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1、淺談預應力后張技術要領和一般出現的問題 近年來，預應力混凝土結構由于其具有能充分利用材料的高強度性能，有效防止混凝土裂縫，減輕結構自重，增大橋梁跨徑，剛度大、行車舒適等優點，在公路橋梁上得到普遍的應用。然而預應力橋梁的裂縫病害相當普遍，特別是箱梁橋。產生裂縫病害的原因很多，其中預應力橋梁施工中出現的若干預應力技術問題，在施工中常出現一些問題，給工程結構的質量帶來一些隱患已受到眾多專家的關注和質疑。本文就對施工過程中常見的張拉技術要領進行探討，分析原因并提出相應的處理方法及預防措施。 一、預應力技術在公路橋梁施工中的應用 1 、預應力技術在受彎構件中的應用 碳纖維具有較高的強度，施工也比較簡單，2、所以采用粘貼碳纖維片材對鋼筋混凝土受彎構件進行加固的方法得到廣泛的應用，但由于加固前結構已存在初始內力，混凝土已有初始的壓應變和拉應變，當壓區混凝土壓應變達到混凝土的極限壓應變時，構件達到極限承載力，從加固到構件達到極限承載力，混凝土的應變增量決定了碳纖維片材的最終應力。如初始應變較大，構件破壞時碳纖維片材的應力較小，其強度高的特點也就得不到充分發揮，可在粘貼碳纖維片材時，先對碳纖維片材施加預應力，使其有初始拉應力，從而提高構件破壞時碳纖維片材的應力，使其得到充分發揮。 2、 預應力技術在加固施工中的應用 道路橋梁加固一般是通過對構件的補強和結構性能的改善來恢復或提高現有道路橋梁的承載能力，以3、延長其使用年限，適應現代交通運輸的要求。其改造的主要技術途徑有：加強薄弱構件增加輔助構件、改變結構體系、減輕恒載、加固暾臺及基礎等，通常加固方法有：橋面補強層加固法、增大截面與配筋加固法；體外預應力加固法；粘貼鋼板加固法；改變結構受力體系加固；增加橫向聯系加固法度；粘貼碳纖維布加固法等實際上卸載的目的就是為了減小加固施工時混凝土的初始應變，此時可預先對構件施加預應力，使受壓區產生拉應力，受拉區產生壓應力，減小構件在初彎矩作用下的拉應變和壓應變，以提高構件達到極限承載力時的應變增量和加固鋼筋的應力，使加固鋼筋得到充分發揮。 3、 預應力技術在鋼筋混凝土多跨連續梁的應用 多跨連續梁有正彎矩區和負彎4、矩區，一般支座處為負彎矩，跨中為正彎矩，當梁的抗彎承載力和抗剪承載力不滿足要求時，需要進行加固處理，跨中正彎矩區抗彎承載力不滿足時，可用粘貼碳纖維的方法進行加固，施工比較容易。主要原因是所加縱筋錨固的問題不宜解決。有時可通過在梁下加大截面提高梁的承載力，這不僅增加了結構的自重，而且還會影響建筑的使用功能，在有些情況下可能不允許。在一定范圍內，隨著軸向壓力的增加，其正截面承載力和斜截面承載力都將會提高。二、張拉前的準備工作1、計算鋼絞線的理論伸長值：張拉采取控制應力與伸長值雙控和上拱度校核的方法進行，實際伸長值應在理論伸長值誤差的6%以內，如超出此范圍，應查明原因，采取措施后方可繼續張拉。2、張5、拉千斤頂、油壓表在施工前進行檢查和校驗，張拉千斤頂和油壓表配套校驗，以確定張拉力與壓力表之間關系曲線，并由千斤頂校驗報告所提供線性回歸方程計算張拉力時的油表讀數，對張拉作業人員進行技術交底，當千斤頂使用超過6個月或200次，或在使用過程中出現不正常現象，應檢修以后重新校驗。