辛 星

（中鐵十九局集團(tuán)廣州工程有限公司，廣東廣州 511458）

0 引言

預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工中，在采取預(yù)應(yīng)力張拉的方式，可對箱梁結(jié)構(gòu)施加拉力，以抵消使用荷載所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，在改善箱梁的使用條件并提高其剛度的同時，避免開裂、失穩(wěn)等問題，給公路橋梁整體質(zhì)量提供保障。

1 工程概況

廣佛肇高速公路佛山段S3 標(biāo)主線起于新和互通西側(cè)，起訖樁號K27+534—K35+112.5，線路全長7.579 km，設(shè)計(jì)速度100 km/h，道路路基寬度33.5 m，6 車道。施工所用預(yù)應(yīng)力小箱梁2826 片。根據(jù)要求，提前在預(yù)制場制作成型，通過出廠檢驗(yàn)后，轉(zhuǎn)至現(xiàn)場用于安裝，形成流水化施工作業(yè)模式，各道工序的規(guī)范性較佳。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁張拉概述

受惠于工藝原理的成熟以及材料的推陳出新，現(xiàn)階段預(yù)應(yīng)力技術(shù)已經(jīng)在大跨徑及其他復(fù)雜度較高的橋梁工程中取得應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁是較為典型的形式，為提高其承載能力，需合理做好張拉工作?？v觀現(xiàn)狀，在預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)體系中，后張法預(yù)應(yīng)力張拉頗具代表性，其對于提高預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的整體質(zhì)量具有重要意義。

但也需意識到，若施工技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)或質(zhì)量控制措施未落實(shí)到位，均影響箱梁乃至全橋的質(zhì)量，甚至誘發(fā)安全事故。因此，首先需要明確預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁張拉期間的主要問題，再探尋合適的解決辦法，從根本上規(guī)避不良影響。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁張拉問題成因及解決辦法

3.1 錨墊板或錨頭周邊混凝土開裂

3.1.1 問題描述

張拉或張拉結(jié)束后，分布于錨墊板后方的混凝土受到影響，顯現(xiàn)裂縫、碎裂等問題。

3.1.2 原因分析

破裂區(qū)域的螺旋筋內(nèi)外部混凝土的質(zhì)量差異化明顯，其中外部混凝土含大量的粗骨料，相比之下內(nèi)部幾乎無粗骨料。究其原因，與錨墊板的螺旋間距偏小有關(guān)。在混凝土澆筑施工階段，部分粗骨料難以通過該間距進(jìn)入螺旋筋內(nèi)部，內(nèi)部的混凝土材料比例不合理，隨之影響該處混凝土的強(qiáng)度，進(jìn)而出現(xiàn)質(zhì)量問題。

3.1.3 解決辦法

（1）按規(guī)范合理制造螺旋筋，保證螺旋間距至少達(dá)到38 mm，以便在澆筑期間粗骨料可以通過該處。

（2）螺旋筋安裝時不得與錨墊板接觸，要與孔道同心對中布置并加強(qiáng)固定不得偏移；錨墊板處混凝土采用小直徑振搗棒（3 cm）加強(qiáng)振搗密實(shí)。

（3）加強(qiáng)振搗與養(yǎng)護(hù)，全面保證混凝土的成型質(zhì)量。

3.2 滑絲

3.2.1 問題描述

張拉期間出現(xiàn)滑絲問題，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋的受力失衡，局部受力過大或過小，預(yù)應(yīng)力筋的作用受到抑制。

3.2.2 原因分析

產(chǎn)生滑絲問題的主要原因：①鋼絞線及錨具的存放方法不合理，導(dǎo)致其在與外部潮濕空氣接觸后形成銹斑，或存在油污以及其他問題；②安裝期間未采取控制措施，夾片受損；③千斤頂張拉時出現(xiàn)回油速度異常偏快的情況；④夾片的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，如強(qiáng)度偏低等，導(dǎo)致在張拉過程中發(fā)生變形。

3.2.3 解決辦法

（1）全面清理錨環(huán)孔和夾片，均勻涂抹適量黃油，在此基礎(chǔ)上方可安裝錨具。

（2）在夾片安裝工作中，應(yīng)嚴(yán)格控制夾片的外露量不得超過3 mm，需具有一致性，夾片搗固均勻，使所有夾片在同一斷面。

（3）避免工具錨夾片長期使用的情況，較為適宜的是輪換使用，以免在超負(fù)荷狀態(tài)下出現(xiàn)夾片變形問題。每次安裝前均要詳細(xì)檢查夾片，分析其是否存在裂紋或是齒尖受損現(xiàn)象，若有則需更換滿足質(zhì)量要求的夾片。

