简支梁后张法有粘结预应力砼施工及质量安全措施

摘要 预应力后张的关键是控制张拉应力及超张拉，把握好灌浆的水灰比及饱满度。

关键词：超张拉、灌浆、异常处置、安全措施

中图分类号： [TQ178] 文献标识码：A 文章编号：

普通钢筋砼结构，由于砼的抗拉强度和极限拉应变很小（0.1×10-3～0.15×10-3，即每m只能拉长0.1～0.15mm），在使用荷载作用下，一般都是带裂缝工作。对使用上不允许开裂的结构，其普通受拉钢筋的应力仅为20N/mm2～30N/mm2，远未达到其屈服强度，极不经济。对允许开裂的结构，当钢筋应力达到250 N/mm2时，其裂缝宽度达到0.2mm～0.3mm（基本达到裂缝极限值），影响结构耐久性和安全感。若要满足变形及裂缝控制要求，则要加大构件的截面尺寸和含钢量，这将导致结构截面过大，对大跨度或受动力荷载的结构来说根本不可能。

为充分发挥钢筋的抗拉和砼抗压性能，此时需在砼受拉区施加一偏心压力，以此产生的预压应力来抵消外荷载引起的砼拉应力，使得结构的拉应力不大（甚至使其处于受压状态）。此即为“预应力砼结构”。它可延缓砼构件的开裂（延寿），节约材料和减轻自重，也为高强砼的使用创造了条件。

现浇后张有粘结预应力砼技术是将高强度钢绞线与高强砼“能动”地结合在一起[1]，充分发挥彼此的高强力学性能，具有较好的抗裂、抗变形能力，以满足设计要求。

1主要工艺流程

1.0.1 钢绞线下料

钢绞线下料长度应考虑设计曲线长度、张拉端外伸预留长度、弹性回缩值、张拉设备和施工方法等因素，对采用夹片式锚具与穿心式千斤顶进行张拉的构件上的钢绞线，其下料长度L按下式计算：

⑴ 一端张拉时L=L0+L1+L2+L3+L4

⑵ 两端张拉时L=L0+2(L1+L2+L3)

式中：L0――构件的孔道长度

L1――张拉端锚垫板厚度

L2――夹片式工作锚具厚度

L3――张拉端外露预留长度

L4――锚固端长度

钢绞线下料应在平整场地上用直线定出下料长度。切断前（用砂轮切割，不得用电弧切割）应将钢绞线拉直。对所下的钢绞线应进行编号。

1.0.2 预留管道埋设和穿束

普通钢筋与金属波纹管可同时安装，后者按设计线型定位在普通钢筋笼中，根据曲线矢高沿构件方向每隔约0.5m进行固定 (固定钢筋间隔可适当调整，以保证曲线线型为宜)。波纹管若需连接，则连接长约200~300mm。在连接管的两端缠上塑料胶带以防漏浆。

集束穿束前宜将钢绞线端部用胶布包扎以防止剌破波纹管。

钢绞线铺设完后即埋设灌浆管，一般在孔道曲线的高点处留设灌浆管。灌浆管的压板与金属波纹管应连接牢固，并用塑料胶带缠紧密封以防漏浆。灌浆管高出构件砼表面200~300mm处弯折。为防止灌浆管在浇捣砼时脱落，可将灌浆管与构件的面筋绑紧，同时避免将灌浆管留在构件模板内。

1.0.3 端部预埋安装

1） 固定端端部预埋安装

固定端采用P型挤压锚时，在保证固定端锚垫板、挤压套筒不外露的前提下，按设计要求的高度固定好预埋件并焊好网片筋或螺旋筋；当采用H型压花锚时也应保证其不外露，同时按设计要求固定好压花端位置。电焊时不得碰到的钢绞线束。

2） 张拉端端部预埋安装

张拉端部有外凸和内凹两种形式。张拉端部预埋位置应符合设计要求，钢绞线应与锚垫板保持垂直。采用外凸式张拉端部时，将锚垫板紧靠构件端部固定；采用内凹式张拉端部时，将锚垫板固定在离端部约10cm处，调整锚垫板周围的钢筋以保证张拉时千斤顶有足够的张拉空间，然后在承压板外安装穴模，按设计要求焊接好网片筋或螺旋筋。钢绞线与锚垫板应保持垂直，保证张拉完后锚具不露出构件表面。

1.0.4 砼浇筑

砼浇筑时应避免踏压撞碰波纹管、钢绞线、固定钢筋、灌浆管及端部预埋件。

1.0.5 预应力张拉

砼强度达到设计要求后才能张拉（一般不低于砼设计强度的80%）。构件侧模宜在预应力张拉前拆除，底模支撑在无具体设计要求时，张拉前可不拆除，可在灌浆浆体强度达到15MPa后拆除。

