浅议后张法预应力施工技术

摘要：本文介绍了后张法预应力的概念，以及在施工的过程当中，预应力后张法的施工工艺，技术和质量的控制措施以及操作规范和注意事项的一些要求，对类似预应力施工具有一定的借鉴作用。

关键词： 预应力，后张法，张拉，压浆

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

一、 前言

我国预应力技术的研究及在工程中的应用起源于上世纪50年代，由于其具有明显的节约钢材、增大结构跨度、减少结构自重、提高使用功能、综合效益好等优点，使其迅速发展，广泛地应用于工程建设领域。特别是后张系统，由于这种体系的锚具可靠性高、且具有施工操作简便、高效、适用性广等优点，成为目前大中型预应力结构工程设计、施工中所广泛采用的主要方法之一。

二、后张预应力张拉锚固体系简介

目前适用于钢绞线为预应力筋张拉锚固体系的主要XM型、QM型、OVM型、YM型、XYM型、TM型、STM型等后张锚固体系，该体系主要分为张拉锚固、固定锚固、连接器三类，张拉锚具由锚环、夹片及整体式锚座组成，分群锚、扁锚、拉索群锚和环形锚等几种形式。固定锚具分为轧花式(H型)锚具和挤压式(P型)锚具两种。连接器分群锚连接器和扁锚连接器两种。

三、预应力体系的施工及注意事项

1、 预应力的施加方法

锚固体系是通过张拉锚具对结构物或构件施加预应力的，预应力张拉可以一端张拉，也可以两端张拉，但需符合《公路桥涵施工技术规范》的有关规定。采用两端张拉时，两端都必须采用张拉锚具；采用一端张拉时，张拉端采用张拉锚具，非张拉端采用固定锚具。

预应力施工的主要步骤及注意事项:

①管道及锚座安装：预留管道一般采用塑料波纹管或铁皮管，其强度、刚度及密闭性必须满足规范要求；管道安装必须固定牢固，确保管道座标偏差控制在规范容许范围内，管道顺直、圆滑，不得有急弯；混凝土浇筑前认真检查管道有无烧伤，接头是否绑扎严密；对必要部位的管道加上衬管，严防混凝土浇筑时管道变形和振捣损伤;锚座安装必须确保锚座与管道中线垂直，张位预留槽口模板能有效地阻隔混凝土灌入。

②下料及编束：采用砂轮切割机下料，下料长度要计算准确，以免造成材料浪费；采用扎丝编束，绑扎间距不宜过大，一定要绑紧，确保钢绞线要顺直，根与根之间不得相扭。

③穿束：采用人工或机械的方法将钢束穿入孔道。预应力筋可在浇筑混凝土之前或之后穿入管道,对钢绞线可将一根钢束中的全部钢绞线编束后整体装入管道中,也可逐根将钢绞线穿入管道。

④安装工作锚环及夹片，并轻轻地敲紧夹片。这时应注意钢绞线的排列顺序相互平行,不得交叉;同时应注意将锚环装入锚座的定位槽内，,以保证与孔道的同轴度。

⑤安装限位板、千斤顶。应注意不同型号的锚具有相适用限位值的限位板,不能与其它型号的产品相混用。

⑥在千斤顶的后部安装工具锚,敲紧工具夹片。应注意工具锚与工作锚具的调配性,原则上采用同一厂家的产品。为卸锚方便,锚孔中和夹片的圆锥面应均匀涂抹物质或缠裹塑料薄膜，在张拉短索时，可考虑将千斤顶预留一定的空行程。这里应特别注意，在多束钢铰线张拉时容易出现的一些小失误，这些失误有可能造成严重的后果。

⑦预应力张拉完成后,即可卸下工具锚、千斤顶，然后切除锚后多余的钢束，及时压浆、封锚。

2 、预应力钢筋的张拉程序

2.1对预应力筋施加预应力之前,应对构件进行检验,外观和尺寸应符合质量标准要求。施拉时,构件的混凝土强度应符合设计要求,设计未规定时,不应低于设计强度等级值的75%。

