浅谈后张法预应力混凝土张拉工艺细节

摘 要：随着预应力混凝土的广泛应用，预应力混凝土张拉工艺也被重视起来。该文主要介绍后张法预应力混凝土张拉工艺，描述在设计和施工中应该注意的一些细节、张拉加长套的制作和适用条件以及张拉后出现问题的处理方法。

关键词：预应力张拉;张拉加长套;放张方式

中图分类号：TU378 文献标识码： A

前言

改革开放以来，随着建筑、交通行业的迅猛发展，混凝土的用量也随之增大。但是，普通混凝土容易出现裂缝，一旦混凝土开裂，混凝土的强度将会受到影响。预应力技术能避免混凝土出现裂缝。预应力是指给混凝土构件提前施加一个压应力，能有效防止混凝土因为拉应力而产生裂缝。预应力混凝土有先张法和后张法之分。顾名思义，先张法预应力混凝土就是先在张拉台座上张拉预应力钢绞线或钢丝，张拉完毕后浇筑混凝土，靠混凝土和钢筋之间的握裹力来实现预加压应力；后张法预应力混凝土是先浇筑混凝土，在混凝土中预留出管道，后张拉钢绞线，靠锚具来施加预压应力。下面主要介绍一下后张法预应力混凝土钢绞线张拉工艺细节。

1 后张法预应力混凝土张拉的步骤

1.1钢绞线束制作

一般都是分三步来完成，分为备料、下料、编束。但是，钢绞线在开盘后应检查外观，及时纠正钢绞线的乱盘、扭结等情况。如发现有裂纹、小刺、机械损伤、死弯、油迹等情况，应局部剪除，若发现有脆断、劈裂等情况则必须及时反映，并复验材质。穿束的顺序：由上向下、由里向外。穿束前钢绞线不得沾上油渍、泥土，并顺直、无死弯，穿束前对孔道用通孔器全程疏通，保证穿束顺利通过。穿束前应检查承压板及喇叭口周围及喇叭口内和压浆孔内的灰浆是否清除和畅通。穿束采用人工推送和卷扬机抽拉的方法，穿上部钢绞线束时，要配备辅助平台作业，核对孔道与钢束的编号。钢绞线穿入孔道后，两端伸出0.7m，用来后续工作张拉之用，一般设计上也应该给定一个参考范围，具体还得由施工单位的机具决定。

1.2张拉设备的选择

主要设备有穿心式千斤顶、电动油泵、张拉油表等。这里要注意以下几个问题：

⑴千斤顶和油表要定期进行标定，标定后一定要配套使用。

⑵标定结束后，先计算出千斤顶的校正系数，其校正系数=油表压力(MPa)×千斤顶活塞面积(mm2)/压力环压力(N)。规范规定，校正系数在1.0～1.05之间。

⑶根据张拉力(KN)与油压表读数(MPa)之间的线性关系，可得出相应的油压表读数。

1.3张拉

张拉前，要做准备工作。例如：安装张拉(专用)吊架、安装锚具、安装工作锚夹片、安装限位板、安装张拉加长套、安装工具锚夹片。下面主要介绍一下张拉加长套：

（1）安装张拉加长套主要是因为梁端张拉槽太深，安装完限位板后，再安装千斤顶张拉的时候，由于千斤顶直径大于张拉槽，造成梁端混凝土被压碎。

（2）张拉加长套制作的时候，材料的刚度和硬度要和千斤顶的吨位相适应，以防千斤顶张拉的时候把张拉加长套压坏，造成事故。

（3）张拉加长套的内径要适当大一些，避免在张拉的时候钢绞线和张拉加长套发生摩擦，产生张拉应力损失。

（4）张拉加长套制作时，和限位板接触的位置做个内槽（见张拉示意图），能直接卡到限位板上，在张拉时能避免限位板和张拉加长套发生滑移，进而阻止钢绞线和张拉加长套发生摩擦。

张拉示意图

（5）张拉步骤

1) 0――初应力，量测油缸伸长量与工具锚夹片外露量。

2) 张拉至控制应力σk时两端同时测量油缸伸长量与工具锚夹片外露量，并持压2min。

3) 对初张拉后的钢绞线进行补张，张拉至控制应力，并测量伸长值进行校核。

4) 计算钢绞线伸长量是否在理论伸长量的±6%之内，若不相符责分析原因提出有效措施并处理或退锚后重新张拉。

5) 持压2min过程中若油压略有下降，补压至设计吨位油压后回油到零。

6) 回油到零后，量测工作锚夹片外露量和同束夹片外露差，并仔细检查有无断、滑丝。

7)张拉结束后，在钢绞线上用标记笔做上标记，以作24小时观察之用，24小时后观察钢绞线有无滑动的现象，。

1.4钢绞线理论伸长值计算

L=PpL/AE⑴

Pp=P（1- e-（KX+μθ））/ KX+μθ⑵

Pp:预应力筋的平均张拉力（N），直线筋取张拉端的拉力P，两端张拉的曲线筋，张拉力按⑵式计算;

μ：预应力筋与孔道壁的摩擦系数;

θ：从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）;

k：孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数;

E：钢绞线实际弹性模;