张拉方式应根据设计和施工计算要求，确定采取一端张拉或两端张拉。采用两端张拉时，宜两端同时张拉。同一束钢绞线，应采用相应吨位的千斤顶整束张拉。张拉控制应力按设计文件要求，且不应大于钢绞线强度标准值的75%，[2] 应以“应力为主，伸长值为辅”。

钢绞线张拉理论计算伸长值：ΔL=

式中：NP――钢绞线的平均张拉力，取张拉端拉力扣除孔道摩擦损失后的拉力平均值；

LT――钢绞线实际长度

AP――钢绞线截面面积

Es――钢绞线实测弹性模量

钢绞线张拉伸长值的量测，在建立预应力后进行，其实际伸长值：

ΔL=ΔL1+ΔL2+ΔLC

式中：ΔL1――从初应力至最大张拉力之间实测伸长值；

ΔL2――初应力以下的推算值，可根据弹性范围内张拉力与伸长值成正比的关系推算确定；

ΔLC――施加预应力时，后张法预应力构件的弹性压缩值和固定端锚具楔紧引起的钢绞线内缩值，初应力宜为0.10～0.15σcon。

理论伸长值与实际伸长值的允许偏差值控制在±6%以内，否则要查明原因并采取措施予以调整，方可继续张拉。

若无具体要求时，张拉锚固程序可采用：

1）010%σcon（最多25%σcon）105%σcon（持荷2min）σcon（锚固）

2）010%σcon（最多25%σcon）103%σcon（锚固）

1.0.6孔道灌浆

水泥浆水灰比不应大于0.45，拌制后3h泌水率不宜大于2%，且不应大于3%。泌水应能在24h内全部重新被水泥浆吸收。水泥浆为确保混合均匀，应搅拌2-3min。灌浆时，水泥浆搅拌应不间断，并用筛网过滤，以免堵管，从近至远逐个检查出浆孔，各出浆孔出浓浆后逐一封闭，待最后一个出浆孔封闭后，继续加压至0.5-0.7MPa，保持1～2min，封闭进浆阀门，待水泥浆凝固后，再拆卸连接接头，如发现管内有空隙应补浆。

1.0.7封锚

灌浆后，用砂轮切割机切掉张拉端多余的钢绞线，钢绞线的外露长度不宜小于其直径的1.5倍，且不宜小于30mm，用环氧树脂涂封锚具及外露钢绞线，封闭前应将锚具周围的砼凿毛、冲洗干净，凸出式的锚头宜配置钢筋网片，用微膨胀细石砼进行封闭。

2质量问题及处理。

1）张拉过程中钢绞线出现断裂或滑脱，其数量应不超过同一截面上钢绞线总根数的3%，且每束钢丝不超过一根，同时应及时进行处理，先退锚，然后根据断丝或滑脱的钢绞线情况，换上可靠锚具，断丝的钢绞线可加假丝协助工具锚夹持，相应降低张拉力，重新张拉。

2） 张拉后发现构件张拉端部出现有害裂缝，应及时退锚，对开裂的砼进行补强处理，待处理后的砼强度达到要求时，重新张拉。

3安全措施

1）在张拉与测量伸长值时，操作者应在千斤顶两侧操作，千斤顶正对面及周围应可靠防护（如堆砂袋），并设置明显的警示标志，非作业人员不得进入作业区域；

2） 用砂轮切割机切割钢绞线及波纹管时，作业人员应配戴手套及防护眼镜；

3）油泵开动过程中，不得擅自离开岗位。否则必须把油阀全部松开或切断电路；

4）灌浆时应戴上防护镜，灌浆的机械接口应拧紧，不得在孔道口喷射方向观察出浆情况；

5）配制封锚用防腐材料时应防止乙二胺等化学物质溅到皮肤，否则应立即用清水冲洗。

6）新的工具锚夹片第一次使用前，在夹片背面涂上脂，以后每使用5至10次，应将工具锚上的挡板边同夹片一同卸下，向锚板的锥形孔中重新涂上一层剂，以防夹片在退契时卡住。

结语：我公司承建某高速公路一30m跨简支梁后张预应力桥，通过上述严格的施工技术控制和管理，圆满完成施工任务，并取得宝贵经验，进一步完善了企业的技术标准。

参考文献：[1]预应力砼结构 林同炎著

[2]砼结构设计规范GB50010-2010

作者简介：:张霓，四川煤矿基本建设工程公司，工程师。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。