3、檢查錨墊板和孔道，孔道要暢通、無水分和雜物，錨具和錨墊板接觸處的焊渣、毛刺、混凝土殘渣要清除干4、安裝錨具和千斤頂：安裝錨具、夾片、限位板、千斤頂、工具錨、調整千斤頂的位置，使千斤頂的張拉力作用線與預應力鋼絞線的軸線重合一致。5、設置張拉操作臺和防護板。制作鐵架，張拉前把鐵架緊靠在梁兩端。千斤頂和倒鏈懸掛在鐵架上，并在距6、離千斤頂1.52.0m處安裝防護板，材料為鋼模板,尺寸寬高在2米以上,以防錨具夾片彈出傷人。三、張拉操作程序I、鋼絞線束張拉順序：當混凝土強度達到設計值85%后，開始張拉，根據先張拉接近中性軸鋼絞線的原則，預應力筋穿束前必須進行編束,防止其產生交叉扭曲.單束鋼絞線的張拉順序：0 I0% con 100%con（持荷2分鐘錨固）2、用穿心式千斤頂電動油泵，按照油泵說明書，將B路截止閥（回油閥）打開，A路截止閥門關閉即可啟動油泵電機，向張拉缸供油進行預張拉，同時調節節流閥，以控制油壓高低和張拉速度。3、油表達到初應力（10% con）所需的讀數時，暫緩進油，量取伸長值作為鋼絞線初應力時的伸長值。47、繼續緩緩慢進，當張拉力達到控制應力時，即可停止向A路供油，并維持兩分鐘，油表穩定后，量取鋼絞線伸長值。5、油閥回旋，同時輕回截止閥（回油閥），A路壓力降至零點，至此完成一次張拉循環，由于鋼絞線的回縮，活塞將被拉回若干毫米，這時工作錨的夾片被帶入錨孔內而自行夾緊鋼絞線。卸下千斤頂并在緊靠錨具后有一定長度的鋼絞線上畫標記線，以便觀察有無滑錨現象。四、孔道注漿1、水泥漿的拌制：孔道壓漿采用純水泥漿，水灰比為0.400.45稠度控制在工1418s之間，泌水率控制在3%以內，水泥為52.5號普通硅酸鹽水泥。水泥漿拌和時，先下水后下灰，拌和時間不少于2min，水泥漿自拌制到壓入孔道的間隔時間不得超過408、min。2、壓漿工藝：(1)、孔道壓漿順序是先下后上，預應力筋張拉后，孔道在48小時內應盡早壓漿。(2)、采用電動活塞式電動壓漿泵，壓漿的壓力保證壓注孔內的水泥漿密實為準，開始壓力要小，逐步增加。每個孔道出漿口端冒出不含氣體的漿液，且稠度與壓注的漿液稠密度相同時，將出口孔眼封閉，壓漿端的泵壓升至0.7Mpa以上，維持時間不宜少于10min，撥除灰漿管及時封閉，壓漿后24小時內禁止梁體受到震動。（3）當氣溫低于5時，孔道壓漿應使用熱水,梁體壓漿后48小時內必須采取保溫措施,可以用塑料布將梁體全部封閉,同時在保溫棚里生火保溫,保證壓漿后梁體不發生凍害.,（4）、拌制水泥漿時，制作標準試塊，同條件下9、做3組,標準養護條件下做2組,作為水泥壓漿28d抗壓強度。水泥漿強度達到設計要求后（通過隨梁養護試件控制），撤消養護，進行移位和吊裝。（5）、壓漿時，應由專人認真負責填寫施工記錄。五、封端及存梁養護孔道壓漿后，立即將梁端水泥漿沖洗干凈，同時清除支撐墊板、錨具及端面混凝土的污垢，并將端面混凝土鑿毛，進行梁體封端，封端混凝土的澆注如一下：設置端部鋼筋網固定封端模板澆注封端混凝土拆模養護。綁扎端部鋼筋網：為固定鋼筋網的位置，可將部分箍筋點焊在支撐墊板上。加固封端模板，以免在澆注混凝土時，模板走動而影響梁長，立模后校核梁體全長。其長度應符合允許偏差的規定。