论文部分内容阅读
【摘要】探讨了在预应力混凝土构件中预应力张拉工艺控制要点，重点是如何建立准确有效的预应力措施。
【关键词】预应力，张拉，质量控制
预应力混凝土结构中预应力张拉是最为关键的一道工序，就像人的脊柱一样起着至关重要的作用，预应力充分发挥了高等级混凝土的抗压性能和高强度钢绞线的抗拉性能，以其良好的受力特性而在桥梁工程中得到广泛应用。在预应力混凝土结构中，预应力张拉的质量控制，直接影响到预应力的效果。预应力张拉工艺质量控制的好坏，是能否建立准确的、符合设计要求的有效预应力值的关键。
一、预应力钢绞线安装质量控制
1、预应力工程需用的材料：预应力钢束、锚具、夹具、波纹管等相关材料的类型须符合设计规定和预应力钢束张拉的需要。进场前根据设计和规范等的要求提供相关资质资料、质保资料和试验资料，进场后由有资质的试验机构根据设计和规范要求进行抽检，合格后才能使用。
2、预应力钢束的位置：预应力钢束的孔道和张拉槽口位置的准确是预应力张拉质量控制的关键。孔道和槽口位置不准确就会改变结构受力状态，如果曲线孔道标高变化段不圆顺还会增大预应力孔道摩阻损失，因此孔道和槽口位置准确与否直接关系到施工的预应力度能否与设计的预应力度相吻合，对结构安全和工程使用阶段是否会产生裂缝都有很深的影响。在施工过程中根据设计和规范的要求布置孔道定位筋，定位筋的位置要准确和牢固，在孔道平曲线位置设置防崩钢筋加强以及增加定位筋确保位置准确。
3、波纹管的施工：波纹管安装时固定牢固，连接接头紧密牢固，避免模板、钢筋、浇筑砼施工过程中对波纹管的破坏，特别是结构钢筋碰到波纹管要进行割断避让，再采取加强加固的办法进行闭合。
4、预应力钢束穿束：预应力穿束必须先编号，每隔1m绑扎牢固，同时进行穿束，如多根钢绞线缠绞在一起，张拉时各根钢绞线受力不均匀，增大了钢绞线之间的摩阻，造成预应力损失加大。
5、钢筋、模板、砼浇筑施工：施工过程中不能对预应力孔道和槽口的位置进行移位，不能对波纹管造成破坏，砼浇筑时在孔道两侧对称浇筑，振捣棒不要靠波纹管太近，孔道和槽口的位置砼一定要浇筑密实，特别是槽口锚垫板后的砼仔细振捣密实。
二、预应力钢绞线张拉质量控制
1、施工前的主要准备工作
1.1、预应力钢束理论延伸量的计算：必须对《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）中理论伸长值的计算有个正确理解：①预应力孔道坐标符合设计要求、曲线孔道圆顺的情况下，孔道局部偏差和预应力筋与孔道壁间的摩擦系数对理论伸长值大小的影响不大，均可按照规范取中值。②钢绞线的弹性模量Ep取值对理论伸长值大小的影响较大，应根据实测值进行计算。③L的取值：计算平均张拉力时应按照孔道长度计算，计算伸长值时L的取值应加上锚垫板至工具夹片的前端的距离。另外在比较理论伸长值与实际伸长值时应以初应力到控制应力部分的值为准进行比较，因为从零到初应力的伸长值是推算的，并且测量次数多，产生累积误差较大。
1.2、千斤顶的配置：预应力张拉，一般都采用液压拉伸机，以高压油泵为驱动力的液压千斤顶，完成对预应力束的张拉、锚固和千斤顶的回程动作。千斤顶有单作用、双作用、三作用和连续顶推千斤顶。
1.3、钢束张拉控制力与油表读数对应计算书：施工规范中，σcon为张拉时的控制应力值，理解上应与设计规范中预应力锚下的张控制应力相吻合，包括各项预应力损失值。根据千斤顶标定的数据和设计规定的张拉控制应力来计算出油表读数和张拉控制应力的对应表。
1.4、张拉顺序：张拉顺序应按照设计规定进行，一般原则为：先长后短，先横梁后纵梁，先上后下，先中间后两边，同时对称的原则。张拉顺序图需得到设计部门的认可。若设计没有规定应避免使构件截面呈过大的偏心受力状态，不使构件边缘产生过大的拉应力。尤其对曲线桥梁更应注意，张拉时不能使曲线梁内、外边缘产生过大的拉应力，而使梁腹产生裂缝。张拉时必须先张拉靠近截面形心的钢束，如果有多排钢束，必须对称进行。
