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预制T梁施工过程中的预应力控制
摘要 确保桥梁预应力张拉施工质量符合设计和规范要求是T梁施工质量控制的关键，本文就预应力张拉工艺控制进行解析
关键词 钢绞线 波纹管 锚具 张拉 压浆
1、 预应力施工
2。1 预应力筋及制作
2。1.1 预应力混凝土结构所采用的钢绞线符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224-2003）的规定和要求.
2.1。2 预应力筋进场时分批验收,验收时，除核对其质量证明书、包装、标志、规格和逐盘进行外观质量检查外,同时委托了有相应资质的长沙理工大学公路工程试验检测中心按照下列规定进行检验.
1 钢绞线
1）钢绞线检验项目、检验频次、取样数量与质量要求见下表2—1。
表2-1 钢绞线检验项目、频次、取样数量与质量要求
检验项目
取样数量
抽验项目频次
质量要求
1.外观
3根1。1m/每批

每批≤60t同厂家、同规格、同品种、同批号钢绞线
符合 《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224-2003)
2.外形尺寸
3。抗拉强度
4.最大力总伸长率
5。规定非比例延伸力
6。弹性模量
7。松弛性能
1根1。5m/每合同批
注：1.合同批为一个订货合同的总量；
2.样品应分别从3盘上截取;如每批少于3盘，则逐盘取样进行上述检验。
2）检验结果中有一项不合格，则不合格盘报废，并再从未试验过的钢绞线中取双倍数量的试件做该不合格项的复验，如仍有一项不合格，则该批钢绞线为不合格。
2。1.3 预应力筋的实际强度不低于设计要求和现行国家标准的规定.预应力筋的试验方法应按现行国家标准的规定执行。
2。1.4 预应力筋的制作
1 预应力筋下料
1）预应力筋的下料长度满足预应力筋设计尺寸及张拉需要；
2）预应力筋的切断，采用切断机或砂轮锯，不得采用电弧切割；
3）下料过程中预应力筋严禁在地面上拖拉，避免预应力筋磨损。
2 预应力筋编束
预应力筋由多根钢绞线组成时，同束内采用强度相等的预应力钢材。编束时,应逐根理顺，绑扎牢固，防止互相缠绕。编束完成后严禁将预应力筋在地面上拖拉。
2。2 预应力筋锚具、夹具和连接器
2。2.1预应力筋锚具、夹具和连接器符合国家现行标准《预应力筋锚具、夹具和连接器》（GB/T 14370-2000）.
2.2。2 预应力筋锚具应按设计要求使用.用于张拉的锚具或其附件上应设置压浆孔或排气孔,压浆孔应有足够的截面面积，以保证浆液的畅通.
2。2。3 夹具应具有良好的自锚性能、松锚性能和重复使用性能。需敲击才能松开的夹具，必须保证其对预应力筋的锚固没有影响，且对操作人员的安全不造成危险.
2.2.4 用于张拉的连接器,必须符合锚具的性能要求。
2.2。5 锚具、夹具和连接器进场时，除应按出厂合格证和质量证明书核查其锚固性能类别、型号、规格及数量外，还委托了长沙理工大学的公路工程试验检测中心进行检验。
1 锚具、夹具、连接器检验项目、检验频次、取样数量与质量要求见下表2—3.
表2—3 锚具、夹具、连接器检验项目、频次、取样数量与质量要求
检验项目
取样数量
检验频次
质量要求
1。外观
10％，不少于10套/每批
每批≤1000套，同类产品、同类原料、同种工艺一次投料生产的数量
符合《预应力筋锚具、夹具、连接器》(GB/T
14370—2000)
2。硬度
5%,不少于5套/每批
3。静载锚固性能试验
6套/每批
4.二次张拉锚具、锚杯、支承连接强度
3套/每批
螺纹连接破坏强度≥1.5倍工作荷载
2 检验结果判定
外观:表面无裂纹，影响锚固性能的尺寸符合设计要求，应判为合格；如此尺寸有一项超过允许偏差，则应取双倍数量重做检验;如仍有一套不合格，则应逐套检查，合格者方可使用。
硬度：每个零件测试3点，其硬度应在设计要求的范围内；如有一个零件不合格，则应取双倍数量的零件重做试验;如仍有一个零件不合格，则应逐个检查，合格者方可使用。
静载锚固性能试验：抽取6套锚具（夹具或连接器）组成3个预应力筋锚具组装件进行静载锚固性能试验，如有一个试件不符合要求，则应另取双倍数量重做试验；如仍有一个试件不符合要求,则该批产品为不合格.