澆注封端混凝土時，要仔細操作并認真插搗，務使錨10、具處的混凝土密實。封端混凝土澆注后，靜置3小時，帶模澆水養護，24小時后脫模，在常溫下養護時間不少于7天。六、張拉及壓漿操作注意事項I、為保證理論伸長值和實際伸長值在規定的范圍內，必須減少額外摩阻，做到波紋管定位準確，孔道內清潔干凈無雜物。2、張拉前根據鋼絞線試驗報告和張拉千斤頂標定試驗報告，認真做好鋼絞線理論伸長值計算和張拉控制應力計算，并對作業人員進行詳細交底。3、張拉前認真檢查各項準備工作，主要有：混凝土強度是否達到張拉強度，張拉所需的千斤頂、油表和張拉控制數值表是否對應，油管的安裝是否準確，錨墊板和鋼絞線是否清理干凈，張拉記錄表和所張拉的預制梁是否對應。4,張拉要嚴格按操作規范進行，進11、油要緩慢進行，兩端對稱張拉時要做到千斤頂升降壓、畫線、量伸長等工作基本一致。5、張拉按既定順序進行，不可隨意張拉，張拉時要認真做好記錄。6、壓漿要嚴格控制好水泥漿的水灰比，稠度、拌和時間、泌水率，同時控制好靜置時間和壓漿壓力7、嚴格遵守安全操作規范，不得違規操作，做好安全防護工作，張拉時千斤頂后要設安全網，并嚴禁千斤頂正后方站人。8,認真檢查油管是否老化，張拉時任何人不要站在油管附近，以防高壓油管破裂傷人。9、孔道壓漿時，工人要戴防護眼鏡，以免水泥漿噴傷眼睛。七、梁體鋼絞線伸長量的計算（1）理論伸長量L由以下公式計算：Pp LL 二 EpAp式中：Pp 預應力筋平均張拉力（N）L 預應力筋長度12、（mm）Ep 預應力筋彈性模量（N/mm2）Ap 預應力筋截面面積（mm2）（2）預應力筋的平均張拉力直線筋取張拉端的拉力P=Pp兩端張拉的曲線筋，Pp值可由以下公式計算：p（1- e-(kx+)）Pp = (kx+)式中：p 預應力筋張拉端的張拉力P（N）；k 孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數：取K=0.0015；x 從張拉端至計算截面長度(m)； 預應力筋與孔道壁的摩擦系數；取=0.225， 從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和(rad)；（3）式中各項變量的取值，依據設計圖紙、橋涵規范，張拉時千斤頂所需工作長度確定。八 目前路橋工程預應力施工技術中存在問題 1、 波紋管堵塞 堵管13、是指在混凝土澆筑后波紋管出現堵塞的現象發生了堵管會導致后期預應力鋼絞線穿束無法通過或張拉預應力時鋼絞線實際伸長值與設計計算值相差很大，給施工帶來不必要的麻煩，即影響了工期，又耗費了人力。引起堵管的原因分析：首先，施工單位在施工過程中沒有嚴格按照施工規范安裝波紋管，出現波紋管定位不精確引起的彎折扭曲、套管接頭松動，或者是在混凝土澆筑施工中，振搗人員在振搗混凝土時操作失誤，造成波紋管局部的破裂，直接導致混凝土水泥漿滲漏到波紋管中造成堵管。其次，波紋管自身的質量缺陷引起漏漿堵管。 2、 預應力超長束一端張拉工藝的問題 國內現澆大跨度(35跨，每跨3050m)預應力連續箱梁底板預應力束一般采用一端張拉14、的工藝。例如某箱梁橋5跨，第一聯跨66m，第二聯跨88m，第三聯跨150m，如采用一端張拉的工藝將一束鋼絞線拉直需要0.30.4Ak的拉力，而如此長的孔道要跨越多道箱梁橫隔板，其孔道摩阻是多少，要通過試驗才能確定。