浅谈后张法现浇箱梁预应力张拉施工问题处理

摘 要：预应力混凝土在公路桥梁施工中已普遍采用，且施工方法较多，尤其是在跨线、立交现浇梁建设中，普遍采用后张法预应力。笔者结合龙青高速公路T-J8标段华山南互通立交桥后张法现浇箱梁施工实践，对张拉施工过程中遇见的非常见问题进行初步分析和对实际问题采取的特殊处理方法，供从事预应力施工同行参考。

关键词：现浇箱梁；后张法施工；非常见问题；特殊处理

1 引言

随着我国大规模基础建设的开展，以钢绞线为主作为铁路公路桥梁、路基高边坡抗滑加固、房屋建筑等工程施加预应力的载体，特别是大型构件及现浇构件中，得到了普遍的应用。由于预应力有其独特的施工工艺要求，在进行预应力施工时，由于设计、施工的原因就会发生各种异常情况。下面就后张法预应力混凝土在预应力张拉施工中遇到的一些问题的原因分析及采取的处理措施作简单的介绍。

2 工程概况

龙口至青岛公路起自烟台的龙口市，经招远市、莱阳市，青岛的莱西市、即墨市，至青岛城阳区接已建青（岛）新（河）联络线，全线长89.608km。华山南互通立交所属第八合同段，位于即墨市境内，设计为双向六车道高速公路标准建设，设计速度120公里/小时桥涵设计荷载为公路-Ⅰ级。华山南互通立交有37片现浇箱梁，梁高分别为1.4m、1.6m和2.3m，其中需进行预应力张拉作业的有36片，包括两端张拉、单端张拉，需要进行单端张拉的箱梁均设有施工缝，一片单端张拉的箱梁需浇筑两次张拉两次，施工缝处使用连接器完成梁体预应力体系的连续。每孔钢绞线根数分别为9束、12束、13束和15束四种，单端张拉锚固端采用挤压头钢绞线穿固定锚板预埋的形式锚固。

3 后张法预应力施工

3.1 预应力钢绞线下料

3.3 预应力张拉

3.3.1 张拉前的准备工作

复核预应力筋伸长量，由锚下垫板开始向中间逐段分段计算，由锚下垫板制应力开始逐段计算应力值和伸长量，每段应力值为该段起、终点应力平均值。对所使用千斤顶及配套油压表进行标定，进行锚具安装。

3.3.2 预应力张拉

（1）张拉顺序

张拉顺序按照设计所给施工顺序进行，遵循先腹板，后底板，先短索，后长索，先外侧，再内侧的原则，施工时严格按此步骤进行对称张拉。

（2）张拉控制

混凝土强度和弹性模量达到90%设计值以上且混凝土浇筑时间大于7d时方可进行预应力张拉。预应力张拉分四级进行控制，即15%δk、30%δk、60%δk、100δk每级张拉完后测量活塞伸长值，张拉达到设计应力时持荷5min回油至2Mpa，夹片自行回缩锚固，测量活塞伸长值，确定夹片回缩值和千斤顶内钢铰线伸长值之和。预应力张拉过程中进行引伸量与张拉力双控，以张拉力为准，引伸量校核，要求实测引伸量与设计引伸量两者误差在±6%以内。当实际伸长量与理论伸长量的差值超过6%时暂停张拉，待查明原因并采取有效措施予以调整后方可继续张拉。

3.4 管道压浆

预应力束张拉完毕在24h后，48h内进行压浆施工。压浆前压水冲洗管道然后由较低一端向另一端进行压浆，另一端及通气孔无空气排出、出与压浆端一样的浆液停止压浆，封闭通气孔和出浆孔，加压至0.6-0.7Mpa，持荷2min。压浆要连续进行不得中途停顿，若中途堵塞不能连续压浆时，立即用压力水冲洗管道，确保管道通畅。

4 预应力施工问题分析及处理

4.1 锚具沉陷

4.1.1 问题叙述

单孔12束钢绞线两端张拉完毕后，锚垫具周围有起皮现象，12h后无明显发展随之切割钢绞线进行堵头封锚做压浆准备。6h查看封锚水泥硬度情况发现半球形封锚碎裂，其后锚具已向梁体内沉陷并且锚垫板有裂纹，经量测沉陷2.1cm，再过6h沉陷量未增加。

4.1.2 问题分析

通常锚垫板附近钢筋布置很密，浇筑混凝土时，振捣不密实，混凝土疏松或仅有砂浆，以致该处混凝土强度低，薄弱处混凝土在长时间受力后发生变形或者压碎；锚垫板下的钢筋布置不够、受压区面积不够、锚板或锚垫板设计厚度不够，受力后变形过大。

