预应力钢绞线张拉及压浆工艺及质量控制

作者简介：张理（1990-），男，重庆市涪陵区人，助理工程师，本科，主要研究方向：市政工程桥梁施工。

摘 要：
预应力施工是桥梁施工中最为普遍的施工方法，不仅施工方法简便、节省施工材料，而且构件抗压性能好。本文介绍了城口县仁河流域综合整治项目现浇箱型桥梁预应力施工技术，结合预应力钢绞线张拉施工过程，详细阐明了预应力钢绞线张拉及压浆的施工工艺及质量控制。

关键词：
预应力钢绞线张拉;压浆;施工工艺;质量控制

【中图分类号】TU757 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.41.228

市政桥梁在现代施工中运用广泛，在实际施工过程中，由于受到各方面因素的影响，导致桥梁预应力钢绞线张拉质量不足、压浆密度不够等，严重影响桥梁的使用安全。为此，本文以城口县仁河流域综合整治项目现浇箱型桥梁预应力钢绞线张拉施工为例，结合张拉施工过程，详细阐述预应力钢绞线张拉及压浆的施工工艺及质量控制，为我国市政桥梁施工质量及预应力施工提供理论参考。

1 工程概况

全桥共五联，每联3x30m，桥梁全长 455m。梁体设置纵向的预应力体系，钢绞线采用PC高强度低松弛（Ⅱ级松弛）七股型钢绞线。

2 预应力钢绞线张拉及压浆施工工艺

本文主要针对市政箱梁施工中的预应力钢绞线张拉和管道压浆，锚具封锚和主要预应力工程的施工工艺及质量控制进行论述。

2.1 施工准备

2.1.1 设备及工具准备。

（1）千斤顶、油泵、油压表、夹具、锚具、钢尺、手动葫芦;

（2）砂浆搅拌机、压浆剂、可拆卸阀门;

（3）切割机。

2.1.2 施工条件。

预应力钢绞线张拉施工前，需从以下几个方面准备：

首先，张拉前需提前预埋好波纹管和定位钢筋，混凝土强度需达到设计强度且龄期不少于7天。检查锚垫板下方混凝土是否填充完整和振捣密实，发现问题提前采取措施处理。

其次，施工前需对施工仪器进行校验，符合施工标准的仪器需装备成套，只有符合相关规范的锚具才能投入使用，投入施工的钢绞线应具备质量保证书，钢绞线的外观及表面不应有缺陷;

最后，施工前需对完成预应力钢绞线张拉的所有技术人员进行安全技术培训，了解作业的施工程序，明确施工责任，避免施工安全事故的发生。

2.2 预应力钢绞线张拉

2.2.1 张拉前准备工作。

将千斤顶、油泵、油压表、夹具、锚具等组合成的全套设备进行内摩阻校验，经千斤顶和油表需配对校验标定。对标定的千斤顶、油泵、压力表配套设备分类逐个编号，不同编号的设备不能交叉搭配使用。

新进场的预应力钢绞线、锚具、夹片除具有产品合格证、质量保证书外，还要按规范规定要求，抽样进行产品力学性能检验。必须对锚具进行外观检查10%、硬度检验5%和静载锚固试验6%抽样检查，检测合格后方可使用。

2.2.2 钢绞线制作。

钢绞线的下料、编束和穿束应注意以下3点：

（1）计算預应力钢绞线下料长度时，应考虑孔道长度、锚具夹具长度、外露长度、操作长度及张拉千斤顶设备所需长度。

（2） 钢绞线编束时，应逐根梳理直顺不扭转。

（3）同一孔道穿束应整束整穿，采用10t级卷扬机牵引，对长束钢绞线在穿束进孔前一般涂中性肥皂液来减少孔道阻力。

2.2.3 预应力钢绞线的张拉。

预应力张拉采用两端张拉，张拉顺序应满足施工图纸设计要求。当设计图纸无要求时，宜先中间，后两侧，左右对称进行，最大不平衡束不应超过一束各节段张拉：预应力钢绞线张拉的主控项目为张拉力及伸长量，以张拉力为主，伸长值作校核。张拉时两端张拉力保持一致，并观察钢绞线伸长量。曲线预应力钢绞线严禁一端张拉。

桥梁预应力张拉程序一般为：0→10%δcon→20%δcon（伸长量标记）→100%δcon（伸长量标记，持荷5分钟）→锚固。

张拉应力在10%δcon ，20%δcon ，100%δcon ，对千斤顶活塞伸出量进行量测和记录，进行数据对比，有问题时及时分析原因和处理，记录累计千斤顶活塞伸长量。