根據國內外相關規范規定：跨度30m以上的預應力橋梁，均要求采用兩端對稱張拉工藝，才能保證跨中有效預應力和橋梁在恒載和活載作用下跨中所需抵抗彎矩的建立：否則會導致跨中承載力不足，而產生正截面裂縫。根據交通部專門調查資料，已通車的公路橋梁中，幾乎都出現過由于張拉工藝不適合而產生大量裂縫的現象。 3、 后張預應力結構張拉力控制的問題 預應力施工作業不夠規范，特別是張拉力控制不嚴對預應力橋梁15、質量影響較大。一般張拉作業采用張拉力和預應力筋伸長量同時控制，以張拉力為主，以伸長值校核張拉力。通常張拉力的計量采用1.5級油壓，誤差大，有的千斤頂甚至未經計量標定就張拉，而且張拉人員多數未經專業培訓，如果作業不專心，經常容易出現較大誤差，甚至讀錯表，發生張拉力忽高忽低的現象。特別在多束張拉時，由于每束張拉力都不同，往往對預應力筋的伸長值計算不準確，彈性模量取值混亂，實際張拉時難以做到將伸長量按規范規定控制在6范圍內，導致張拉力失控。 4、 預應力結構張拉前出現裂隙問題 鋼筋砼結構在使用荷載作用下裂隙是不能避免的，部分預應力的B類構件也允許出現有限制的裂隙，而在預制場內的構件，則應盡量避免出現16、裂隙。張拉前出現的裂隙經常是由于干縮和溫差造成的。裂縫常在表面處，寬度較細、分布不均，梁板類構件多沿短方向分布，有時產生在箍筋位置，有時從構件頂面延伸到構件側面，溫度裂縫溫度裂縫有表面的、深進的和貫穿的，走向元一定規律。梁板式構件裂縫多平行于短邊，深進和貫穿的裂縫一般與短邊方向平行，裂縫沿構件全長分段出現。 5、 預應力鋼筋孔道堵塞問題 這種現象主要發生在后張法構件中，預留孔道塌陷或堵塞使預應力筋不能順利穿過，不能保證灌注工程質量，影響張拉效果。產生的主要原因是抽芯過早，水泥砼尚未凝固，不具有一定的強度，或抽芯太晚，橡膠抽拔管可能被拔斷。九、路橋工程中預應力技術相關問題解決方案 遇到堵管問題，17、首先根據預應力筋曲線坐標，標注漏漿孔道堵塞的位置，在避開梁的主筋位置，采用沖擊鉆緩慢進行開孔，清除波紋管中的水泥漿塊，使鋼絞線能順利穿過波紋管并能夠自由伸縮；然后待張拉完畢后用高一等級微膨脹混凝土封堵孔洞。可采取以下預防措施：在施工下料前對波紋管質量仔細檢查，對有缺陷的波紋管及早發現；在澆筑混凝土前檢查波紋管的安裝位置，固定好，檢查套管接頭連接是否牢固，密閉性是否達到要求；在澆筑混凝土過程中注意波紋管的保護，避免振搗棒碰壞波紋管。 為預防表面溫度裂縫，應控制構件內外過大的溫差，在夏季施工時優先使用低水化熱水泥。在低溫時預制構件應采取保溫措施，不要過早拆除模板。對空心板等薄壁構件適當延長拆模時間，使之緩慢降溫。預制構件和臺座之間應涂刷有效隔離劑以預防粘接，使構件不受底模熱脹冷縮的作用。在砼澆筑前的施工作業中應注意保護隔離劑，對于用長線法生產先張構件應及時放松應力筋，以減少約束作用。十、 結語 在道路橋梁施工預應力工藝較復雜，在預應力施工中應做好預應力施工操作人員的技能培訓，嚴格要求按照操作程序施工，認真做好施工前后的各項檢查，早發現問題，因此從設計到施工的所有技術人員都應精心設計、保證工程順利施工，編制科學合理的施工方案嚴格按照施工驗收規范、操作規程作業，同時應不斷應用新技術、新材料、新工藝，確保工程施工質量。