试论桥梁施工后张法预制箱梁的张拉控制

苗 成

（杭州市交通工程集团有限公司，浙江杭州310007）

1 桥梁施工后张法预制箱梁概述

在我国当前的桥梁施工中张法预制箱梁技术得到了广泛的应用。其中张拉控制应力含义为预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。张拉控制应力的取值将直接影响预应力混凝土的使用效果，如果张拉控制应力取值过低，则预应力钢筋经过各种损失后，对混凝土产生的预压应力过小，不能有效地提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度。张拉控制应力值的大小与施加预应力的方法有关，对于相同的钢种，先张法取值高于后张法。先张法是在浇灌混凝土之前在台座上张拉钢筋，故在预应力钢筋中建立的拉应力就是张拉控制应力。后张法是在混凝土构件上张拉钢筋，在张拉的同时，混凝土被压缩，张拉设备千斤顶所指示的张拉控制应力已扣除混凝土弹性压缩后的钢筋应力，为此，后张法构件的值应适当低于先张法。张拉控制应力值大小的确定，还与预应力的钢种有关。由于预应力混凝土采用的都为高强度钢筋，其塑性较差，故控制应力不能取得太高。

2 桥梁施工后张法预制箱梁的张拉控制的分析和探讨

2.1 桥梁施工预应力箱梁的张拉强度预测

在当期的桥梁张法预制箱梁的施工中，张拉强度预测用混凝土试件与梁体在相同外界条件下养护，混凝土试件经过试压，达到设计强度90%，并且混凝土的龄期不少于7 d，方可进行预应力张拉。在张拉测试中需要做好以下准备：

（1）确定顺序。张拉顺序严格按照图纸设计要求进行，在进行第一孔张拉时应进行管道摩阻等相应试验，以检查实际损失值与理论计算值的差别，确保在效预应力值。

（2）确定张拉方式。预应力箱梁按设计要求采用两端同时张拉的方式进行，以张拉控制张拉过程，以伸长值校核张拉结果。

（3）构件的检查、清理。施加预应力前，构件的混凝土强度达到设计张拉强度，并对混凝土构件进行检验，包括预埋件、预应力孔道、排气孔、压浆孔，发现问题按有关规定进行处理，然后用压力水冲洗孔道，并用压缩空气排除孔内积水。

（4）张拉设备的选用和校验。张拉设备采用2台YCW-250型千斤顶。高压油泵2台、油压表2块，将其配套编号使用。油压表精度为低于0.5级，具有大致两倍于工作压力的表容量。检查张拉设备、仪表是否完好并经过校定。

2.2 桥梁施工预应力箱梁的张拉工艺

张法预制箱梁的张拉控制中需要做好张拉工艺的施工，在预应力管道保持顺直，以减少钢绞线与孔道摩擦，避免造成过大的应力损失；钢绞线张拉顺序按设计要求进行（N1、N3、N2、N4）；张拉时两端千斤顶升降速度尽量保持同步，速度不宜太快，控制在5 MPa左右，张拉记录保持完整、准确，无涂改或漏项。张拉中需要注意下列事项：

（1）在张拉完成后，测得的延伸量与计算延伸量之差应在±6%以内，否则应采取以下的若干步骤或全部步骤：对预应力材料作弹性模量检查；放松预应力钢材重新张拉；预应力钢材用润滑剂以减少磨擦损失，仅水溶性油剂可用于管道系统，且在灌浆前洗掉；监理工程师对预应力张拉认可后，预应力钢材应予锚固。放松千斤顶时应避免振动锚具和预应力钢材；预应力钢材在监理工程师认可后才可截割露头，梁端锚口应按图纸所示用水泥砂浆封闭。

（2）在预应力作业中，必须特别注意安全。因为预应力有很大的能量，万一预应力筋被拉断或锚具与张拉千斤顶失效，巨大能量急剧释放，有可能造成很大危害。因此，在任何情况下作业人员不得站在预应力筋的两端，同时在张拉千斤顶的后面应设立防护装置。