二次张拉锚具、锚杯、支承连接强度试验:抽取3套锚具、锚杯、支承连接组成3个组装件进行试验，如有一个试件不符合要求,则应另取双倍数量重做试验；如仍有一个试件不符合要求，则该批产品为不合格.
2。3 预应力管道
2.3.1 预应力管道的一般要求
1 在后张预应力混凝土结构中，预应力筋的管道材料应按设计要求选用塑料波纹管施工。
2 浇筑混凝土时，在混凝土中的管道不得有漏浆现象.管道应该具有足够的强度，以使其在混凝土的重量作用下能保持原有的形状，且能按要求传递粘结应力。
2。3.2 预应力管道材料
塑料波纹管管道的制作材料（高密度聚乙烯或聚丙烯)和管道性能应符合《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》（JG/T 529-2004)的要求。塑料波纹管的壁厚（)应为:内径≤75mm,≥2.5mm ;内径≥90mm,≥3.0mm 。
管道应有一定的强度，塑料波纹管的环向刚度应不小于6 ,以使其在搬运和浇筑混凝土过程中保持一定的形状和完好。
2.3。3 塑料波纹管的检验
1 塑料波纹管进场时，除应按出厂合格证和质量保证书核对其类别、型号、
规格、数量和逐根进行外观质量检查外，还应委托有相应资质的公路工程试验检测机构按表2-5进行检验。
表2-5 塑料波纹管检验项目、频次、取样数量与质量要求
检验项目
取样数量
检验频次
质量要求
1。 外观
5根1m/
每批

每批≤10000m,同厂家、同配方、同工艺、同设备连续产生的塑料波纹管

符合《预应力混凝土
桥梁用塑料波纹管》
（JG/T 529—2004）
2。 尺寸
3. 环刚度
4。 抗冲击性
5. 柔韧性
6. 局部横向荷载
2 检验结果有不合格项目时，应以双倍数量的试件对该不合格项目进行复验，复验仍不合格时，则该批产品为不合格。
2.4 管道和锚圈口摩阻测试
2。4.1 预制梁生产前和生产期间，每500片梁板应进行一次管道和锚圈口摩阻测试且每个梁场的管道和锚圈口摩阻测试不少于2次,每次不少于5孔。
2.4.2 扁锚的锚圈口摩阻测试应根据扁锚的类型和孔位的布置对每个孔位的锚圈口摩阻均应进行测试.
2.4。3预应力管道和锚圈口摩阻的测试方法参见《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000)附录G-9。
2。4。4 管道摩阻测试得的到局部偏差影响系数和管道摩擦系数应与设计值进行比较，必要时应由设计方根据测试反馈结果对张拉控制应力进行调整。
3、管道安装与锚垫板预埋
3。1 管道安装
3。1.1 管道安装要点
1 波纹管安装前，应准确确定波纹管(或定位钢筋)的位置,尤其是曲线段.可先按设计图纸中预应力筋的曲线坐标，以梁底模板为基准,直接量出相应点的高度，标在箍筋上,定出波纹管曲线位置.定位筋间距要符合要求,一般情况下，波纹管管道不宜大于1.0m，曲线管道与扁平波纹管道应适当加密。管道纵、横坐标定位宜采用Φ12钢筋焊接成“井”字型定位架，并按标定位置点焊在箍筋上，箍筋下面用垫块垫实.
