浅谈预应力箱梁张拉问题分析及处理

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【摘要】现浇预应力箱梁在张拉过程中出现滑丝、断丝、连接器拉脱以及波纹管进浆等问题的分析及处理。

【关键词】滑丝；断丝；连接器拉脱；波纹管进浆

Analysis and Treatment of Tensioning of Prestressed Box Girder

Lin Yun-xu

（China Railway Construction Bridge Engineering Group Co.， Ltd. First Engineering Company LimitedDalianLiaoning116000）

【Abstract】Analysis and treatment of slippery wire， broken wire， connector pull - out and corrugated pipe feeding in the process of cast - in - place prestressed box girder.

【Key words】Slip wire；Broken wire；Connector pull off；Bellows into the pulp

现浇预应力砼连续箱梁预应力施工质量的好坏直接影响到现浇梁的质量，必须要加强控制，但预应力施工技术含量相对较高，且问题的隐蔽性较强，必须经过一系列数据和现场具体观察分析才能作出正确判断，并采取有效措施进行处理，如果处理不当，则会造成重大质量事故。现将江西省抚吉高速公路A1标段现浇预应力砼连续箱梁施工经验总结如下：

1. 现浇预应力砼连续箱梁设计概况

抚吉高速公路抚州南枢纽互通（K3+138）采用苜蓿叶互通立交模式，互通立交桥为主线上跨福银高速公路立交桥， 位于抚州市金巢开发区崇岗镇长岗街。立交桥上部为18+24*2+18米现浇预应力砼箱梁，桥台采用肋板台，桥墩采用方柱式圆角墩，墩台采用桩基础。

2. 现浇箱梁预应力及张拉施工工艺

2.1波纹管铺设。

2.1.1预应力管道采用镀锌波纹管，钢带厚度不得小于0.3毫米，波纹管在安装前，逐根进行外观检查，合格后方可进行波纹管安装，确保波纹管安装质量。

2.1.2波纹管的铺设要严格按设计给定孔道坐标位置控制。所有管道沿长度方向每50～100cm设定位钢筋并与箍筋绑扎，不容许用铁丝定位，以确保管道在浇筑混凝土时不上浮、不变位。

