后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在張拉施工過程的質(zhì)量控制
關(guān)鍵詞：材料檢驗(yàn),張拉材料制作安裝,張拉工藝,管道壓漿
預(yù)應(yīng)力，即在混凝土結(jié)構(gòu)沒承載前就預(yù)先給一個(gè)擠壓力，在受拉區(qū)內(nèi)將鋼材進(jìn)行張拉，利用鋼材的回縮力使混凝土預(yù)先受壓，限制混凝土伸長，以充分發(fā)揮鋼材抗拉能力強(qiáng)的潛力。由于預(yù)應(yīng)力混凝土比普通混凝土提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度，增加了構(gòu)件的耐久性，減輕構(gòu)件自重，節(jié)約材料成本等優(yōu)點(diǎn)，越來越多的橋梁采用了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的形式，由于增加了張拉工序，制作技術(shù)比鋼筋混凝土復(fù)雜，出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的環(huán)節(jié)也多了，如何控制預(yù)應(yīng)力混凝土張拉前后的質(zhì)量也就成為預(yù)應(yīng)力橋梁施工的關(guān)鍵。
一、預(yù)應(yīng)力混凝土有關(guān)材料的檢驗(yàn)
預(yù)應(yīng)力混凝土有關(guān)材料檢驗(yàn)包括鋼材，成孔管道，預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)的錨具、夾具、連接器，注漿用材料以及張拉機(jī)具的檢驗(yàn)。
�。ㄒ唬╀摬牡臋z驗(yàn)試驗(yàn)
預(yù)應(yīng)力混凝土所使用的鋼材有高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線和鋼筋等，所用鋼材必須有出廠質(zhì)量合格證明及反映預(yù)應(yīng)力筋主要性能的出廠檢驗(yàn)報(bào)告。進(jìn)場后應(yīng)分批檢驗(yàn)，首先進(jìn)行外觀檢查。鋼材表面不得有裂紋、油漬、銹蝕、麻坑。鋼絲不得有機(jī)械損傷、氧化鐵皮、分層、結(jié)疤；鋼絞線不得有折斷、橫裂和相互交叉，鋼絲花距應(yīng)一致；保證鋼絲和鋼絞線與混凝土有足夠粘結(jié)力，避免應(yīng)力集中和耐疲勞強(qiáng)度的降低。外觀檢查合格后，按標(biāo)準(zhǔn)取樣進(jìn)行復(fù)試，經(jīng)力學(xué)性能試驗(yàn)合格后方可用于工程當(dāng)中。
（二）后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力成孔管道檢驗(yàn)
后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土成孔管道由澆筑在混凝土中的剛性或半剛性管道構(gòu)成，對(duì)一般工程，也可采取金屬管道及膠管抽芯等方法進(jìn)行預(yù)留。所用的材料可為金屬和聚乙烯管。橋梁施工中多采用波紋管、無縫鋼管、普通橡膠管和鋼絲夾層橡膠管等。
1、波紋管檢驗(yàn)要求：使用前必須按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。
�。�1）取樣進(jìn)行試驗(yàn)。其一要滿足在外力作用下有抵抗變形的能力；其二滿足在混凝土澆筑過程中，水泥漿不會(huì)滲入管內(nèi)的要求。
�。�2）波紋管要逐根進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，內(nèi)外表面不得有砂眼，咬口必須牢固，不得有松散現(xiàn)象。
�。�3）波紋管內(nèi)外表面清潔，不得有雜質(zhì)，不得有不規(guī)則的褶皺和銹蝕現(xiàn)象。
2、用無縫鋼管作芯管，多用于留直線孔道。鋼管表面必須圓滑，預(yù)埋前應(yīng)防銹、刷油，兩根鋼管接頭處可用0.5mm厚鐵皮做的套管連接，套管內(nèi)表面要與鋼管外表面緊密貼合，以防漏漿。抽管前每隔10～15min轉(zhuǎn)管一次。
