受压面积。

6 预应力损失过大治理对策

严格按照有关规范组织施工，加强预应力材料检验和各工序的质量控制。避免因预应力材料不合格或施工行为不规范而造成预应力损失过大，严格控制梁体混凝土龄期。梁体张拉前，除对梁体混凝土强度有要求外，对龄期也应进行控制，避免过早张拉。减少混凝土收缩和徐变引起的预应力损失和梁体反拱度过大。最后．采用级配良好的石英砂。先张法施工采用砂箱法放张工艺时，宜采用级配良好的石英砂，预应力施加后砂箱的压缩值不应大于0.5mm，装砂量为砂箱长度的1/3～2/5。

7 预应力施工中需要注意的其它问题

7.1 伸长量计算

理论伸长量和实际伸长量计算时，应考虑千斤顶的预应力筋的工作长度。张拉过程中千斤顶的工具锚锚住预应力筋使其伸长，量测到的伸长量实际包括了千斤顶内工作长度部分的伸长量；有些技术人员在计算理论伸长量时疏忽了千斤顶内工作长度的伸长量，而在实际量测的伸长量数值中，却已经包括了工作长度的伸长量，导致计算的伸长量误差超过+6％；相反，若计算理论伸长量时考虑了工作长度的伸长量，而在实际量测伸长量时没有包括工作长度的伸长量，则可能导致伸长量误差超出-6％。另外，计算实际量测总伸长量时不应扣除预应力筋锚固阶段的回缩量。

7.2 张拉记录换算

有些施工人员概念不清，张拉施工记录时将油压表读数与张拉力混为一谈。张拉过程中σ0时的张拉力常用2倍的σ0时的油压表读数代替，且张拉控制应力σ con对应的油压表读数．没有依据千斤顶与压力表配套校正校验报告给定的相应参数，而进行内插法换算。

7.3 张拉记录初应力伸长值推算

到目前为止，初应力的伸长值计算方法有四种：①直接量测法；②直接计算法；③间接计算法；④采用相邻级的伸长值。显然①、②、③不宜采用，第四种方法相对比较科学、准确、合理、规范。

7.4 预应力张拉设备的选择

张拉机具有：油压千斤顶、配套油泵和外接油管。

施加预应力所用的机具设备及仪表应由专人使用和管理，并应定期维护和校验。千斤顶必须连同配套用的油泵、油管和压力表一起同时标定。以确定张拉力与压力表之间的关系曲线，校验应在经主管部门授权的法定计量技术机构定期进行。张拉机具设备应与锚具配套使用，并应在进场时进行检查和校验。对长期不使用的张拉机具设备，应在使用前进行全面校验。当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。弹簧测力计的校验期限不宜超过2个月。

8 结束语

桥梁预应力技术之所以得到快速的推广应用是因其用途最为广泛。但预应力张拉施工工艺相对较复杂，施工工艺专业性要求高，还需要结合工程实践，不断总结经验，使其更好地服务于建设工程的需要。

参考文献：

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[3] 方黎君.影响预应力张拉锚固体系质量因素及常见故障探讨[J].科技资讯.2011，（17）.