論后張法預應力結構在工程中應用

論后張法預應力結構在工程中應用預應力砼結構在市政橋梁工程中應用較為廣泛。為此，對此項工作的施工技術及施工管理應予以特別重視。在此，本人以※※工程中后張法預應力施工過程淺談自己的看法。一、工程概況。※※設計采用現(xiàn)澆箱梁和預制箱梁兩部分，全部箱梁均架設在蓋梁上（見圖一），均為后張法預應力結構。蓋梁和預制箱梁工藝上采用雙向雙控張拉，現(xiàn)澆箱梁為單向雙控張拉。圖一預應力結構簡圖其結構和張拉要求如下：1、蓋梁斷面結構為倒T型，梁高2.5m，寬1.2m，梁體內布設6束ФJ15.24—12鋼絞線，每束鋼絞線控制應力為RY=1339mpa，張拉控制力為2249KN。待砼強度達90％以上，首次張拉對稱的三束，待預制箱梁安裝后再張拉余下三束。2、預應力簡支箱梁為矩形斷面，梁高1.5m，寬1.58m，腹板為變截面，中間厚14cm，腹板兩側布設有2×3束ФJ15.24—5鋼絞線，每束鋼絞線張拉控制應力RY=1339mpa，張拉控制力為938KN（見圖二）。圖二預制箱梁斷面3、現(xiàn)澆箱梁外幅縱向布設有16束ФJ15.24—9鋼絞線，內幅縱向布設有24束ФJ15.24—9鋼絞線，105＃軸墩頂橫隔梁布有11束ФJ15.24—9鋼絞線。每束鋼絞線張拉控制應力為1687KN，均為單向雙控后張法施工。二、工序簡介。1、原材料檢驗及張拉設備調校。張拉用的OVM錨具、夾片、鋼絞線及波紋管均在※※實驗室進行了外觀、硬度及靜載錨固性能試驗。對張拉設備—2臺YCW100千斤頂和2臺油泵車在※※實驗室進行調校。同時在張拉使用過程中按行業(yè)規(guī)范，不超過200次就對設備進行調校。2、波紋管和OVM錨具墊板的預埋、預留。在蓋梁及箱梁鋼筋綁扎完關模前，根據(jù)設計要求的曲線線形將連接好的波紋管固定在相應位置，定位采用Ф12的＃字型鋼筋沿箱梁縱向每隔1m與腹板鋼筋焊接成一體，且管道中心線在腹板中心位置。同時在梁端波紋管連接錨具墊板，也保持與管道中心線垂直。安裝封頭模板時，通過預留的錨孔位置正確安裝錨具。錨具用螺栓并墊放泡沫固定緊，以防止水泥砂漿滲入錨孔內。關模后在波紋管內套Ф40通長的硬塑料管，保證管徑通暢不變形，以防止被振搗器碰傷。3、布筋。待砼澆注完成，待砼自身強度達到75％以上時，將通長的鋼絞線穿入波紋管，鋼絞線兩端露出梁端50cm以上，以保證千斤頂?shù)膹埨谐毯湾^具安裝位置。布筋前，應對鋼絞線嚴格自檢，不允許有劃痕和斷絲材料混入其中。并要求下料用砂輪機切割，嚴禁使用電弧操作。4、張拉。由于蓋梁及箱梁均為后張法預應力施工，張拉工序是施工中重點，這直接影響到構件的使用功能。張拉時，構件砼強度要達到設計值90％以上方可進行。張拉程序嚴格按設計及施工規(guī)范如下：0初始張拉噸位（0.1бk）100％張拉噸位（或103％張拉噸位）持荷3min張拉噸位（RbY）。具體為首先對每根鋼絞線進行單根預緊，此時的張拉力控制為10％бk。單根張拉完成后，再依次對稱的對每根鋼絞線從10％張拉到20％，并記錄下伸長量。該伸長量作為初應力（10％бk）以下的推算伸長量，然后張拉至設計張拉力并記錄此時的伸長量。此時的總伸長量ΔL＝ΔL1＋ΔL2，ΔL1為初應力以下的推算伸長量，即相鄰級的伸長值也即10％бk張拉到20％бk的伸長量，ΔL2為初應力至最大張拉應力的實測伸長量。伸長量與設計規(guī)定的值比較上是否在±6%范圍內。當未達到時，就需超張拉至103бk，并再次復測伸長量。達到設計規(guī)定值后，每次均應持荷3min后才能進行下一束張拉。5、孔道灌漿?？椎拦酀{是對已張拉鋼絞線的成品保護，其作用直接影響到預應力結構的使用壽命長短。灌漿按規(guī)范要求應在48h內完成。灌漿前先用壓力水沖洗管道，現(xiàn)場采用活塞式壓漿泵從孔道一端壓入至另一端排出濃漿時表示灌滿。此時關閉出漿閥，繼續(xù)壓漿并保持壓力表讀數(shù)在0.5～0.7mpa，穩(wěn)壓2min后關閉進漿閥。6、錨固斷封錨。按設計要求布筋并澆注砼，使張拉錨具及鋼絞線形成一個密閉環(huán)境。后張法預應力施工工藝流程圖疏通預應力管道疏通預應力管道穿束下料編束穿束下料編束錨、夾具安裝錨、夾具安裝張拉機具檢查張拉機具檢查構件砼強度達設計值90％以上預應力張拉構件砼強度達設計值90％以上預應力張拉灌漿灌漿封錨或封頭封錨或封頭灌漿強度達設計值55％，且≥灌漿強度達設計值55％，且≥20mpa構件安裝三、施工重點的分析及處理。