（4）經(jīng)張拉作業(yè)后，緩慢回油，操作人員密切關(guān)注鋼絞線和夾片的實(shí)際情況，確保無異常；卸下千斤頂和工具錨，詳細(xì)檢查各鋼絞線上夾片的刻痕，著重考慮的是其是否具有平齊的特點(diǎn)，若不滿足要求，則表明有滑脫現(xiàn)象，需啟用千斤頂，對滑束做針對性的補(bǔ)張?zhí)幚怼?/p>

3.3 斷絲

3.3.1 問題描述

張拉過程中或穩(wěn)壓階段鋼絞線斷裂。

3.3.2 原因分析

一般來說，產(chǎn)生斷絲的主要原因有：①張拉期間的控制方法不合理，如張拉力偏大等；②千斤頂與錨具間缺乏限位板，導(dǎo)致施工期間夾片難以正常拔出回縮；③鋼絞線未進(jìn)行編號整體穿束，錨具夾片偏硬，加之齒高偏大的影響，在缺乏控制措施時，將形成較大深度的刻痕，加大斷絲的發(fā)生概率；④預(yù)應(yīng)力筋質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，例如銹蝕、力學(xué)性能不合理等。

3.3.3 解決辦法

（1）錨墊板喇叭筒與波紋管的連接為重點(diǎn)處理對象，應(yīng)具有穩(wěn)定性，同時需保證錨墊板與孔道軸線呈垂直的位置關(guān)系；另外，在千斤頂安裝工作中，需考慮張拉方向與墊板方向垂直的要求；對頂板組織張拉作業(yè)時，需詳細(xì)檢查垂直面的平整度。

（2）按設(shè)計(jì)要求將錨具、錨墊板、千斤頂及工具錨安裝到位。各類材料均滿足質(zhì)量要求，預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料時，需精準(zhǔn)控制下料尺寸，且不可采用電焊或氣焊的方法，并采用切割方式，否則易損傷鋼絞線。

（3）定期校驗(yàn)千斤頂油表，使用時間超過6 個月或張拉次數(shù)超過300 次，要對千斤頂及壓力表進(jìn)行重新標(biāo)定，若存在油表無法順利回零、碰撞、失靈等異?，F(xiàn)象，需更換油表并做檢驗(yàn)，以確保其能夠滿足要求。

（4）制作預(yù)應(yīng)力筋時對整束和束中的各單根鋼絞線進(jìn)行編號，且每根力筋兩端編號相同，并與錨具各孔編號對應(yīng)；同時，在施工過程中加強(qiáng)對編號標(biāo)識的保護(hù)，并進(jìn)行梳束、編束并綁扎成束，以保證綁扎間距控制在1.5 m 以內(nèi)，從而阻止力筋相互纏繞。

（5）若出現(xiàn)斷絲問題，首先分析實(shí)際情況，再采取針對性的處理方法：①若張拉期間存在斷絲問題，需隨即暫停張拉，檢查斷絲的實(shí)際情況，判斷其原因，對已受損的鋼絞線或夾片換新，問題解決后方可恢復(fù)張拉作業(yè)；②實(shí)際操作中，千斤頂進(jìn)油，經(jīng)此操作后，鋼絞線受力伸長，夾片被略微帶出，此時可用鋼釬卡住夾片，若無誤則將千斤頂回油，使鋼絲繩做出回縮動作；③對于夾片無法與鋼絲同步回縮的情況，需再次使千斤頂進(jìn)油，按照此方法多次操作，直至完全將夾片退出為止[1]。

3.4 伸長量與設(shè)計(jì)值偏差過大

3.4.1 問題描述

張拉量的實(shí)測值與設(shè)計(jì)值（理論值）的偏差超出許可范圍，即伸長量偏差大于±6%（總伸長量減去理論伸長量再除以理論伸長量）。

3.4.2 原因分析

產(chǎn)生伸長量與設(shè)計(jì)值偏差過大的原因主要有：①前期張拉量的理論計(jì)算結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性；②管道偏離設(shè)計(jì)要求；③管道處出現(xiàn)彎折變形現(xiàn)象，或是波紋管殘缺，施工中漏漿；④千斤頂張拉階段所用的張拉機(jī)具未經(jīng)過標(biāo)定，或儀器過于老舊，由此產(chǎn)生誤差；⑤鋼絞線內(nèi)縮量均值Ns量取計(jì)算錯誤；⑥未根據(jù)實(shí)際情況合理選擇初應(yīng)力，張拉速率過大；⑦實(shí)測伸長值的讀取不準(zhǔn)確以及計(jì)算偏差時結(jié)果存在誤差。