2 波纹管安装时，尽量避免反复弯曲，以防管壁开裂，同时还应防止电焊火花烧伤管壁.波纹管的接长可采用大一号的同型波纹管作为接头管,接头管长度：管径为φ40~φ65时不小于200mm;φ70~φ85时不小于250mm;φ90～φ100时不小于300mm，被接管旋进管内的长度不得少于100mm。接头管两端用密封胶带或塑料热缩管封裹,避免混凝土浇筑时水泥浆渗入管内造成管道堵塞。
3。1。2 波纹管安装后,应检查波纹管的位置、曲线形状是否符合设计要求（见表3—1），保证管道直线段平顺、曲线段圆滑.检查波纹管的固定是否牢靠，接头是否完好，管壁有无破损等，如有破损，应及时用胶粘带修补。
表3—1 管道安装允许偏差
项 目
允许偏差（mm）
检查方法和频率
管 道 坐 标
梁长方向
30
抽查30％，每根查10个点
梁高方向
10
管 道 间 距
同 排
10
抽查30%，每根查5个点
上下层
10
3.1。3 波纹管安装时应考虑张拉后反拱度的影响，各控制点高程均应扣除相应位置的反拱度值,做到精确定位。
3.1.4 为防止浇筑混凝土时波纹管漏浆堵塞和变形，浇筑混凝土前应在波纹管内预穿硬塑料管，待混凝土浇筑完成4小时后方可拔出。
3.2 锚垫板预埋
3.2。1设置端部钢筋网和预埋锚垫板位置要准确，应与端模板紧密结合,不得平移或转动,保证锚固面与钢束垂直.
3.2.2墩顶负弯矩预应力扁锚锚垫板和扁形波纹管预埋位置必须要准确，扁形波纹管可放大一级，便于穿钢绞线.
3.2。3 锚下螺旋钢筋宜采用直径不应小于12mm的HPB钢筋，圈数不应少于6圈。
4 张拉设备质量控制
4。0.1 预应力张拉机具设备及仪表(压力表精度>1.5级）必须有合格证书及相应铭牌。
4。0.2 张拉设备应配套标定并配套使用，标定时活塞的运行方向应与实际使用时一致。
4.0。3千斤顶、压力表和油泵应结合施工现场整体静态标定，同时应尽量满量程标定（至少80%以上）以降低摩阻影响。
4.0.4为保证静态标定和张拉时能持荷保压，千斤顶不得有明显内泄漏现象，即加压时进油表显示压力读数，回油表读数接近为零.
4.0.5 长期不使用、标定时间超过6个月、6个月内正常使用超过两百次、使用中预应力机具设备或仪表出现反常现象、千斤顶检修后均应重新标定.
4。0.6 当采用测力传感器计量张拉力时，测力传感器应按国家相关规定的检验周期检定,千斤顶和压力表可不做标定。
4。0.7 两端张拉时理论伸长量在300mm以内宜选用行程200mm的千斤顶,理论伸长值大于300mm时应选用行程250mm的千斤顶。
4。0。8施加预应力所用的机具设备及仪表应由专人使用和管理，并应定期维护和校验。标定时，施工方负责张拉的专人应参与标定读数。
4.0。9 预应力张拉宜采用智能控制设备进行，所采用的智能控制设备应能控制有效预应力大小和同断面不均匀度满足设计要求，实现张拉智能控制，不受人为、环境因素影响：如同步性、停顿时间、加载速率等。
5 梳编穿束
5。1 短束梳编穿束
5.1.1 短束梳编穿束工艺步骤（以一束9根的钢束为例）：
1 机具准备：扎钩、扎丝、梳束板（可用锚具代替）、透明胶带、刀片、油性笔、号码纸、卷扬机、钢丝绳（宜为8mm)等。
2 下料:每束钢绞线下料时应有一根钢绞线长出10～20cm做为中间钢绞线,其余各根钢绞线下料长度应基本一致。
3 编号：每根钢绞线的两端应编上同样的号码,以透明胶带将写好的号码绑在钢绞线的两端，同时对锚具进行编号，两端的锚具应同时编号，一块锚具顺时针编号，另一块锚具逆时针编号。编号应写在锚具的外露面（上夹片的一面）。如下图5—1所示。
4 端头绑扎：端头绑扎宜分层进行。如图5—2所示1、2、8号钢绞线作为一层,7、9、3号钢绞线作为一层,4、5、6号钢绞线作为一层,先逐层绑扎再整体绑扎。绑扎好后的钢绞线根据每束钢绞线根数的不同呈正方形、矩形、梯形等形状。
图5—1（a）锚具1 图5—1（b）锚具2
5 梳束：利用梳束板或锚具对钢绞线进行梳理,每梳理钢绞线长度约1m时，用扎丝将钢绞线扎紧，绑扎时扎丝端头朝上。逐段绑扎直至将钢绞线梳理完毕.