2.2.4 切割。

张拉完成，采用砂轮锯或切割机进行钢绞线切断，禁止采用电弧切断，钢绞线外露长度符合设计及操作要求。

2.3 应力计算及伸长量复核

2.3.1 锚外张拉力的计算。

设计图纸已给定的锚下控制应力，钢筋与锚口之间的摩阻损失，及与锚下喇叭口处摩阻损失之和按锚外控制应力的6%计。

σcon（锚外）×（1-摩阻损失）= σcon（锚下）

2.3.2 千斤顶选择。

宜采用吨位与锚外力匹配的千斤顶作为张拉设备。

3.3.3 锚外张拉力与油表读数之间的关系。

张拉之前，千斤顶与配套油表要经过相应部门的校定。通过计算得出张拉过程中各个阶段油表的读数值，从而计算实际中的钢绞线伸长值。

2.3.4 实际伸长量。

预应力钢绞线实际伸长量采用累计量测千斤顶油缸行程数值的方法。首先量测在初始应力下油缸外露长度，其次分别量测在相应分级的荷载下油缸活塞外漏长度。

2.4 管道压浆及技术标准。

张拉完成后，宜在48小时内进行管道压浆。

（1）压浆前先进行管道清理：首先用水泥浆将两端的缝隙封堵，然后采用注浆泵向预应力管道内注入清水，清除管道内的杂物，确保管道通畅。

（2）水泥浆制备：水泥浆在压浆现场配制，按设计强度，确定施工配合比，施工人员严格按施工配合比拌制，试验员现场取样制作砂浆试块。施工过程要考虑到施工最高温度、最低温度要求，以及水泥浆初凝时间、终凝时间、泌水率等施工参数需满足规范规定要求。

（3）管道最高点设置排气孔，用于注浆时排气，并在管道出浆口浆液浓度与进浆浓度一致时持压2分钟。然后进行封锚，进行下一孔道压浆。

2.5 锚具封锚保护。

（1）端头封锚混凝土要求，封锚混凝土强度按设计图纸说明，没有说明的，强度一般为梁体同标号的微膨胀细石混凝土。（2）封锚位置防水要求：预应力钢绞线为预应力梁体的主要受力材料，保证预应力钢绞线完好，不锈蚀，必须做到防水处理，在防水施工前必须做好基面处理，保证清洁无浮浆。

3 预应力工程质量控制

3.1 基本規定。

（1）应按设计要求，编制专项施工方案和作业指导书，经公司技术负责人及监理单位总监审批方可进行施工。

（2）必须选择有预应力张拉资质的施工单位进行预应力张拉、压浆等相关工作;预应力工程施工应由项目总工师牵头，桥梁专业工程师现场把控，张拉工必须经岗前培训，获得资格证，方可施工。

（3）张拉设备应配套检定，配套使用。张拉作业超过200次，或标定期超过6个月的，必须重新标定检验，否则禁止使用。

3.2 材料进场检验。

（1）新进场的预应力、锚具、夹片除具有产品合格证、使用说明书外，还要按规范规定抽样进行产品力学性能检验。

（2）对金属螺旋管进行外观检查，外观应无锈蚀、空洞、褶皱、开裂、脱扣等现象。

3.3 施工过程质量控制

3.3.1 制作与安装。

（1）按设计要求选择确定预应力钢绞线及孔道的品种、规格。

（2）螺旋筋、锚垫板喇叭口、预应力管道方向保持一致。

（3）管道安装应严格按照设计图纸要求进行定位，曲线段应平滑、平顺。架立筋应绑扎牢靠，管道接头应严密不得漏浆。

（4）预应力钢绞线穿束，必须保证预应力平顺，没有扭绞现象。

3.3.2 张拉与锚固。

（1）在张拉时，混凝土的强度应满足设计要求，张拉顺序及施工工艺应符合设计和相关规定。

（2）预应力张拉时，油泵供油要平稳徐徐加压，保证千斤顶张拉力均匀增加，预应力钢绞线应力平稳增长。

（3）在实际工程施工中，由于锚具的种类和工艺及放张速度等因素对张拉的影响，内缩量可能有一定波动，导致预应力值出现偏差，因此应控制张拉端预应力钢绞线的内缩量，减少预应力值的偏差。

（4）锚具夹片应检验合格，锚固配件无损伤、裂纹，预应力钢绞线在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。

3.3.3 压浆与封锚。

（1）预应力钢绞线管道压浆近年基本采用真空辅助压浆法。水泥浆在施工现场制备，强度需满足设计要求。

（2）注浆用水泥浆3小时自由泌水率宜为0，且应不大于1%，泌水应在24小时内全部被水泥浆吸收。

（3）预应力管道波峰位置应设置排气孔，当排气孔有水泥浆溢出，浓度与注浆液浓度一致时，说明管道注浆饱满。

（4）压浆完成后应及时封锚，封锚采用微膨胀无收缩混凝土，且应符合设计图纸要求。

4 环境、职业健康安全管理措施

（1）施工过程严格控制施工过程中产生的噪声污染，临时居民区时，高噪声施工尽量选择白天。

（2）张拉设备的存放，采用防渗混凝土地面、铺油毡等措施，防止液压油泄漏污染环境。

（3）灌浆完成后，及时对灌注设备、现场进行清洗和处理，多余的水泥浆集中处理。

结束语：综上所诉，提高市政桥梁预应力工程的施工工艺水平，加强施工过程中关键工序的施工质量控制，是确保工序质量验收合格的关键因素。为今后类似工程施工积累了经验，使施工工艺和质量得到提高。

参考文献

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