A：钢绞线截面面;

X：从张拉端至计算截面的孔道长度;

L：孔道长度、千斤顶和加长套内的钢绞线工作长度（现场实测）。

1.5钢绞线实际伸长值的量测

预应力钢绞线的实际伸长量无法在钢绞线上直接量测，因为钢绞线都在梁体管道、千斤顶和张拉加长套内，也就是当梁体两端同时对称张拉时，钢绞线全部在两个工具锚具之间，此长度是实际钢绞线长度。在施工现场，钢绞线的实际伸长值量测千斤顶的活塞行程（油缸长度）和锚塞回缩量（量测控制应力时工具锚夹片外露量-初始应力时工具锚夹片外露量）的差值。施工现场量测实际伸长值时用的钢尺必须经过检定以后才能使用，钢尺刻度必须清晰。

2 后张法预应力混凝土张拉注意事项和张拉后出现问题的处理

2.1张拉前和张拉时工艺操作注意事项

⑴张拉前检查锚具及夹片，如有裂纹或破损应及时更换。张拉时锚垫板下若有蜂窝及其他严重缺陷，在拆模后立即进行修补，待达到强度后方可张拉。

⑵锚具使用时保持其成套匹配，不能混用。

⑶在锚垫板上，检查垫板与孔道轴线是否正交，若偏斜则不能张拉，应予以更换或加楔形垫板；装顶时使钢绞线束、锚环、千斤顶的轴线保持一致，若不一致用千斤顶吊索调整使其保证一致。

⑷张拉时两端同步进行，两端伸长值之差控制在±10%之内，千斤顶、锚具、孔道三者同心。

⑸操作油泵时严格按照各张拉机具说明书中的有关规定、要求进行。

⑹张拉设备需专人保管、保养、使用，避免有关部件损坏或生锈，保证在使用时具有良好的性能。

⑺油管保持顺直或大半径的弯曲，在接头处应有100mm以上的直线段，在其余部位不得有小于90o的锐角弯折。

⑻油箱内的油量，一般高于油箱容积的85%，不满足时加以补充，油泵泵油时，油面必须高于进油孔50mm，以防将空气泵入千斤顶内。

⑼张拉机具搬运转移时保持平稳，防止倾倒。

2.2安全注意事项

⑴油泵千斤顶油路要无泄露，确认正常后方可作业。

⑵专用张拉架及张拉平台安装要牢固可靠，保证安全。

⑶作业中，操作要平稳、均匀，张拉时两端不得站人。在测量伸长量时，操作人员站在侧面进行操作。

⑷千斤顶不准超载，不准超出规定的行程。

⑸张拉时，油压升降要缓慢，切忌突然加压或卸压，两端伸长值基本保持一致，严禁一端张拉。

⑹张拉区域禁止非工作人员进入，周围要设置明显警示牌。

⑺张拉千斤顶正前方要设置铁皮挡板，以防钢绞线断丝时夹片射出伤人。

2.3断丝处理

在钢绞线张拉过程中，由于钢绞线的质量和工人操作水平的制约，会出现断丝现象。例如：一束7丝的钢绞线，如果断掉几丝，将影响预应力的效果。因此，出现这种情况就要更换，这就需要一个放张的工艺。放张时，有整束钢绞线整体放张和单根钢绞线放张。选择不同的放张方式，就有不同的放张工艺，下面以单根钢绞线放张为例：

⑴以钢绞线公称直径15.2，抗拉强度1860Mpa为例，整根钢绞线的最大拉力是26吨左右。

⑵张拉时，最大拉应力一般不超过控制应力的75%，这样每根钢绞线实际的张拉力不超过20吨，所以选择25吨的千斤顶在工程中是可以的。

⑶放张时要注意安全，不能正对梁端锚具和夹片，注意替换下来的工作锚和工作锚夹片要单独存放，不能二次使用。

3 张拉后钢绞线切割的处理

钢绞线束在全部张拉完24小时后检查无滑丝时，即可进行端头钢绞线的切割，采用机械方法切割，例如用电动砂轮切割，禁止用电焊或乙炔氧气焰切割。原因是因为电焊和乙炔氧气焰温度较高，会使钢绞线软化，引起应力损失，严重会导致退锚。切割时，要留一定的长度（距离工作锚），切割完成后用聚氨脂防水涂料对锚头进行防锈处理，避免后道工序封锚混凝土锈蚀锚具。

4 结语

目前后张法张拉工艺广泛用于桥梁、房屋建设当中，也有不少新技术新工艺诞生。经实践证明，利用张拉加长套进行钢绞线的张拉，能确保梁端混凝土不被压坏。利用量测油缸和工具锚夹片外露量的方法得出的钢绞线实际伸长值是科学的，符合相关规范的要求。但是，从设计的角度还要全面考虑怎样设计合理，怎样才能施工方便；施工中一方面要按以上工序施工，另一方面也要在工程实践中积极寻求更合理的施工方法。只有精心设计，精细施工才能保证工程质量。

参考文献

[1]JTG D62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].[2]TB10002.3-2005 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范[S].

[3]姚玲森主编.桥梁工程（公路与城市道路工程专业用）[M].北京：人民交通出版社.