3.4.3 解決辦法

（1）在預(yù)應(yīng)力張拉前做好準(zhǔn)備工作，經(jīng)計(jì)算后精準(zhǔn)確定鋼絞線的理論伸長值；組織試張拉，通過此方式驗(yàn)證計(jì)算值是否準(zhǔn)確，需保證該值具有可行性；校正張拉機(jī)具，通常，每半年或是每完成300 次張拉后均要校正[2]。

（2）準(zhǔn)確確定實(shí)際彈性模量與計(jì)算值的偏差，分別對每批鋼絞線組織彈性模量檢驗(yàn)。施工所用的張拉機(jī)具、油壓表等裝置均要在有效期內(nèi)，且不出現(xiàn)漏油、保壓異常等問題，否則需重新校正。根據(jù)關(guān)系曲線分析千斤頂?shù)倪\(yùn)行情況，判斷其是否具有足夠的作業(yè)精度。

（3）波紋管為重要材料，使用前需做全面的質(zhì)量檢查，任何不達(dá)標(biāo)的波紋管均不予以使用。有效固定管道，可采取定位鋼筋“井”字架或U 形架支墊固定的方法，應(yīng)保證其所處位置的準(zhǔn)確性。詳細(xì)檢查工具錨夾片的刻痕，判斷其是否存在平齊的關(guān)系，若不平齊，則說明存在滑絲現(xiàn)象，需確定滑束，對其進(jìn)行補(bǔ)張拉。若伸長值超出許可范圍，則需隨即暫停張拉作業(yè)，分析其成因，采取可行的控制措施，恢復(fù)正常后方可繼續(xù)張拉，避免未經(jīng)處理便直接壓漿的情況，否則將明顯擴(kuò)大問題的影響范圍，并加大問題的處理難度，造成嚴(yán)重的不良影響[3]。

（4）使用同一類工具錨時，將前3 片預(yù)制梁板的各孔預(yù)應(yīng)力筋名義內(nèi)縮值的平均值作為后續(xù)預(yù)應(yīng)力張拉施工計(jì)算的固定數(shù)值，在計(jì)算程序中予以設(shè)定，可不再逐束進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測，但要定期復(fù)核如更換錨具、千斤頂、不同批次鋼絞線。張拉過程中工具錨的鋼絞線內(nèi)縮值計(jì)算。

從初應(yīng)力σ0張拉至相鄰級應(yīng)力σ1時，工具錨的鋼絞線內(nèi)縮值Ns1=（L0′-L1′）。

從初應(yīng)力σ0張拉至控制應(yīng)力σK時，工具錨的鋼絞線內(nèi)縮值Ns2=（L0′-LK′）。

張拉過程中工具錨的鋼絞線名義內(nèi)縮值Ns=Ns1+Ns2。

其中，L0′為張拉至初應(yīng)力σ0時的鋼絞線內(nèi)縮測量初始值；L1′為張拉至相鄰級應(yīng)力σ1（σ1=2σ0）時鋼絞線內(nèi)縮測量值；LK′為張拉至控制應(yīng)力σK時的鋼絞線內(nèi)縮測量值。

（5）根據(jù)實(shí)際情況合理選擇初應(yīng)力，鋼束長度＜30 m 時，初應(yīng)力宜取10%～15%σcon（σcon為張拉控制力，鋼束長30～60 m時，初應(yīng)力宜取15%～20%σcon）。

（6）張拉速率宜控制在張拉控制力的10%～25%/min，當(dāng)鋼束長度＞50 m 時，宜取10%/min。

4 結(jié)語

綜上所述，在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工中，張拉為重點(diǎn)內(nèi)容。針對張拉施工期間存在的問題，應(yīng)積極探尋其成因，采取針對性的解決辦法，從根本上解決問題，給張拉作業(yè)的開展創(chuàng)設(shè)良好的條件，順利將張拉工作落實(shí)到位，提高預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的質(zhì)量，推動橋梁建設(shè)工作的開展。