1.5、施工人员进行技术交底：预应力张拉施工人员必须是有操作证的熟练工人，施工前将张拉工艺、张拉数据、张拉顺序图、张拉记录等对所有参加施工人员进行交底。
1.6、锚环、夹片的检查：锚环和夹片在张拉前需检查型号是否符合要求，是否有生锈现象，如有要及时除锈，避免滑絲。
1.7、张拉孔道、槽口检查：张拉前对孔道位置全面进行检查，看是否有裂缝、砼松散等现象，张拉槽口要检查是否密实，如发现问题及时处理好才能进行张拉。
2、预应力张拉：
2.1、张拉程序： 从20世纪90年代初开始，我国广泛应用夹片式锚具的预应力锚固体系，这类锚具在张千斤顶回油放松力筋时，由于限位板的作用夹片会同时回缩而形成良好的自锚性能。对目普遍使用的高强度、低松弛预应力钢绞线，一般不需采用超张拉工艺。 夹片式锚具低松弛钢绞线0→初应力→σcon（持荷2min锚固）
2.2、孔道摩阻测试：对后张法构件孔道摩擦系数值与材料类型、特征、孔道成型情况、钢束的长短等都有很大关系。设计规范中给出了用于预应力损失估算的参考值，为获得比较准确的摩擦系数值，正式预应力张拉前孔道摩阻进行现场测试，测试时对10～50m、50～100m，100m～150m的钢束进行孔道摩阻系数μ的测试。测试的结果需设计部门认可，将测试好的数据和采用钢束实际弹性模量重新计算钢束理论延伸量，来控制和判断预应力张拉的质量。
2.3、张拉控制应力与伸长值双控：
预应力筋张拉采用应力控制、伸长值校核，即“双控”。实测伸长值与理论伸长值的差值应符合没计要求，设汁未规定的，按6%以内控制。工程实践中，预应力筋的实际伸长值与计算值之间难免会存在一定的误差，这是由于：
①力筋实际弹性模量与计算取值不一致，即使采取抽样检验，其数值也会有偏差。
②千斤顶输出力不准确，尤其是使用一段时期而尚未须重新校验，或千斤顶张拉力与油表值对应曲线内差存在误差。
预应力砼连续梁一般都是作为全预应力结构进行设计，准确的建立预应力度极为重要。但是实际施工中常有由于以上原因造成预应力不足、梁体产生裂缝、支座破坏等问题，因此预应力砼结构施工过程中必须全过程严格控制影响预应力施工质量。
【关键词】预应力，张拉，质量控制
预应力混凝土结构中预应力张拉是最为关键的一道工序，就像人的脊柱一样起着至关重要的作用，预应力充分发挥了高等级混凝土的抗压性能和高强度钢绞线的抗拉性能，以其良好的受力特性而在桥梁工程中得到广泛应用。在预应力混凝土结构中，预应力张拉的质量控制，直接影响到预应力的效果。预应力张拉工艺质量控制的好坏，是能否建立准确的、符合设计要求的有效预应力值的关键。
一、预应力钢绞线安装质量控制
1、预应力工程需用的材料：预应力钢束、锚具、夹具、波纹管等相关材料的类型须符合设计规定和预应力钢束张拉的需要。进场前根据设计和规范等的要求提供相关资质资料、质保资料和试验资料，进场后由有资质的试验机构根据设计和规范要求进行抽检，合格后才能使用。
2、预应力钢束的位置：预应力钢束的孔道和张拉槽口位置的准确是预应力张拉质量控制的关键。孔道和槽口位置不准确就会改变结构受力状态，如果曲线孔道标高变化段不圆顺还会增大预应力孔道摩阻损失，因此孔道和槽口位置准确与否直接关系到施工的预应力度能否与设计的预应力度相吻合，对结构安全和工程使用阶段是否会产生裂缝都有很深的影响。在施工过程中根据设计和规范的要求布置孔道定位筋，定位筋的位置要准确和牢固，在孔道平曲线位置设置防崩钢筋加强以及增加定位筋确保位置准确。
3、波纹管的施工：波纹管安装时固定牢固，连接接头紧密牢固，避免模板、钢筋、浇筑砼施工过程中对波纹管的破坏，特别是结构钢筋碰到波纹管要进行割断避让，再采取加强加固的办法进行闭合。
4、预应力钢束穿束：预应力穿束必须先编号，每隔1m绑扎牢固，同时进行穿束，如多根钢绞线缠绞在一起，张拉时各根钢绞线受力不均匀，增大了钢绞线之间的摩阻，造成预应力损失加大。
5、钢筋、模板、砼浇筑施工：施工过程中不能对预应力孔道和槽口的位置进行移位，不能对波纹管造成破坏，砼浇筑时在孔道两侧对称浇筑，振捣棒不要靠波纹管太近，孔道和槽口的位置砼一定要浇筑密实，特别是槽口锚垫板后的砼仔细振捣密实。