6 穿束：钢丝绳一端连接卷扬机，另外一端做成绳套与钢绞线穿入端绑牢，穿入端端头可用塑料瓶套住并用胶带缠紧。启动卷扬机缓慢匀速拉动钢绞线。
7 对中调整：穿束完毕后，将穿入端钢丝绳、塑料瓶和胶带等去除，使钢绞线编号外露，先将中间钢绞线套入锚具孔内中间位置，上夹片，稍微顶紧，再将其它钢绞线分别套入对应的锚具孔内。旋动锚具使两端锚具各孔位对中。如图5-1（a）（b）所示1号钢绞线均在上方。
8 注意事项：
1)钢绞线的编号在两端按从小到大呈锥形排列，以透明胶粘牢；
2）钢绞线绑扎须牢固，顺序不能打乱，绑扎后的钢绞线要能成为一个有一定刚度的整体；
3)钢绞线在穿束时,注意绑扎接头须要朝上，防止扎丝刮坏锚垫板.
5。2 预应力筋的穿束时间
5.2.1 预应力混凝土后张梁板在混凝土浇筑之前不得穿束,混凝土浇筑前应在管道内穿硬塑料管，硬塑料管的直径宜小于管道直径1cm.
5.2.2现浇连续段负弯矩预应力可以先穿束再浇筑混凝土。在混凝土浇筑之前穿束时必须将管道上一切非有意留的孔、开口或损坏之处进行修复，并应检查预应力筋是否能在孔道内自由滑动。
5。3 预应力筋安装后的保护
压浆时间超过规定时间，应采取防止锈蚀措施。
在任何情况下,当在安装有预应力筋的附近进行电焊时，对全部预应力筋及金属件均应进行保护,防止沾上焊渣或造成其它损坏。
6 预应力张拉施工
6.1 预应力张拉施工的基本要求
6.1。1张拉前混凝土几何尺寸、龄期和强度必须符合设计要求，设计无要求时强度应不应低于设计强度等级值的85％,张拉时间不应早于7天，迟于21天.锚垫板下及周边混凝土须密实,若有蜂窝及其它缺陷，应在拆模后立即进行处理,待处理完毕后方可张拉。
6。1.2曲线预应力筋和长度超过25m的直线预应力筋，设计无规定时应采用两端张拉.当同一截面中有多束一端张拉的预应力筋时，张拉端宜分别设置在构件的两端。
6。1.3预应力筋的张拉顺序应符合设计要求，当设计未规定时，可采取分批、分阶段对称张拉。应使用能张拉多根钢绞线或钢丝的千斤顶同时对每一束中的全部力筋施加应力,但对扁平管道中不多于4根的钢绞线除外。
6。1.4安装张拉设备时,应使张拉合力作用线与预应力筋的轴线重合。锚具、限位板安装前应检查孔位分布的重合一致性，安装时必须保证各个孔位对中，不能发生偏位。
6。1。5预应力筋张拉锚固后，锚具夹片顶面应平齐，其错位不得大于2mm，且全部夹片高差不得大于3mm。
6。1。6预应力筋张拉锚固后将多余部分进行切除，切割后预应力筋的外露长度不应小于30mm，切割时严禁使用电弧焊切割.
6。1。7对于夹片式、锥塞式等锚具,在张拉锚固过程中或锚固完成以后,不得大力敲击或震动。
6。1.8 张拉锚固后需要放松预应力时,须符合下述要求：
1 对于承压式锚具，可用张拉设备松开锚具，将预应力缓慢的卸除。
2 对于夹片式、锥塞式锚具可采用专用放松装置将锚具松开.