3、普通橡膠管（壁厚6～7mm）和鋼絲夾層橡膠管可用于預(yù)留直線或曲線孔道。用前都必須做強(qiáng)度和嚴(yán)密性的試驗(yàn)。
（三）錨具、夾具和連接器的檢驗(yàn)
1、預(yù)應(yīng)力筋錨具、夾具和連接器應(yīng)具有可靠的錨固性能、足夠的承載能力和良好的適用性，能保證充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度，安全地實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)。
2、預(yù)應(yīng)力筋錨具應(yīng)按設(shè)計(jì)要求采用。錨具應(yīng)滿足分級(jí)張拉、補(bǔ)張拉以及放松預(yù)應(yīng)力的要求。用于后張結(jié)構(gòu)時(shí)，錨具或其附件上宜設(shè)置壓漿孔或排氣孔，壓漿孔應(yīng)有足夠的截面面積，以保證漿液的暢通。
3、用于后張法的連接器，必須符合錨具的性能要求。
4、錨具、夾具和連接器進(jìn)場時(shí)，除應(yīng)按出廠合格證和質(zhì)量證明書核查其錨固性能類別、型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量外，還應(yīng)進(jìn)行外觀檢查和硬度檢驗(yàn)，外觀檢查應(yīng)從每批中抽取10%的錨具且不少于10套，硬度檢驗(yàn)應(yīng)從每批中抽取5%的錨具且不少于5套，如有一套不合格，應(yīng)另取雙倍數(shù)量的錨具重做試驗(yàn)，如仍有一套不合格，則應(yīng)逐個(gè)檢查，合格者方可使用。對(duì)于大橋等重要工程，當(dāng)質(zhì)量證明書不齊全、不正確或質(zhì)量有疑點(diǎn)時(shí)，經(jīng)上述兩項(xiàng)試驗(yàn)合格后，應(yīng)從同批中抽取6套錨具（夾具或連接器）組成3個(gè)預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件，進(jìn)行靜載錨固性能試驗(yàn)，如有一個(gè)試件不符合要求，則應(yīng)另取雙倍數(shù)量的錨具（夾具或連接器）重做試驗(yàn)，如仍有一個(gè)試件不符合要求，則該批錨具（夾具或連接器）為不合格品，不得用于橋梁建設(shè)中。
（四）孔道壓漿所用材料的檢驗(yàn)
1、水泥
宜采用硅酸鹽水泥或普通水泥。水泥的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于42.5級(jí)，符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，并附有制造廠的水泥品質(zhì)試驗(yàn)報(bào)告等合格證明文件。水泥進(jìn)場后，應(yīng)按其品種、強(qiáng)度、證明文件以及出廠時(shí)間等情況分批進(jìn)行檢查驗(yàn)收。對(duì)所用水泥應(yīng)進(jìn)行復(fù)查試驗(yàn)。水泥如受潮或存放時(shí)間超過3個(gè)月，應(yīng)重新取樣檢驗(yàn)，并按其復(fù)驗(yàn)結(jié)果使用。
2、水
應(yīng)不含有對(duì)預(yù)應(yīng)力筋或水泥有害的成分，每升水不得含有500mg以上的氯化物離子或任何一種其他有機(jī)物�？刹捎们鍧嵉娘嬘盟�。
3、外加劑
宜采用具有低含水量、流動(dòng)性好、最小滲出及膨脹性等特性的外加劑，它們不得含有對(duì)預(yù)應(yīng)力筋或水泥有害的化學(xué)物質(zhì)。外加劑的用量通過試驗(yàn)確定。
�。ㄎ澹╊A(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備的選擇
張拉機(jī)具有：油壓千斤頂、配套油泵和外接油管。
