后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)探討

李釗林 李 峰

（浙江，杭州 310052）

1 前言

我國(guó)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的研究及在工程中的應(yīng)用起源于上世紀(jì)50年代，由于它所特有的優(yōu)點(diǎn)，使其迅速發(fā)展，廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用數(shù)量日益增多。特別是后張系統(tǒng)，由于這種體系的錨具可靠性高、且具有施工操作簡(jiǎn)便、高效、適用性廣等優(yōu)點(diǎn)，成為目前大中型預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)、施工中所廣泛采用的主要方法之一。但預(yù)應(yīng)力張拉施工工藝相對(duì)較復(fù)雜，要求預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工的專業(yè)性強(qiáng)，而在實(shí)際施工中，有的施工隊(duì)伍經(jīng)驗(yàn)不夠豐富，加之有的設(shè)計(jì)方案考慮欠妥，在預(yù)應(yīng)力施工過程中引發(fā)諸多質(zhì)量缺陷。

2 后張預(yù)應(yīng)力張拉錨固體系簡(jiǎn)介

預(yù)應(yīng)力體系通常可根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的形式——鋼筋、鋼絲或鋼絞線劃分為三類，預(yù)應(yīng)力的施加可根據(jù)時(shí)間分為兩類，即先張法和后張法，后張法預(yù)應(yīng)力體系的施工又可分為有粘結(jié)和無粘結(jié)兩種。本文重點(diǎn)介紹以鋼絞線為預(yù)應(yīng)力筋的后張?bào)w系。

目前適用于鋼絞線為預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固體系主要有XM 型、QM 型、OVM 型、YM 型、XYM 型、TM 型、STM 型等后張錨固體系，該體系主要分為張拉錨固、固定錨固、連接器三類，張拉錨具由錨環(huán)、夾片及整體式錨座組成。分群錨、扁錨、拉索群錨和環(huán)形錨等幾種形式。固定錨具分為軋花式（H 型）錨具和擠壓式（P 型）錨具兩種。連接器分群錨連接器和扁錨連接器兩種。

3 預(yù)應(yīng)力體系的施工及注意事項(xiàng)

3.1 預(yù)應(yīng)力的施加方法

錨固體系是通過張拉錨具對(duì)結(jié)構(gòu)物或構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力的，預(yù)應(yīng)力張拉可以一端張拉，也可以兩端張拉，但需符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。采用兩端張拉時(shí)，兩端都必須采用張拉錨具；采用一端張拉時(shí)，張拉端采用張拉錨具，而非張拉端既可以采用固定錨具，也可以將張拉錨具作固定錨具使用。（一般設(shè)計(jì)均會(huì)明確）。

預(yù)應(yīng)力施工的主要步驟及注意事項(xiàng)：

①首先必須預(yù)留孔道，兩端均采用張拉錨具時(shí)，可以采用橡膠抽撥管、預(yù)埋波紋管等多種成孔方式；只要一端采用固定錨具時(shí)，就只準(zhǔn)采用預(yù)埋波紋管成孔方式。

②采用砂輪切割機(jī)或氣割對(duì)鋼絞線下料，張拉端伸出的數(shù)量應(yīng)滿足千斤頂?shù)墓ぷ鏖L(zhǎng)度；非張拉端如采用張拉錨具，也必須預(yù)留20cm的工作長(zhǎng)度。

③采用人工或機(jī)械的方法將鋼束穿入孔道。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。

④在鋼束的一端或兩端安裝工作錨環(huán)及夾片，并輕輕地敲緊夾片。這時(shí)應(yīng)注意鋼絞線的排列順序盡量相互平行，不要交叉；同時(shí)錨環(huán)要有定位措施，以保證與孔道的同軸度。

⑤安裝限位板、千斤頂。應(yīng)注意不同型號(hào)的錨具有相適用限位值的限位板，不能與其它型號(hào)的產(chǎn)品相混用。

⑥在千斤頂?shù)暮蟛堪惭b工具錨，注意錐孔內(nèi)不得有污物。為卸錨方便，錨孔中和夾片的圓錐面應(yīng)均勻涂抹潤(rùn)滑物質(zhì)。同時(shí)應(yīng)注意工具錨與工作錨具的調(diào)配性，原則上采用同一廠家的產(chǎn)品。

⑦預(yù)應(yīng)力張拉完成后，即可卸下工具錨、千斤頂，然后切除錨后伸長(zhǎng)的鋼束，及時(shí)壓漿、封錨。

3.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉程序

3.2.1 對(duì)預(yù)應(yīng)力筋施加預(yù)應(yīng)力之前，應(yīng)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行檢驗(yàn)，外觀和尺寸應(yīng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。施拉時(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%。

3.2.2 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。根據(jù)《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》條文解釋：后張法多根（束）預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，應(yīng)使張拉的合力作用線在構(gòu)件核心截面內(nèi)，以防構(gòu)件截面產(chǎn)生過大偏心受壓和邊緣拉力。分批張拉時(shí)，控制預(yù)應(yīng)力先張拉的預(yù)應(yīng)力筋會(huì)因后批預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)所產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮而引起應(yīng)力損失。一般設(shè)計(jì)上安排張拉順序時(shí)已考慮到這種應(yīng)力損失的補(bǔ)償問題，故應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定的順序和張拉力進(jìn)行。設(shè)計(jì)未規(guī)定張拉順序時(shí)，在編制張拉方案時(shí)應(yīng)考慮應(yīng)力損失的問題。