3 严禁在预应力筋存在拉力的状态下直接将锚具卸去。
4 对于需再次锚固的预应力筋，严禁有夹痕的部分进入受力段。
5 应有可靠的放张方案和详尽的放张记录。
6.1.9 预应力筋的张拉程序应符合设计要求,设计无要求时应按表6-1执行。
表6-1 预应力筋张拉程序
预应力筋种类
张拉程序
钢绞线束
具有自锚性能的锚具
低松弛预应力筋0→初应力→σ con(持荷5min锚固）
普通松弛力筋0→初应力→1.03σ con(锚固）
其它锚具
0→初应力→1.05σ con（持荷5min)→σ con（锚固）
精扎螺纹
钢筋
直线配筋
0→初应力→σ con（持荷5min锚固）
曲线配筋
0→σ con（持荷5min)→0（上述程序可反复几次）→
初应力→σ con（持荷5min锚固）
注:当起拱度达不到设计要求时建议提高张拉控制应力至1。03σ con 和增加持荷时间，并应与设计单位商量确定。
6.2 预应力张拉施工控制
6.2.1张拉速率控制
在张拉施工中,张拉速率应控制在张拉控制力的10%～15％/min，并应匀速加压,为确保多点张拉的同步性,可增加几个停顿点。
6。2.2钢绞线伸长量控制
钢绞线实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计的要求,设计无规定时，实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在±6％以内，否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。
钢绞线预应力筋在张拉前应进行初张拉，初应力宜采用张拉控制应力σ con的10％～15％。
预应力筋的理论伸长值 （mm）可按下式计算:
式中：PP──预应力筋的平均张拉力(N），直线筋取张拉端的拉力，两端张拉的曲线筋计算方法见《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—2000）附录G—8；
L──预应力筋的长度(mm)；
AP──预应力筋的截面面积(mm2）；
EP──预应力筋的弹性模量（N/mm2）。
预应力筋张拉的实际伸长值(mm），可按下式计算:
=l+2
式中：l──从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值（mm)；
2-—初应力以下的推算伸长值(mm)，采用初应力至最大张拉力间的实测伸长量按比例推算。
6。2.3持荷时间控制
持荷时间为油泵开启、油压表读数稳定后的稳压时间，最短不得少于5分钟。两端张拉时50m(不含）以上的预应力筋宜取8分钟。
6。2。4 张拉同步性控制
预应力筋张拉同步性控制包括：单束钢绞线两端张拉同步性、多束钢绞线对称张拉同步性、张拉过程同步性、张拉停顿点同步性。为保证张拉施工过程满足以上四个同步性，切实控制有效预应力大小和同断面不均匀度，可采用预应力张拉智能控制系统进行张拉，以排除人为、环境因素影响,实现张拉停顿点、停顿时间、加载速率的完全同步性。由计算机完成张拉、停顿、持荷等命令的下达。
6.2。5 断丝分析与处理
1断丝、滑移限制要求
表6-2 预应力筋断丝、滑移限制
类 别
检测项目
控制数
钢绞线
每束钢绞线断丝或滑丝
1丝
每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的百分比
1%
单根螺纹钢筋
断丝或滑移
不容许
2 断丝的原因分析
1)整束不均匀度过大，部分钢绞线应力大于其极限强度;
2）钢绞线或锚具本身质量有问题；
3）千斤顶重复多次使用,导致张拉力不准确；
4）限位板、工具锚与锚具孔位分布不重合一致,发生偏位.
3 断丝的处理
1) 由同束各钢绞线受力不均引起的断丝,说明梳、编、穿束存在质量问题,须严格按照本指南第5章的要求梳进行梳编穿束施工.
2） 因锚具、钢绞线不合格而出现断丝，须更换锚具与钢绞线。并应严格控制锚具与钢绞线的进场检验.
3） 由张拉力偏大引起的断丝，应对千斤顶重新进行整体静态标定,标定时应严格控制千斤顶的内泄漏。
4）因锚具、限位板、工具锚孔位分布不一致而断丝，安装时应加强检查,发现孔位不重合应及时重新按锚具孔位分布加工限位板、工具锚。
7、结束语
分析了预应力施工时从钢绞线、锚具、波纹管材料的控制措施、张拉施工工艺