2.1.3管道铺设中要确保管道内无杂物，管口处可用塑料泡沫或塑料胶布封堵。

2.1.4波纹管连接时，接头波纹管的规格可比孔道波纹管的规格大一级，其长度一般为200～300mm，旋入后接头要严，两接头处用塑料胶布缠裹严密，防止漏浆。

2.1.5截取2至3米长的波纹管进行漏水检查，以确保管道的压浆效果。

2.1.6焊接管道定位钢筋时应采取防护措施，避免管道被电焊渣烧伤，浇筑混凝土前派专人对管道进行仔细检查，尤其应注意检查管道是否被电焊烧伤，出现小孔。

2.1.7排气管至少在管道曲线的最高点处设置。

2.1.8波纹管与普通钢筋有矛盾时，可适当挪移普通钢筋，不可任意切断，实需切断时，在浇筑该部分混凝土时钢筋必须恢复。

2.1.9施工中波纹管要重点保护，施工人员不得对其进行踩踏或用工具敲击波纹管，若发现波纹管局部变形，要进行更换处理，并将接口用塑料胶布缠严密，防止漏浆。

2.2锚垫板安装。

2.2.1锚垫板安装前要检查锚垫板几何尺寸是否符合要求，并应抽样检查夹片硬度。

2.2.2应逐个检查垫板喇叭管内有无毛刺，对有毛刺者应予退货，不准使用。所有锚具均应采用整体式锚头，不允许采用分离式锚头。

2.2.3锚垫板要牢固地安装在模板上，锚垫板定位螺栓要拧紧，锚垫板要与孔道严格对中并与孔道端部垂直。

2.2.4锚垫板上的灌浆孔要采取封堵措施，可用同直径木塞封堵，在锚垫板与模板之间加一层橡胶垫，严防混凝土浇注时混凝土浆漏入孔道或将灌浆孔堵死，给施工造成困难。

2.3钢铰线下料、安装。

2.3.1钢铰线下料场应平坦，下垫方木或彩条布，不得将钢绞线直接接触土地以免生锈，也不得在混凝土地面上生拉硬拖，磨伤钢绞线。

2.3.2钢绞线的盘重大、盘卷小，弹力大，为防止在下料过程中钢绞线紊乱并弹出，事先应制作一个简易的铁笼。下料时，将钢绞线在铁笼内抽出，保证安全。

2.3.3钢铰线下料采用砂轮锯切割，不得采用电焊切割，距切口两侧5厘米处用绑丝扎牢，防止泥土污染钢铰线。

2.3.4钢铰线编束时要顺直，不得扭结，并尽量使各根钢绞线松紧一致。其端部要适当错位，开成圆顺的尖端以利于穿束，编束用20号铁丝绑扎，每隔1～1.5米绑一道铁丝，两端各2米区段内要加密至50厘米一道，以增加钢束的整体性。

2.3.5穿束前要对锚垫板、孔道检查。锚垫片位置准确，孔道清洁、畅通。对孔道进行清理。可用空压机向孔道内吹气，将杂物吹出，并用金属椭圆球反复来回拉几遍，确保穿束顺利进行。

2.3.6波纹管的接口极易松散，所以要缓慢进行，束的前端应扎紧并裹胶布，以减少对波纹管接口的冲击，以便钢绞线顺利通过孔道。安装完成后，应进行全面检查，以查出可能被损坏的管道。

2.4张拉。

张拉预应力要在混凝土强度达到设计强度的95%且龄期不小于7天以后进行。

张拉前对张拉设备进行校核，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。使用过程中在以下情况下要重新标定：

a.千斤顶使用时间超过6个月或使用次数超过200次；

b.千斤顶严重漏油、重要部件受损检修后；

c.张拉过程中钢绞线伸长量出现系统性的偏大或偏小情况；

d.其它在使用过程中出现的不正常现象发生时（见图1）；

2.4.1张拉器具安装顺序：

完成张拉机具的检验工作'安装工作锚板' 安装工作锚夹具'安装限位板'安装千斤顶'安装工具锚'安装工具锚夹片。（附图）

2.4.2安装技术要求：

（1）钢束外伸部分要保持干净，不得有油污、泥沙等杂物，施工人员不得随意踩踏。

（2）锚环及夹片使用前要用煤油或柴油清洗干净，不得有油污、铁屑、泥沙等杂物。

（3）工作锚必须准确放在锚垫板定位槽内，并与孔道对中（见图2）。

（4）工作锚各孔中装入夹片，用胶圈套好，可用长约30厘米的铁管穿入钢铰线向前轻顶，将夹片顶齐，注意不可用力过猛，夹片间隙要均匀，可用改锥认真调整。每个孔中必须有规定的夹片数量，不得有缺少现象。