3.2.3 預(yù)應(yīng)力筋張拉端的設(shè)置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，對(duì)設(shè)計(jì)無具體要求時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定：

對(duì)曲線預(yù)應(yīng)力筋或長(zhǎng)度大于等于25m 的直線預(yù)應(yīng)力筋宜在兩端張拉；對(duì)長(zhǎng)度小于25m的直線預(yù)應(yīng)力筋可在一端張拉，根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》條文說明解釋是曲線預(yù)應(yīng)力筋或長(zhǎng)度大于等于25m 的直線預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩阻力較大，如采取一端錨固，只在另一端張拉的方法則摩阻力集中在一端的錨夾具和千斤頂上，實(shí)際預(yù)應(yīng)力可能達(dá)不到要求，故條文規(guī)定在這種情況下應(yīng)兩端同時(shí)張拉。

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。

3.2.4 張拉程序

低松馳鋼絞線預(yù)應(yīng)力筋0→初應(yīng)力→σcon(持荷2mm 錨固）

應(yīng)注意式中的σcon 為張拉的控制應(yīng)力。包括預(yù)應(yīng)力損失值，但不包括錨頭摩阻損失（其值可通過試驗(yàn)測(cè)定），目前大多數(shù)施工單位σcon 均按設(shè)計(jì)提供的張拉控制應(yīng)力，即0.75Ryb,實(shí)際的控制應(yīng)力均不包括預(yù)應(yīng)力損失值，因此施工中必須進(jìn)行預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算（設(shè)計(jì)明確除外）。預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算包括摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失、鋼筋回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失和鋼筋松馳引起的預(yù)應(yīng)力損失的終極值。

張拉程序中初應(yīng)力階段的目的是為了使鋼束中的每根鋼筋受力相同，以及鋼筋伸長(zhǎng)值量測(cè)的需要。應(yīng)引起重視的是有較多施工企業(yè)、包括監(jiān)管部門對(duì)預(yù)應(yīng)力的初應(yīng)力控制的重要性認(rèn)識(shí)不足，在實(shí)際施工時(shí)初應(yīng)力采用整束張拉，導(dǎo)致鋼束中每根鋼筋受力不勻。雖然整束預(yù)應(yīng)力筋張拉后達(dá)到σcon，但鋼束中每根鋼筋幾乎沒有一根符合0.75Ryb 的設(shè)計(jì)要求，因此預(yù)應(yīng)力筋的初應(yīng)力不宜采用整束張拉，應(yīng)采用單根張拉至初應(yīng)力后再進(jìn)行整束張拉。

3.3 預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)伸長(zhǎng)值的計(jì)算與量測(cè)

3.3.1《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定預(yù)應(yīng)力鋼材用應(yīng)力控制方法張拉時(shí)，應(yīng)以伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核，實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值差應(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加以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。

3.3.2 預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長(zhǎng)值計(jì)算公式ΔL=PPL/AP EP

3.3.3 實(shí)際伸長(zhǎng)值的量測(cè)

預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時(shí)的實(shí)際伸長(zhǎng)值ΔL 應(yīng)建立初應(yīng)力后方可開始量測(cè)，量得的伸長(zhǎng)值，還應(yīng)加上初應(yīng)力以下的推算伸長(zhǎng)值，對(duì)后張法尚應(yīng)扣除混凝土構(gòu)件在張拉過程中的彈性壓縮值（一般情況下可省略）即ΔL=ΔL1+ΔL2-C

3.3.4 關(guān)于初應(yīng)力的取值，根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，一般可取張拉控制應(yīng)力的10%～15%。

3.3.5 關(guān)于初應(yīng)力以下的推算伸長(zhǎng)值，由于在最初張拉時(shí)各根預(yù)應(yīng)力筋的松緊、彎曲程度不一致，在初應(yīng)力以下拉伸過程中，既有彈性伸長(zhǎng)，也有非彈性伸長(zhǎng)，可以不宜采用量測(cè)的方法，而宜采用推算的方法，推算時(shí)，應(yīng)以實(shí)際伸長(zhǎng)值與實(shí)測(cè)應(yīng)力之間的關(guān)系線為依據(jù)。

3.4 孔道壓漿與錨頭防護(hù)

預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉后，孔道應(yīng)盡早壓漿，早點(diǎn)壓漿可防止預(yù)應(yīng)力鋼材銹蝕和松馳，孔道壓漿的方法和有關(guān)規(guī)定詳見《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》和《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》。

預(yù)應(yīng)力筋錨固后的外露長(zhǎng)度不宜少于30mm，錨具應(yīng)用封端混凝土保護(hù)，當(dāng)需長(zhǎng)期外露時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取防止銹蝕的措施。一般情況下，錨固完畢并經(jīng)檢驗(yàn)合格后即可切割端頭多余的預(yù)應(yīng)力筋，嚴(yán)禁用電弧焊切割，強(qiáng)調(diào)用砂輪機(jī)切割。

結(jié)語

在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固體系是否安全可靠，不僅直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的正常使用，同時(shí)也關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全度及耐久性。務(wù)必引起廣大從業(yè)人員的高度重視，切實(shí)抓好每道工序、每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，精心組織施工，確保預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量。

[1]城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（CJJ2-2008）.

[2]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）.

[3]預(yù)應(yīng)力技術(shù)及材料設(shè)備（公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)）.