论后张法预应力结构在工程中应用

论后张法预应力结构在工程中应用预应力砼结构在市政桥梁工程中应用较为广泛。为此，对此项工作的施工技术及施工管理应予以特别重视。在此，本人以※※工程中后张法预应力施工过程浅谈自己的看法。一、工程概况。※※设计采用现浇箱梁和预制箱梁两部分，全部箱梁均架设在盖梁上（见图一），均为后张法预应力结构。盖梁和预制箱梁工艺上采用双向双控张拉，现浇箱梁为单向双控张拉。图一预应力结构简图其结构和张拉要求如下：1、盖梁断面结构为倒T型，梁高2.5m，宽1.2m，梁体内布设6束ФJ15.24—12钢绞线，每束钢绞线控制应力为RY=1339mpa，张拉控制力为2249KN。待砼强度达90％以上，首次张拉对称的三束，待预制箱梁安装后再张拉余下三束。2、预应力简支箱梁为矩形断面，梁高1.5m，宽1.58m，腹板为变截面，中间厚14cm，腹板两侧布设有2×3束ФJ15.24—5钢绞线，每束钢绞线张拉控制应力RY=1339mpa，张拉控制力为938KN（见图二）。图二预制箱梁断面3、现浇箱梁外幅纵向布设有16束ФJ15.24—9钢绞线，内幅纵向布设有24束ФJ15.24—9钢绞线，105＃轴墩顶横隔梁布有11束ФJ15.24—9钢绞线。每束钢绞线张拉控制应力为1687KN，均为单向双控后张法施工。二、工序简介。1、原材料检验及张拉设备调校。张拉用的OVM锚具、夹片、钢绞线及波纹管均在※※实验室进行了外观、硬度及静载锚固性能试验。对张拉设备—2台YCW100千斤顶和2台油泵车在※※实验室进行调校。同时在张拉使用过程中按行业规范，不超过200次就对设备进行调校。2、波纹管和OVM锚具垫板的预埋、预留。在盖梁及箱梁钢筋绑扎完关模前，根据设计要求的曲线线形将连接好的波纹管固定在相应位置，定位采用Ф12的＃字型钢筋沿箱梁纵向每隔1m与腹板钢筋焊接成一体，且管道中心线在腹板中心位置。同时在梁端波纹管连接锚具垫板，也保持与管道中心线垂直。安装封头模板时，通过预留的锚孔位置正确安装锚具。锚具用螺栓并垫放泡沫固定紧，以防止水泥砂浆渗入锚孔内。关模后在波纹管内套Ф40通长的硬塑料管，保证管径通畅不变形，以防止被振捣器碰伤。3、布筋。待砼浇注完成，待砼自身强度达到75％以上时，将通长的钢绞线穿入波纹管，钢绞线两端露出梁端50cm以上，以保证千斤顶的张拉行程和锚具安装位置。布筋前，应对钢绞线严格自检，不允许有划痕和断丝材料混入其中。并要求下料用砂轮机切割，严禁使用电弧操作。4、张拉。由于盖梁及箱梁均为后张法预应力施工，张拉工序是施工中重点，这直接影响到构件的使用功能。张拉时，构件砼强度要达到设计值90％以上方可进行。张拉程序严格按设计及施工规范如下：0初始张拉吨位（0.1бk）100％张拉吨位（或103％张拉吨位）持荷3min张拉吨位（RbY）。具体为首先对每根钢绞线进行单根预紧，此时的张拉力控制为10％бk。单根张拉完成后，再依次对称的对每根钢绞线从10％张拉到20％，并记录下伸长量。该伸长量作为初应力（10％бk）以下的推算伸长量，然后张拉至设计张拉力并记录此时的伸长量。此时的总伸长量ΔL＝ΔL1＋ΔL2，ΔL1为初应力以下的推算伸长量，即相邻级的伸长值也即10％бk张拉到20％бk的伸长量，ΔL2为初应力至最大张拉应力的实测伸长量。伸长量与设计规定的值比较上是否在±6%范围内。当未达到时，就需超张拉至103бk，并再次复测伸长量。达到设计规定值后，每次均应持荷3min后才能进行下一束张拉。5、孔道灌浆。孔道灌浆是对已张拉钢绞线的成品保护，其作用直接影响到预应力结构的使用寿命长短。灌浆按规范要求应在48h内完成。灌浆前先用压力水冲洗管道，现场采用活塞式压浆泵从孔道一端压入至另一端排出浓浆时表示灌满。此时关闭出浆阀，继续压浆并保持压力表读数在0.5～0.7mpa，稳压2min后关闭进浆阀。6、锚固断封锚。按设计要求布筋并浇注砼，使张拉锚具及钢绞线形成一个密闭环境。后张法预应力施工工艺流程图疏通预应力管道疏通预应力管道穿束下料编束穿束下料编束锚、夹具安装锚、夹具安装张拉机具检查张拉机具检查构件砼强度达设计值90％以上预应力张拉构件砼强度达设计值90％以上预应力张拉灌浆灌浆封锚或封头封锚或封头灌浆强度达设计值55％，且≥灌浆强度达设计值55％，且≥20mpa构件安装三、施工重点的分析及处理。