施加預(yù)應(yīng)力所用的機(jī)具設(shè)備及儀表應(yīng)由專人使用和管理，并應(yīng)定期維護(hù)和校驗(yàn)。千斤頂必須連同配套用的油泵、油管和壓力表一起同時(shí)標(biāo)定。以確定張拉力與壓力表之間的關(guān)系曲線，校驗(yàn)應(yīng)在經(jīng)主管部門授權(quán)的法定計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)定期進(jìn)行。張拉機(jī)具設(shè)備應(yīng)與錨具配套使用，并應(yīng)在進(jìn)場時(shí)進(jìn)行檢查和校驗(yàn)。對(duì)長期不使用的張拉機(jī)具設(shè)備，應(yīng)在使用前進(jìn)行全面校驗(yàn)。當(dāng)千斤頂使用超過6個(gè)月或200次或在使用過程中出現(xiàn)不正�，F(xiàn)象或檢修以后應(yīng)重新校驗(yàn)。彈簧測(cè)力計(jì)的校驗(yàn)期限不宜超過2個(gè)月。
進(jìn)場材料經(jīng)檢驗(yàn)合格后，由專人保管驗(yàn)收，防止銹蝕和丟失。
二、鋼材、套管、錨具等制作安裝的質(zhì)量控制要點(diǎn)
�。ㄒ唬╀摬闹瓢�
1、預(yù)應(yīng)力筋的下料應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)給定的尺寸進(jìn)行，并核算設(shè)計(jì)是否考慮張拉時(shí)的工作長度。鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋、冷拉Ⅳ級(jí)鋼筋、冷拔低碳鋼絲及精軋螺紋鋼筋的切斷，宜采用切斷機(jī)或砂輪鋸，不得采用電弧切割。
2、預(yù)應(yīng)力筋由多根鋼絲或鋼絞線組成時(shí)，同束內(nèi)應(yīng)采用強(qiáng)度相等的預(yù)應(yīng)力鋼材。編束時(shí)，應(yīng)逐根理順，綁扎牢固，防止互相纏繞。
3、預(yù)應(yīng)力筋可在澆筑混凝土之前或之后穿入管道，對(duì)鋼絞線，可將一根鋼束中的全部鋼絞線編束后整體裝入管道中，也可逐根將鋼絞線穿入管道。穿束前應(yīng)檢查錨墊板和孔道，錨墊板應(yīng)位置準(zhǔn)確，孔道內(nèi)應(yīng)暢通，無水和其他雜物。
4、對(duì)在混凝土澆筑及養(yǎng)生之前安裝在管道中但在規(guī)定時(shí)限內(nèi)沒有壓漿的預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)采取防止銹蝕或其他防腐蝕的措施，直至壓漿。在力筋安裝在管道中后，管道端部開口應(yīng)密封以防止?jié)駳膺M(jìn)入。在任何情況下，當(dāng)在安裝有預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)件附近進(jìn)行電焊時(shí)，對(duì)全部預(yù)應(yīng)力筋和金屬件均應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，防止濺上焊渣或造成其他損壞。對(duì)在混凝土澆筑之前穿束的管道，力筋安裝完成后，應(yīng)進(jìn)行全面檢查，以查出可能被損壞的管道。
�。ǘ┨坠馨惭b
1、波紋管的鋪設(shè)，一定要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)給定孔道坐標(biāo)位置固定。固定管道的鋼筋支架，對(duì)于鋼管不宜大于1m；對(duì)于波紋管不宜大于0.8m；對(duì)于膠管間距不得大于50cm，對(duì)于曲線管道宜適當(dāng)加密。支架要與梁體鋼筋焊牢。
2、要防止套管接口松散、脫落。連接管應(yīng)具有一定長度，并有足夠的密封性。澆筑混凝土?xí)r，不允許從套管與套管、套管與錨具連接處和模板與錨具之間漏進(jìn)水泥灰漿。
3、在某些部位，如梁端附近等處，套管安裝時(shí)其相互間（如主鋼束套管與橫向鋼束套管之間）套管與構(gòu)造鋼筋間發(fā)生矛盾時(shí)，應(yīng)按主鋼束、橫向鋼束、套管鋼筋的順序考慮，后者讓先者，確保主鋼束套管位置準(zhǔn)確。當(dāng)在箍筋外側(cè)布置鋼束或穿過箍筋間布置時(shí)，不得為錯(cuò)開箍筋而使鋼束局部彎曲，而應(yīng)在較長范圍內(nèi)，將鋼束套管按緩和曲線設(shè)置。