（3）工具锚的夹片，保持清洁和良好的润滑状态。新的工具锚夹片第一次使用前，在夹片背面涂上润滑脂，以后每使用5～10次，应将工具锚上的挡板连同夹片一同卸下，向锚板的锥形孔中重新涂上一层润滑剂，以防夹片在退锚时卡住。

（4）操作千斤顶和测量伸长值的人员，应站在千斤顶侧面操作，严格遵守操作规程。油泵开动过程中，不得擅自离开岗位。如需离开，必须把油阀门全部松开或切断电路。

（5）多根钢绞线束夹片锚固体系如遇到个别钢绞线滑移，可更换夹片，用单顶单根张拉。

（6）张拉时应认真做到孔道、锚环与千斤顶三对中，以便张拉工作顺利进行，并不致增加孔道摩擦损失。

（7）每次张拉完毕后，应检查端部和其他部位是否有裂缝，并填写张拉记录表。张拉完毕立即进行压浆，张拉完成至压浆结束在48 h内完成，管道压浆必须密实，采用真空压浆工艺，水泥浆等级不低于C40。管道压浆前，应事先对采用的压浆料进行试配。水泥、高效减水剂、微膨胀剂、矿物掺和料、水等各种材料的称量应准确到±1%（均以质量计）。水胶比不应超过0.33。搅拌机的转速不低于1000 r/min，浆叶的最高线速度限制在15 m/s以内。浆叶的形状应与转速相匹配，并能满足在规定的时间内搅拌均匀的要求。压浆机采用连续式压浆泵。其压力表最小分度值不应大于0.1MPa，最大量程度应使实际工作压力在其25%～75%的量程范围内。全部粉料加入后再搅拌2 min;然后加入剩余的10%～20%的拌和水，继续搅拌2 min。搅拌均匀后，现场进行出机流动度试验，每10盘进行一次检测，其流动度在18±4S范围内，即可通过过滤网进入储料罐。浆体在储料罐中应继续搅拌，以保证浆体的流动性。不应在施工过程中由于流动度不够额外加水。压浆前，应清除梁体孔道内杂物和积水。压浆采用普通硅酸盐水泥，水泥浆最大泌水率4%，拌和3 h后泌水率控制在2%，24 h后泌水全部被浆吸收，水灰比控制在0.4～0.45之间，水泥浆稠度应控制在10s～18s之间。随机抽样制作三组7.07 cm×7.07 cm×7.07 cm水泥浆试件，检查压浆的强度，压浆完成后进行封端，水泥浆强度大于15MPa时，将吊走存放，压浆时的气温或构件温度在5℃～32℃之间，管道压浆后48 h内构件温度不低于5℃，否则采取保温措施，压浆要缓慢进行，并一次连续完成，若因故停顿，立即清洗孔道，排除故障后再压，压浆孔道另一端冒出浓浆后，封堵出浆孔后保持压力不小于0.5 MPa的一个稳压期，稳压期的持续时间为2 min。孔道压浆后立即将梁端水泥浆冲洗干净，以免影响封端混凝土与梁体的连结。绑扎封端钢筋网，并将封端钢筋网与封端预留筋焊接。封端模板支护牢固，以免在浇筑混凝土时模板走动，对梁体总长和角度进行检查，检查合格后方可进行混凝土浇筑。封端混凝土均采用C50微膨胀混凝土。封锚前应将梁端槽口处混凝土凿毛，并对锚具进行防锈处理。