1、孔道堵塞。砼施工后，波纹管孔道出现塌陷、变形，形成孔径缩小甚至堵塞，导致预应力筋无法顺利穿管，并影响到灌浆质量。1）、原因分析。a、为抢工期，在砼尚未凝固时对硬塑料管抽芯过早。b、砼浇注时，受到振动棒直接作用，产生挤压变形。C、波纹管接口处和灌浆排气管与波纹管的连接措施不当。2）、处理措施。a、严格控制抽芯时间，在砼初凝后24h进行，冬季时间适当延长。抽管顺序先上后下，先曲后直，保持匀速，且方向与孔道走向一致。砼浇注时不得直接振动波纹管。波纹管的连接采用大一级的同类型波纹管，两端应拧到相碰为止，并用胶条将外露缝隙封闭。墩头锚板出浆口及波纹管两端应采用泡沫条堵塞严密，防止异物进入管道形成人为堵塞。b、对已出现堵塞的，要先探出堵塞具体位置，对严重的可在塌陷堵塞处剔凿干净，更换局部波纹管并连接好，再按施工规范修补处理。2、张拉伸长值未满足设计及规范要求。当采用应力控制法张拉时，同时量测预应力筋伸长值，作为校核张拉力的一种重要手段。当伸长值满足设计要求6％左右时，才表示张拉达到设计要求结果。1）、原因分析。a、张拉采用双向双控时，两端张拉未同步，张拉控制力不均匀，导致伸长量不足。b、张拉千斤顶及油泵测力仪表超过校核周期，仪表精度不够要求，或对千斤顶行程读数测量不准，使伸长量读数不准。C、钢绞线原材料未达到设计要求，弹性模量不均匀。d、预留孔道不畅，摩阻力大，使张拉力失真。2）、处理措施。a、双向双控张拉时，将控制力均分为n个阶段，两边同时张拉，达到一个阶段时互相示意，完成后再进入下个阶段。对现浇箱梁单向张拉构件，应采用对称均匀张拉控制。b、张拉设备及仪表按规定周期校核，校核应使千斤顶活塞的运行方向与实际张拉工作状态一致。施工操作中应回油缓慢，防止仪表指针受撞击，影响精度，对压力表精度要求1.5级以上。量测伸长值总量，应含初始应力10％бk和初应力至设计张拉应力伸长量两个部分。即总伸长量ΔL＝ΔL1＋ΔL2（ΔL1为初应力以下推算值）c、对钢绞线原材料应有具备法定资质的实验室出具的合格报告，并按见证取样要求进行平行抽检。严禁不合格产品进入。d、波纹管孔道应保持畅通，预应力筋编束整齐，不应相互缠绕。单根预紧应严格做到，避免遗漏。3、预应力筋滑丝、断丝。预应力筋张拉时，钢丝发生断裂或产生滑移，影响张拉效果。其数量超过结构同一截面预应力筋根数的3％则应重新张拉。1）、原因分析。a、预应力筋下料时，钢丝表面有刻痕或未用砂轮机或机械切割，导致预应力筋力学性能改变。b、夹片强度未高于钢绞线强度，且夹片咬齿已磨损和夹渣。2）、处理措施。预应力筋制作严格按规范执行，对发生滑丝、断丝现象超过设计和规范要求的应更换钢绞线。夹片要经常检查工作状态，定期更换，并保证原材料质量合格。张拉过程中严格控制张拉应力，操作人员精神集中，认真观察压力表及油泵工作情况，张拉时注意有无异响。4、承压部分砼破坏。后张法预应力张拉时，承压板下面的砼发生局部下陷，沿承压板周边砼受剪切力作用，呈局部破坏状态。当采用一端锚固单向张拉时，张拉锚固端砼较易破坏。1）、原因分析。a、砼强度不足，未达到设计要求90％以上便张拉;支承面不平，局部受压;设计强度不足。b、预应力筋埋设位置不准确，偏差较大。2）、处理措施。a、设计时，应对局部承压强度进行验算，充分考虑承压强度。b、检查预应力筋的埋设位置严格按设计执行。c、严格按张拉程序实施，砼未达到张拉强度严禁过早张拉。d、加强砼施工要求，对张拉端砼振捣应注意加强，提高砼密实性，防止出现蜂窝、疏松等质量通病，人为降低砼强度。对已发生局部破坏的部位，应先将全部预应力筋放松，并剔除损坏的松动砼，经设计核准后，配置适量钢筋网片和螺旋筋，重新浇注砼。待砼强度满足要求后重新张拉。5、孔道灌浆不密实。孔道内灌浆强度低，砂浆不饱满，形成局部空洞。1）、原因分析。原材料选用或配合比不适当；操作工艺未按程序进行。2）、处理措施。a、砂浆的水泥标号不得低于425＃，砂浆强度不低于M20，水灰比控制在0.4～0.45之间，泌水率不超过4％，稠度在14S～18S之间，并按设计要求掺入膨胀剂。b、