4、混凝土澆筑過程中，要注意保護(hù)套管。施工人員不得隨意踩踏，不得用振搗棒碰、撞、捌、撬套管，防止套管發(fā)生位移或被砸扁及孔道漏漿造成堵孔；安套管時(shí)，同時(shí)在管內(nèi)穿一根鉛絲作為清除可能滲入孔道內(nèi)水泥漿的牽引線，在澆筑混凝土過程中，同時(shí)清潔孔道內(nèi)可能滲入的水泥漿。
5、鋼筋必須架立牢固，使其能牢固地置于模板內(nèi)的設(shè)計(jì)位置。不能因澆筑或振搗等作業(yè)的荷載，使其變形。防止鋼筋因變形而改變套管位置壓壞套管。
（三）錨具安裝
1、在模板上安裝錨具時(shí)，必須保證錨具十分牢固。要充分注意防止從模板與錨具之間，錨具與套管之間漏進(jìn)水泥漿。
2、布設(shè)錨具時(shí)，一定要進(jìn)行詳細(xì)檢查，以保證錨固面與預(yù)應(yīng)力鋼材垂直，而且在錨具和套管的接縫部分不產(chǎn)生折線。否則，在施加張拉力后予以錨固時(shí)，就會(huì)有彎曲作用力矩作用到預(yù)應(yīng)力鋼筋上，造成預(yù)應(yīng)力鋼筋斷裂。而且也造成摩阻在錨具附近顯著增大的缺陷，同時(shí)也是造成錨具破壞的原因。
三、后張法張拉工藝控制要點(diǎn)
1、施加預(yù)應(yīng)力之前，現(xiàn)場必須完成以下準(zhǔn)備工作：
1）應(yīng)具備經(jīng)批準(zhǔn)的張拉程序和現(xiàn)場施工說明書；
2）已具備預(yù)應(yīng)力施工知識(shí)和正確操作的施工人員；
3）錨具安裝正確，對(duì)后張構(gòu)件，混凝土已達(dá)到要求的強(qiáng)度；
4）已具備確保安全操作人員和設(shè)備安全的必要的預(yù)防措施。
2、實(shí)施張拉時(shí)，應(yīng)使千斤頂?shù)膹埨ψ饔镁�與預(yù)應(yīng)力筋的軸線重合一致。
3、預(yù)應(yīng)力筋張拉控制應(yīng)力按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制。采用應(yīng)力控制方法張拉時(shí)，應(yīng)以伸長值進(jìn)行校核，實(shí)際伸長值與理論伸長值的差值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，實(shí)際伸長值與理論伸長值的差值應(yīng)控制在6%以內(nèi)，否則應(yīng)暫停張拉，待查明原因并采取措施予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，應(yīng)先調(diào)整到初應(yīng)力σ0，該初應(yīng)力宜為張拉控制應(yīng)力σcon的10%～15%，伸長值應(yīng)從初應(yīng)力時(shí)開始量測(cè)。
4、張拉時(shí)，構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)，不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)值的75%。
5、預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)，可采取分批、分階段對(duì)稱張拉。應(yīng)使用能張拉多根鋼絞線或鋼絲的千斤頂同時(shí)對(duì)每一鋼束中的全部力筋施加應(yīng)力。
6、預(yù)應(yīng)力筋張拉端的設(shè)置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)設(shè)計(jì)無具體要求時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：
1）對(duì)曲線預(yù)應(yīng)力筋或長度大于等于25m的直線預(yù)應(yīng)力筋，宜在兩端張拉；對(duì)長度小于25m的直線預(yù)應(yīng)力筋，可在一端張拉。
2）曲線配筋的精軋螺紋鋼筋應(yīng)在兩端張拉，直線配筋的可在一端張拉。
3）當(dāng)同一截面中有多束一端張拉的預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，張拉端宜分別設(shè)置在構(gòu)件的兩端。預(yù)應(yīng)力筋采用兩端張拉時(shí)，可先在一端張拉錨固后，再在另一端補(bǔ)足預(yù)應(yīng)力值進(jìn)行錨固。