2.2预应力筋的张拉顺序应符合设计要求,当设计未规定时可采取分批、分阶段对称张拉。根据《城市桥梁工程施工与质量验收规范》条文解释:后张法多根(束)预应力筋张拉时,应使张拉的合力作用线在构件核心截面内,以防构件截面产生过大偏心受压和边缘拉力。分批张拉时,控制预应力先张拉的预应力筋会因后批预应力筋张拉时所产生的混凝土弹性压缩而引起应力损失。一般设计上安排张拉顺序时已考虑到这种应力损失的补偿问题,故应按设计规定的顺序和张拉力进行。设计未规定张拉顺序时,在编制张拉方案时应考虑应力损失的问题。

2.3预应力筋张拉端的设置应符合设计要求,对设计无具体要求时应符合下列规定：

对曲线预应力筋或长度大于等于25m的直线预应力筋宜在两端张拉；对长度小于25m的直线预应力筋可在一端张拉,根据《公路桥涵施工技术规范》条文说明解释是曲线预应力筋或长度大于等于25m的直线预应力筋与孔道壁的摩阻力较大,如采取一端锚固,只在另一端张拉的方法则摩阻力集中在一端的锚夹具和千斤顶上,实际预应力可能达不到要求,故规范规定在这种情况下应两端同时张拉。

2.4 张拉程序：低松驰钢绞线预应力筋0——初应力—— σcon(持荷2min)——锚固

应注意式中的σcon为张拉的控制应力。包括预应力损失值,但不包括锚头摩阻损失(其值可通过试验测定),目前大多数施工单位σcon均按设计提供的张拉控制应力,即0.75Ryb,实际的控制应力均不包括预应力损失值,因此施工中必须进行预应力损失值计算(设计明确除外)。预应力损失计算包括摩擦引起的预应力损失、钢筋回缩引起的预应力损失和钢筋松驰引起的预应力损失的终极值。

张拉程序中初应力阶段的目的是为了使钢束中的每根钢筋受力相同,以及钢筋伸长值量测的需要。应引起重视的是有较多施工企业、包括监管部门对预应力的初应力控制的重要性认识不足,在实际施工时初应力采用整束张拉,导致钢束中每根钢筋受力不匀。虽然整束预应力筋张拉后达到σcon,但钢束中每根钢筋几乎没有一根符合0.75Ryb的设计要求,因此预应力筋的初应力不宜采用整束张拉,应采用单根张拉至初应力后再进行整束张拉。

3、 预应力筋张拉时伸长值的计算与量测

3.1 《公路桥涵施工技术规范》规定预应力钢材用应力控制方法张拉时,应以伸长值进行校核,实际伸长值与理论伸长值差应控制在±6%以内,否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施加以调整后,方可继续张拉。

3.2 预应力筋的理论伸长值计算公式ΔL=PPL/AP EP

3.3 实际伸长值的量测

预应力钢筋张拉时的实际伸长值ΔL应建立初应力后方可开始量测,量得的伸长值,还应加上初应力以下的推算伸长值,对后张法尚应扣除混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值(一般情况下可省略)即ΔL=ΔL1+ΔL2-C

3.4 关于初应力的取值,根据《公路桥涵施工技术规范》的规定,一般可取张拉控制应力的10%～15%。

3.5 关于初应力以下的推算伸长值,由于在最初张拉时各根预应力筋的松紧、弯曲程度不一致,在初应力以下拉伸过程中,既有弹性伸长,也有非弹性伸长,所以不宜采用量测的方法,而宜采用推算的方法,推算时,应以实际伸长值与实测应力之间的关系线为依据。

4、 孔道压浆与锚头防护

预应力钢筋张拉后,孔道应尽早压浆,早点压浆可防止预应力钢材锈蚀和松驰,孔道压浆的方法和有关规定详见《公路桥涵施工技术规范》和《城市桥梁工程施工与质量验收规范》。

结语

在预应力混凝土结构中,预应力筋张拉锚固体系是否安全可靠,不仅直接关系到结构的正常使用,同时也关系到结构的安全度及耐久性。务必引起广大从业人员的高度重视,切实抓好每道工序、每个环节的质量控制,精心组织施工,确保预应力结构的工程质量。

参考文献

[1]城市桥梁工程施工与质量验收规范(CJJ2-2008).

[2]公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000).

[3]预应力技术及材料设备(公路桥涵设计手册).