二、预应力钢绞线张拉质量控制
1、施工前的主要准备工作
1.1、预应力钢束理论延伸量的计算：必须对《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）中理论伸长值的计算有个正确理解：①预应力孔道坐标符合设计要求、曲线孔道圆顺的情况下，孔道局部偏差和预应力筋与孔道壁间的摩擦系数对理论伸长值大小的影响不大，均可按照规范取中值。②钢绞线的弹性模量Ep取值对理论伸长值大小的影响较大，应根据实测值进行计算。③L的取值：计算平均张拉力时应按照孔道长度计算，计算伸长值时L的取值应加上锚垫板至工具夹片的前端的距离。另外在比较理论伸长值与实际伸长值时应以初应力到控制应力部分的值为准进行比较，因为从零到初应力的伸长值是推算的，并且测量次数多，产生累积误差较大。
1.2、千斤顶的配置：预应力张拉，一般都采用液压拉伸机，以高压油泵为驱动力的液压千斤顶，完成对预应力束的张拉、锚固和千斤顶的回程动作。千斤顶有单作用、双作用、三作用和连续顶推千斤顶。
1.3、钢束张拉控制力与油表读数对应计算书：施工规范中，σcon为张拉时的控制应力值，理解上应与设计规范中预应力锚下的张控制应力相吻合，包括各项预应力损失值。根据千斤顶标定的数据和设计规定的张拉控制应力来计算出油表读数和张拉控制应力的对应表。
1.4、张拉顺序：张拉顺序应按照设计规定进行，一般原则为：先长后短，先横梁后纵梁，先上后下，先中间后两边，同时对称的原则。张拉顺序图需得到设计部门的认可。若设计没有规定应避免使构件截面呈过大的偏心受力状态，不使构件边缘产生过大的拉应力。尤其对曲线桥梁更应注意，张拉时不能使曲线梁内、外边缘产生过大的拉应力，而使梁腹产生裂缝。张拉时必须先张拉靠近截面形心的钢束，如果有多排钢束，必须对称进行。
1.5、施工人员进行技术交底：预应力张拉施工人员必须是有操作证的熟练工人，施工前将张拉工艺、张拉数据、张拉顺序图、张拉记录等对所有参加施工人员进行交底。
1.6、锚环、夹片的检查：锚环和夹片在张拉前需检查型号是否符合要求，是否有生锈现象，如有要及时除锈，避免滑絲。
1.7、张拉孔道、槽口检查：张拉前对孔道位置全面进行检查，看是否有裂缝、砼松散等现象，张拉槽口要检查是否密实，如发现问题及时处理好才能进行张拉。
2、预应力张拉：
2.1、张拉程序： 从20世纪90年代初开始，我国广泛应用夹片式锚具的预应力锚固体系，这类锚具在张千斤顶回油放松力筋时，由于限位板的作用夹片会同时回缩而形成良好的自锚性能。对目普遍使用的高强度、低松弛预应力钢绞线，一般不需采用超张拉工艺。 夹片式锚具低松弛钢绞线0→初应力→σcon（持荷2min锚固）
2.2、孔道摩阻测试：对后张法构件孔道摩擦系数值与材料类型、特征、孔道成型情况、钢束的长短等都有很大关系。设计规范中给出了用于预应力损失估算的参考值，为获得比较准确的摩擦系数值，正式预应力张拉前孔道摩阻进行现场测试，测试时对10～50m、50～100m，100m～150m的钢束进行孔道摩阻系数μ的测试。测试的结果需设计部门认可，将测试好的数据和采用钢束实际弹性模量重新计算钢束理论延伸量，来控制和判断预应力张拉的质量。
2.3、张拉控制应力与伸长值双控：
预应力筋张拉采用应力控制、伸长值校核，即“双控”。实测伸长值与理论伸长值的差值应符合没计要求，设汁未规定的，按6%以内控制。工程实践中，预应力筋的实际伸长值与计算值之间难免会存在一定的误差，这是由于：
①力筋实际弹性模量与计算取值不一致，即使采取抽样检验，其数值也会有偏差。
②千斤顶输出力不准确，尤其是使用一段时期而尚未须重新校验，或千斤顶张拉力与油表值对应曲线内差存在误差。
预应力砼连续梁一般都是作为全预应力结构进行设计，准确的建立预应力度极为重要。但是实际施工中常有由于以上原因造成预应力不足、梁体产生裂缝、支座破坏等问题，因此预应力砼结构施工过程中必须全过程严格控制影响预应力施工质量。