7、預(yù)應(yīng)力筋在張拉控制應(yīng)力達(dá)到穩(wěn)定后方可錨固。預(yù)應(yīng)力筋錨固后的外露長度不宜小于30mm，錨具應(yīng)用封端混凝土保護(hù)。
四、管道壓漿及封錨
常規(guī)后張預(yù)應(yīng)力混凝土的預(yù)應(yīng)力筋張拉后處于高應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)腐蝕非常敏感，所以張拉后盡早進(jìn)行孔道灌漿，并達(dá)到水泥漿十分飽滿、密實(shí)，完全裹住預(yù)應(yīng)力筋的要求。
�。ㄒ唬┗炷翝仓埃瑸槭够覞{順利灌入管道，最重要的是檢查管道布置狀況是否良好。
要求管道孔暢通，不塌陷、不堵塞，錨具與套管接頭或套管之間接頭應(yīng)可靠，而且排出孔與灌入孔的位置要適當(dāng)，套管的支撐要牢固。
�。ǘ┗炷翝仓^程中與澆筑后，由于澆筑混凝土?xí)r，常因不慎碰破套管，所以澆筑混凝土后要進(jìn)行仔細(xì)檢查，看管道有無堵塞，錨具附近是否漏進(jìn)水泥灰漿。如有漏漿現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)管道進(jìn)行清潔處理。
�。ㄈ┕艿拦酀{前，要對(duì)材料（如水泥、外加劑、鋁粉、粉煤等）數(shù)量、種類、質(zhì)量進(jìn)行確認(rèn)，以便保證在滿足必要的水泥漿稠度的同時(shí)，盡量減小泌水率。
1、灌漿用水泥漿的水灰比不應(yīng)大于0.45，適量摻入減水劑，水灰比可減小到0.35；水泥漿的泌水率最大不得超過3%，拌和后3h泌水率不宜大于2%，泌水應(yīng)能在24h內(nèi)全部重新被水泥漿吸收；當(dāng)水泥漿摻入適量膨脹劑，其自由膨脹率應(yīng)不大于10%；
2、灌漿用水泥漿的抗壓強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，當(dāng)設(shè)計(jì)無具體規(guī)定時(shí)不應(yīng)小于30Mpa。
�。ㄋ模┕酀{作業(yè)
1、水泥漿自拌制至壓入孔道的延續(xù)時(shí)間，視氣溫情況而定，一般在30～45min范圍內(nèi)。水泥漿在使用前和壓注過程中應(yīng)連續(xù)攪拌。
2、壓漿時(shí)，對(duì)曲線孔道和豎向孔道應(yīng)從最低點(diǎn)的壓漿孔壓入，由最高點(diǎn)的排氣孔排氣和泌水。壓漿順序宜先壓注下層孔道。
3、壓漿應(yīng)緩慢、均勻地進(jìn)行，不得中斷，并應(yīng)將所有最高點(diǎn)的排氣孔依次一一放開和關(guān)閉，使孔道內(nèi)排氣通暢。壓漿應(yīng)使用活塞式壓漿泵，不得使用壓縮空氣。
4、壓漿過程中及壓漿后48h內(nèi)，結(jié)構(gòu)混凝土的溫度不得低于5℃,否則應(yīng)采取保溫措施。當(dāng)氣溫高于35℃時(shí)，壓漿宜在夜間進(jìn)行。
�。ㄎ澹┓忮^
對(duì)需封錨的錨具，壓漿后應(yīng)先將其周圍沖洗干凈并對(duì)梁端混凝土鑿毛，然后設(shè)置鋼筋網(wǎng)澆筑封錨混凝土。封錨混凝土的強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，一般不宜低于構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)值的80%。澆筑完封錨混凝土后，構(gòu)件才允許吊運(yùn)、安裝。
綜上所述，在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工時(shí)，必須于施工前及施工過程中從各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，深入分析預(yù)應(yīng)力張拉前后可能出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷及產(chǎn)生的原因，采取針對(duì)性的措施，確保橋梁的主體結(jié)構(gòu)按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)保質(zhì)保量完成。
