淺談連續梁張拉的細節控制

高尚府

摘要：隨著預應力混凝土結構在工程中越來越多的應用，預應力施工質量越來越重要，本文從施工單位角度出發著重從連續梁縱向預應力張拉會出現的問題及產生的后果出發來分析張拉前后的工序施工中應該注意的細節控制。

關鍵詞：連續梁張拉施工細節控制

中圖分類號：U448文獻標識碼： A

1 簡介

預應力混凝土能充分利用高強度鋼筋及高強度混凝土，提高鋼筋混凝土構件的抗裂性、剛度和耐久性，與非預應力結構相比具有跨越能力大,受力性能好,使用性能優越 ,輕巧美觀、節省材料、減小自重等特點。其中預應力混凝土連續梁的整體性好，能減少伸縮縫，應用在公路中還可以提升行車舒適度。

在預應力混凝土連續梁施工中，預應力張拉是的一項重要工序，絲毫不能馬虎。

張拉控制應力能否達到設計值要求是影響連續梁結構使用功能的關鍵因素，因此張拉控制應力是張拉質量控制重點，張拉控制力必須達到設計值。在預應力的施工時，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，以伸長值為輔來校核張拉力，俗稱“雙控”。

鋼絞線伸長量的量測方法主要有兩種：一種是量測千斤頂活塞的伸長量，另外一種方法是直接量測鋼絞線的伸長量（在鋼絞線上做標記）。

2 張拉中容易出現的問題

在預應力張拉前后由于各種原因（后文會提到）會出現伸長量不符合要求、規范允許之外的斷絲、滑絲等情況，以至于預應力鋼筋受力不均，其結果會直接影響預應力效果和連續梁質量。同時夾片飛出更可能會釀成大的安全事故。

預應力管道進漿，會造成預應力損失，增大摩阻，嚴重者直接發生堵管，最后只能“開膛破肚”。

張拉過度，造成連續梁反拱過大或者出現裂縫，并且與極限荷載接近，破壞缺乏預兆；可能使個別鋼筋應力超過其屈服強度，產生永久變形與脆斷。反之，張拉階段預應力損失越大，結構可能過早出現裂縫，也不安全，所以控制好應力是非常重要的。

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連續梁質量影響較大。

3 張拉過程前后應該注意的細節控制

鋼絞線理論伸長量計算公式如下：

（1）

（2）

式中：

Pp—預應力筋的平均張拉力，無管道接觸的直線筋取張拉端的拉力，預應力管道內的直、曲筋計算方法見（2）式；

L—預應力筋的長度；

AP—預應力筋的截面面積；一般按實測試驗值取值。

Ep—預應力筋的彈性模量；一般按實測試驗值取值。

P—預應力筋張拉端的張拉力；

x—從張拉端至計算截面的孔道長度；

θ—從張拉端至計算截面的孔道部分切線的夾角之和；

k—孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數；

μ—預應力筋與孔道壁的摩擦系數。

由上面的公式中，可以看出伸長量與摩阻、張拉力、材料性能參數、預應力筋長度等有關。

在施工單位中，我們來分析一下各工序對張拉的影響。

3.1 計算部分（包括前期計算和后期張拉后計算伸長量的過程）

3.1.1 設計伸長量是否考慮工作長度。在鋼絞線預應力張拉施工中，現在經常使用的千斤頂的工作錨位置分前夾式和后夾式。后夾式千斤頂張拉時鋼絞線在千斤頂中的工作長度較長，此類千斤頂在計算工作長度的時候，就要考慮。例如沈丹客客運專線TJ-1標一工區使用的都是穿心后夾式千斤頂,在計算理論伸長量時考慮了該部分長度。

3.1.2 設計文件提供的設計伸長量是設計單位按通用資料選取的相關參數進行計算得來的。通常與實際材料的相關參數（如預應力筋的公稱截面面積、彈性模量、kμ值等）有出入，在復核設計伸長量時應采用實測參數進行修正，以取得實際理論伸長量指導施工。

3.1.3 張拉初始應力小，導致鋼絞線沒有拉直，這樣現場量測千斤頂伸出量會影響實際伸長量的計算結果。建議如果出現這種情況應該增大初始應力。

3.1.4 摩阻也應該采用實際的管道摩阻。并減小未知的摩阻，如孔道內要清除雜物，防止孔道進水，錨墊板壓漿孔、錨墊板與波紋管接頭要嚴密，防止澆筑時的漿體進入。

按設計要求采用相應的波紋管，如沒有說明，最好采用鍍鋅金屬波紋管，以減少摩阻。

在連續梁掛籃施工中，波紋管的接頭較多，在處理接頭問題上做到接頭順直，前一個塊段的接頭應根據下一塊段的預應力線性做好處理，以減小摩阻。

3.1.5 是否考慮到錨具和夾片的回縮。工作錨具鋼絞線回縮量應該通過工藝試驗后選取一個經驗值，參與實測伸長量計算；工具錨夾片打緊程度會影響工具錨具鋼絞線回縮量。

3.1.6 是否考慮錨具變形量及每個接觸面的壓密值。例如錨板和錨墊板之間的間隙的壓密。

每一個部分產生的誤差、疏忽累積出來就會對張拉產生不可估量的影響，所以盡量減小摩阻，提高預應力的有效利用率。

3.2張拉硬件因素

3.2.1鋼絞線進場要進行檢測，性能符合設計要求方可使用。

鋼絞線在使用過程中否生銹，鋼絞線生銹會出現滑絲導致千斤頂伸長值不正常。在現澆梁的施工現場，一般沒有能長時間保證鋼絞線不生銹的地方，所以應該根據工期工序來提前做好計劃，安排材料適時適量進場，進場之后注意覆蓋防潮。