4.1.3 问题处理

此束钢绞线已经割除如果更换锚具、钢绞线及处理张拉位置混凝土将对下步施工造成很大影响，我标段钢绞线在混凝土浇筑前完成的穿束，浇筑过程波纹管存在漏浆、变形的可能性，更换钢绞线有可能不能够将12束钢绞线全部穿到位，少一根钢绞线将影响此孔8.3%的施力，同时锚后混凝土需要进行处理及更换锚垫板。此束设计伸长量两端之和为54.6cm，查施工记录实际伸长量两端之和与设计偏差为+1.2%。锚具沉陷2cm，为设计伸长值的3.7%，在±6%范围内，同时张拉偏差为正值，钢绞线回缩2cm不影响此孔在整体应力体系中的作用。同时锚具下沉量一直未增加，沉陷应经平稳。

通过以上综合分析，我标段决定不更换锚具及钢绞线立即组织人员进行注浆作业，在此孔张拉30h时完成了注浆，经过观察再无其他变化。通过此实例，在规范允许的偏差内、确实不影响实体质量的情况下此种问题应及时完成注浆让应力稳定，不是每一次锚具回缩、锚垫板碎裂的情况都要进行返工处理。

4.2 锚下混凝土压溃

4.2.1 问题叙述

单孔15束钢绞线施工缝处单端张拉（位于梁体倒角处），在应力达到90%时，混凝土突然崩裂，经查锚后下侧面混凝土开裂、锚垫板崩碎、连接器的支撑环变形。

4.2.2 原因分析

梁体混凝土浇注完毕养护不当出现混凝土试件强度、弹性模量合格而可能实际梁体混凝土强度还未达到设计的张拉强度要求；锚具角度设置有偏差或连接器未卡入锚垫板的刻槽中造成偏压；混凝土振捣不密实存在蜂窝、孔洞等质量缺陷；张拉端锚垫板后起加固作用的钢筋网片或弹簧筋漏设、加固数量不足或设置位置不准确布置不合理导致混凝土局部承载力过大。

4.2.3 锚下混凝土压溃的处理

常规做法对钢绞线放张、松锚取下张拉端锚垫板将破裂的混凝土全部凿除并清洗干净再安设锚垫板、浇注高强混凝土待混凝土强度和弹性模量达到设计张拉条件时重新张拉。

由于后补混凝土是在侧面进行、体积较小，混凝土的密实度难得到保证同时新老混凝土结合面必然也是个薄弱点，再次张拉很少有拉到设计应力的一般都要打个折扣拉至80%-90%设计值。同样我们再次张拉拉至设计85%，应力尚未达到要求不满足设计及规范要求，此束长度29m，伸长值19.1cm。经计算连接的后一束超张3%时根据钢绞线分段应力计算到连接器位置时此束设计应力能够达到97%，经咨询预应力设计方面的专家24孔现浇梁有一孔应力小3%不影响此箱梁质量。此束张拉完毕暂不注浆，连接钢绞线正常连接，保护套筒加长3cm，后半联浇筑完毕进行超张3%进行整体灌浆，完成此箱梁预应力体系。

4.3 压浆后堵管

4.3.1 问题叙述

压浆没有完成，再次补压已经压不动，造成后半部分空洞无浆。

4.3.2 原因分析

压浆过程中突然断电、设备损坏或者拌浆将不及时压至一半料供应不上注浆料开始凝固导致堵管。

4.3.3 问题处理

注浆料已经注超过50m以上即使发现堵管使用高压水清理也不能够清除，事后根据压浆料灌注量及横梁位置的通气孔估测浆料到达位置，根据波纹管标高使用电钻打孔确定准确位置，找到浆料到达位置并在其位置往后空洞钻一孔安设出浆管，从另一端再次注浆注满。

5 结束语

随着科学技术的发展预应力混凝土工程造价低、结构形式多样、跨度大、抗裂性好的优点越来越明显，现代桥梁建设中应用也越来越广泛，为了确保结构安全使用，充分发挥设计功能我们在预应力施工过程中针对容易出现的问题必须提前预控，严格执行，科学施工确保结构应力值和整体受力正确，最大限度发挥结构设计功能和使用寿命。在遇到问题时不要盲目处理，分析各项处理方案能够保证结构质量又能够操作时在进行处理，科学组织、认真对待、妥善处理。

参考文献

[1]JTG/TF50-2011.公路桥涵施工技术规范.交通运输部.

[2]JTGD62-2004.公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范[S].