1、孔道堵塞。砼施工后，波紋管孔道出現(xiàn)塌陷、變形，形成孔徑縮小甚至堵塞，導致預應力筋無法順利穿管，并影響到灌漿質量。1）、原因分析。a、為搶工期，在砼尚未凝固時對硬塑料管抽芯過早。b、砼澆注時，受到振動棒直接作用，產(chǎn)生擠壓變形。C、波紋管接口處和灌漿排氣管與波紋管的連接措施不當。2）、處理措施。a、嚴格控制抽芯時間，在砼初凝后24h進行，冬季時間適當延長。抽管順序先上后下，先曲后直，保持勻速，且方向與孔道走向一致。砼澆注時不得直接振動波紋管。波紋管的連接采用大一級的同類型波紋管，兩端應擰到相碰為止，并用膠條將外露縫隙封閉。墩頭錨板出漿口及波紋管兩端應采用泡沫條堵塞嚴密，防止異物進入管道形成人為堵塞。b、對已出現(xiàn)堵塞的，要先探出堵塞具體位置，對嚴重的可在塌陷堵塞處剔鑿干凈，更換局部波紋管并連接好，再按施工規(guī)范修補處理。2、張拉伸長值未滿足設計及規(guī)范要求。當采用應力控制法張拉時，同時量測預應力筋伸長值，作為校核張拉力的一種重要手段。當伸長值滿足設計要求6％左右時，才表示張拉達到設計要求結果。1）、原因分析。a、張拉采用雙向雙控時，兩端張拉未同步，張拉控制力不均勻，導致伸長量不足。b、張拉千斤頂及油泵測力儀表超過校核周期，儀表精度不夠要求，或對千斤頂行程讀數(shù)測量不準，使伸長量讀數(shù)不準。C、鋼絞線原材料未達到設計要求，彈性模量不均勻。d、預留孔道不暢，摩阻力大，使張拉力失真。2）、處理措施。a、雙向雙控張拉時，將控制力均分為n個階段，兩邊同時張拉，達到一個階段時互相示意，完成后再進入下個階段。對現(xiàn)澆箱梁單向張拉構件，應采用對稱均勻張拉控制。b、張拉設備及儀表按規(guī)定周期校核，校核應使千斤頂活塞的運行方向與實際張拉工作狀態(tài)一致。施工操作中應回油緩慢，防止儀表指針受撞擊，影響精度，對壓力表精度要求1.5級以上。量測伸長值總量，應含初始應力10％бk和初應力至設計張拉應力伸長量兩個部分。即總伸長量ΔL＝ΔL1＋ΔL2（ΔL1為初應力以下推算值）c、對鋼絞線原材料應有具備法定資質的實驗室出具的合格報告，并按見證取樣要求進行平行抽檢。嚴禁不合格產(chǎn)品進入。d、波紋管孔道應保持暢通，預應力筋編束整齊，不應相互纏繞。單根預緊應嚴格做到，避免遺漏。3、預應力筋滑絲、斷絲。預應力筋張拉時，鋼絲發(fā)生斷裂或產(chǎn)生滑移，影響張拉效果。其數(shù)量超過結構同一截面預應力筋根數(shù)的3％則應重新張拉。1）、原因分析。a、預應力筋下料時，鋼絲表面有刻痕或未用砂輪機或機械切割，導致預應力筋力學性能改變。b、夾片強度未高于鋼絞線強度，且夾片咬齒已磨損和夾渣。2）、處理措施。預應力筋制作嚴格按規(guī)范執(zhí)行，對發(fā)生滑絲、斷絲現(xiàn)象超過設計和規(guī)范要求的應更換鋼絞線。夾片要經(jīng)常檢查工作狀態(tài)，定期更換，并保證原材料質量合格。張拉過程中嚴格控制張拉應力，操作人員精神集中，認真觀察壓力表及油泵工作情況，張拉時注意有無異響。4、承壓部分砼破壞。后張法預應力張拉時，承壓板下面的砼發(fā)生局部下陷，沿承壓板周邊砼受剪切力作用，呈局部破壞狀態(tài)。當采用一端錨固單向張拉時，張拉錨固端砼較易破壞。1）、原因分析。a、砼強度不足，未達到設計要求90％以上便張拉;支承面不平，局部受壓;設計強度不足。b、預應力筋埋設位置不準確，偏差較大。2）、處理措施。a、設計時，應對局部承壓強度進行驗算，充分考慮承壓強度。b、檢查預應力筋的埋設位置嚴格按設計執(zhí)行。c、嚴格按張拉程序實施，砼未達到張拉強度嚴禁過早張拉。d、加強砼施工要求，對張拉端砼振搗應注意加強，提高砼密實性，防止出現(xiàn)蜂窩、疏松等質量通病，人為降低砼強度。對已發(fā)生局部破壞的部位，應先將全部預應力筋放松，并剔除損壞的松動砼，經(jīng)設計核準后，配置適量鋼筋網(wǎng)片和螺旋筋，重新澆注砼。待砼強度滿足要求后重新張拉。5、孔道灌漿不密實?？椎纼裙酀{強度低，砂漿不飽滿，形成局部空洞。1）、原因分析。原材料選用或配合比不適當；操作工藝未按程序進行。2）、處理措施。a、砂漿的水泥標號不得低于425＃，砂漿強度不低于M20，水灰比控制在0.4～0.45之間，泌水率不超過4％，稠度在14S～18S之間，并按設計要求摻入膨脹劑。b、