3.2.2一般常見的張拉設備機具有千斤頂、油壓表、油泵。千斤頂、油壓表按規定校核，出現意外情況馬上處理，如油壓表不歸零要即使更換校核。張拉之前技術人員要對張拉所用到的千斤頂、油壓表和張拉控制數值表進行一一核對，注意“配套性”，檢查油管的安裝是否準確，錨墊板凹槽是否清理干凈，錨環等要進入各自的凹槽，并保證混凝土強度達到要求，方可張拉。張拉要嚴格按操作規范進行，進油要緩慢進行，兩端對稱張拉。

3.3施工中的人為因素

3.3.1 波紋管定位（坐標）是否準確、波紋管是否與錨墊板受壓面嚴格垂直，澆筑之后波紋管、錨墊板是后期改變不了的，所以前期一定要做好。在實際施工中波紋管安設時應按照測量放樣的實際位置進行安裝，并按照設計要求對波紋管進行加固。

尤其波紋管曲線孔道部分，如果線性不符合設計要求會加大預應力損失，增加摩阻，所以在曲線段必須加固加密。適當的在振搗棒會碰到的或者易動的地方也加固加密，保證波紋管線性的正確性。

在現澆梁設計中，在中隔板處一般鋼筋都比較密，綁扎鋼筋時應注意綁扎順序，避免鋼筋綁扎成型后孔道無法按設計定位，或者提前將模具放入，待綁扎成型后抽出模具放入波紋管。如果遇到不能讓縱向波紋管按坐標定位的情況，如其他方向預應力、預埋件、鋼筋過密的情況礙事，并且設計中沒有說明或禁止移動的，要提前做好設計變更。

3.3.2 人工配合機械穿束引起的鋼絞線扭絞，多根鋼絞線纏繞，張拉時鋼絞線受力不均勻，將增大鋼絞線的摩阻，增大預應力損失。所以應該理順進行梳理編束，各根進行編號，每隔1—1.5米綁扎鐵線，以免混淆。

人工配合機械穿束可通過預先穿入的鋼絲繩，將附著于“子彈頭”后的一組鋼絞線，用卷揚機完成整束鋼絞線的穿線（見圖2）如果要穿入的鋼絞線比較長，可加一臺卷揚機配合吊車將鋼絞線送入孔道，另一側的卷揚機將鋼絞線向里拉。鋼絞線與“子彈頭”的連接可用兩種方法，一是用工作夾片，二是用中間一束鋼絞線中的中間的一根插入后，在里面打緊（見圖3）。不要將一組鋼絞線頭部焊接在一起打磨后充當“子彈頭”牽頭，那樣鋼絞線中間可能會打火，在張拉的時候就會有發生斷絲發生安全質量事故的隱患。

3.3.3 測量、讀數的誤差，油表讀數的控制。作業人員應采用熟練張拉手，兩端嚴格同步張拉，油壓表采用防震油壓表。同時建議采用配套的千斤頂和油壓表，不要“大頂小用”，造成和千斤頂配套的油壓表分度值過大，張拉不好控制，導致誤差過大。

3.3.4 張拉過程要控制好，嚴格張拉操作。

按設計圖紙要求的順序進行張拉，張拉時要認真做好記錄及時發現問題。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，并對作業人員進行技術、安全交底，張拉作業時，及時計算出實際伸長量，比對合格后方可繼續下去，反之找出原因，消除隱患。

連續梁一般都是三向預應力，就其他兩方向預應力補充兩點：

橫向預應力定位最好用量線做好標記（見圖4，在b、c、d、e、f、g處做標記），從上往下返距離，既能將橫向預應力調直，又能將其定位準確。

張拉豎向預應力的時候，根據豎向預應力的角度，做好張拉架，以便張拉力與預應力筋受力方向同軸，使張拉更加精準（見圖5）。

結束語

張拉是預應力混凝土工程的命脈，把握張拉前前后后的細節，實現力與實際的完美結合。

在張拉作業之前要保證澆筑的混凝土質量和澆筑質量。特別是錨下混凝土和中隔板混凝土的質量（波紋管“波峰”、“波谷”的地方也要注意）。在混凝土澆注時，要控制混凝土的和易性和塌落度（一是保證混凝土強度，二是保證容易振搗）,先澆注振搗錨頭位置。在實踐中總結出振搗錨下混凝土必須用經驗豐富，有責任心的振搗工人，盡管錨下鋼筋較密,但只要加強對混凝土質量和振搗質量的控制,錨下砼施工質量能得到保證。

最后對預應力孔道進行壓漿工作，在兩端下彎的長大預應力筋孔道和直線孔道應在適當位置設置排氣孔，并壓漿之后由此位置灌漿，直至灌滿。壓漿在后張法預應力連續梁中有非常重要的作用，是連續梁耐久性、預應力筋和混凝土有效粘結，實現整體效果的保證。

參考文獻

【1】高速鐵路橋涵工程施工技術指南鐵建設[2010]241號

【2】公路橋涵施工技術規范 （JTJ041—2000）

【3】鐵路混凝土工程施工質量驗收標準TB10424-2010J1155-2011

【4】中國鐵道出版社 預應力混凝土結構設計（第三版） 林同炎NED H. BURNS 著

【5】《遼寧交通科技》 第9期淺談后張法預應力施工過程的應力損失分析及控制李雙一 張艷琴 張一玉

【6】《交通標準化》 總135期預應力張拉伸長量的計算與量測張風雪