2.3 桥梁施工后张法预制箱梁的张拉控制施工

在桥梁施工后张法预制箱梁的张拉控制中需要根据科学、高效的原则，针对其特性制定出科学的施工方案并由专业的施工人员进行施工。施工人员需要清理模板、施工放样，底模清理干净，底模表面无混凝土残存物，且现形平顺，表面平整。测量底板梁长，调整楔形块底面钢模平整度。涂抹脱模剂。脱模剂涂抹必须均匀，无积油污染钢筋。底模两侧与侧模接触面安装直径不小于3 cm的软塑料管。塑料管与底模顶面平行，接缝平整，防止漏浆。经自检合格后进行下道工序外侧模安装施工。清理侧模表面浮浆，用钢丝刷打磨，清理干净，包括翼缘板边缘侧板、端头模板的清理。模板安装接缝平顺、严密，无错台，模内长、宽、高尺寸符合设计图纸及施工规范的要求，对拉螺杆齐全、紧拉，支撑稳固。横隔板位置准确。侧模与底模之间，侧模与侧模之间接缝不严密处用透明玻璃胶填补，确保模板接缝不漏浆。焊接钢筋使用的电焊条、焊接长度、钢筋搭接长度符合规范要求，焊接时焊缝饱满且不得烧伤主筋，清除干净焊缝表面的焊渣。按照内模模块编号及内模骨架编号在场外拼装内模，内模骨架75 cm/道。内模模块及骨架拼装时，按照设计的螺栓孔用螺丝相互连接，不得少丝，不得放大螺丝间距。内模拼装完成后检查其尺寸必须符合设计图纸及规范要求，以保证箱梁底板及顶板混凝土厚度，内模接缝平顺，清除模板表面混凝土浮浆，在模块接缝处，用胶带密封，以防漏浆。然后涂抹脱模剂。脱模剂涂抹均匀，不得有积油现象。绑扎板钢筋前必须进行划线以保证钢筋数量及间距。焊接钢筋使用的电焊条、焊接长度钢筋搭接长度符合规范要求，焊接时焊缝饱满且不得烧伤主筋，清除干净焊缝表面的焊渣。用于工程实体的钢筋表面无锈斑，有浮锈的钢筋必须经过除锈后方可使用。绑扎钢筋前要清除模板表面积油，防止钢筋受到污染。

由于施工人员需在钢筋骨架上行走，根据需要每50～80 cm设置架立钢筋，确保底层钢筋不塌陷。施工人员进入梁体内作业时，要将脚下杂物清理干净，以防污染钢筋。顶板钢筋绑扎完成后，检查钢筋保护层厚度，杜绝钢筋贴近模板而造成露筋现象的出现。箱梁混凝土施工在侧模、底腹板钢筋、预应力管道、内模、顶板钢筋安装完毕，通过自检及抽检合格后，方可一次性浇筑底板、腹板和顶板混凝土。施工中不得间断，浇筑从一开端到另一开端，先浇筑底板混凝土，然后拉坡浇筑腹板、横隔板及顶板混凝土。施工前，张拉设备进行标定，所有张拉设备应至少每隔两个月进行一次标定和保养。在使用过程中，如出现异常情况，张拉设备必须进行重新标定。混凝土强度及龄期达到图纸设计要求后即可进行张拉，张拉开始前，所有钢绞线在张拉点间能自由移动，同时构件可以自由地适应施加预应力是产生的预应力钢绞线的水平和垂直运动。张拉时，应两端同时且交错张拉，张拉程序为0→初应力→控制应力（持荷2 min→锚固），张拉采用应力应变双控法，做好张拉记录。预应力钢绞线以均匀速度张拉，当预应力加至设计值，张拉控制应力达到稳定后，测量其实际伸长值，当伸长值不超出理论伸长值±6%范围后钢绞线方可锚固。否则应停止张拉，待找出原因并妥善解决后方可继续锚固。

3 结语

随着我国经济的快速发展，桥梁工程建设项目越来越多。其中桥梁施工后张法预制箱梁的张拉控制需要根据科学的测算数据，结合工程所处自然环境制定出科学的施工方案和解决措施，以保证桥梁工程的安全性。

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