（5）为了能使工具锚顺利退下，应在工具锚的夹片光滑面或工具锚的锚孔中涂剂。剂采用石腊。采用石腊时，将其熔化，涂在夹片上。

（6）工具锚的夹片要与工作锚的夹片分开放置，工具锚夹片的重复使用次数不得超过10次，若发现夹片破损，应及时更换以防张拉中滑丝、飞片（见图3）。

2.4.3张拉及锚固。

结合图纸及桥涵规范要求，安排张拉顺序（见图4）。

2.5孔道压浆。

2.5.1孔道的准备：

（1）张拉完毕应尽快灌浆（应尽量在48小时内完成）。

（2）应检查灌浆孔是否畅通，不允许发生堵孔现象。孔道是否干燥、洁净，如发现管道有残留物或积水，应用空压机将杂物或水分排除，确保孔道压浆质量。

（3）将孔道两端对应的锚头用无收缩水泥砂浆或锚头罩密封好，不漏气、不漏浆。

检查配套设备完好状态，供水、供电是否齐备、安全。

2.5.2压浆材料准备：

（1）灰浆：水泥内不得含有任何团块。

（2）水：应不含有对预应力筋或水泥有害的成分，每升水不得含500mg以上的氯化物离子或任何一种其它有机物。拟采用清洁的饮用水。

（3）外加剂：外加剂必须为合格产品。

2.5.3水泥浆的强度满足设计要求：

（1）灰浆水灰比宜采用0.40～0.45，掺入适量减水剂时，水灰比可减少至0.35，水及减水剂对钢束应无腐蚀作用。

（2）灰浆泌水率应预先试验合格，其最大泌水率不超过3%，拌合后3小时泌水率控制在2%，24小时后泌水应全部被浆吸收。

（3）试验合格。水泥浆稠度宜控制在14S～18S之间。

2.6封锚。

（1）张拉完毕后，经检验合格后即可用砂轮机切割端头多余的预应力筋，外露长度不宜小于30mm。

（2）钢筋网制作，支搭模板，浇筑封锚混凝土。封锚混凝土的强度等级应符合设计要求。

（3）封锚前，应先将已凿毛的混凝土面和锚具周围冲洗干净。

（4）封锚砼的养护采用按时洒水养护，保证混凝土处于湿润状态。

3. 各张拉问题的分析及处理

3.1滑丝。

（1）当只出现钢绞线咬痕不在同一平面上，且钢绞线回缩，说明有滑丝现象。

（2）出现滑丝现象，可能是由于夹片及锚板孔锈未处理干净，或夹片硬度不够，或钢绞线材质有问题。

（3）出现滑丝现象，一般需采用小千斤顶（25t）对滑丝束钢绞线进行补张拉，张拉时根据具体情况进行除锈或更换夹片等。

3.2断丝。

（1）在张拉过程中，如果出现响声，或张拉端钢绞线端头有钢丝崩出等现象说明有断丝现象。

（2）出现断丝的原因很多，可能是钢绞线受损伤，或钢绞线与锚垫板之间的角度不对，或夹片张拉时刮伤钢绞线等。

（3）断丝问题处理必须根据断丝的数量来确定处理方案，当后张预应力钢绞线束每束钢绞线断丝≤1丝且每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的1%，可以不处理，如果超过上述限值，原则上应更换钢绞线束，当不能更换时，在许可的条件下，可采取补救措施，如提高同一截面其它束预应力值，将断丝损失的应力补回来，但须满足设计上各阶段极限状态的要求。

3.3锁头器拉脱。

（1）在张拉过程中，如果出现比较大的响声，且压力表读数突然下降，在前一跨施工缝处的连接器砼开裂，或钢绞线直接崩出，张拉夹片松开，可能是挂连接器的锁头器拉脱。

（2）如果出现这种情况，很有可能是挤压锁头器的模具变形超标，达不到挤压应力，或挤压时未加防滑弹簧，或挤压锁头器时防滑弹簧只挤压部份进出，或钢绞线端头锁头器里面，减少钢绞线有效抗拉长度等。

（3）在出现此情况后，必须立即停止张拉，分析原因，并对已经张拉完的其它钢绞线束进行压浆，然后在前一施工缝处凿出出现问题的连接器，检查锁头器拉脱的根数及具体情况。并根据具体情况决定将钢绞线进行更换或将钢绞线抽出少许重新安装锁头器，然后将锁头器挂在连接器上，并增加一抱箍，防止张拉时锁头器滑脱，待这些处理好后，再对此束钢绞线分级进行张拉，并核对应力与相应理论伸长量是否吻合。如果顺利张拉完成后，及时关模安装排气孔并浇注修补砼，然后待强度上来后压浆。

3.4连接器拉脱。

3.4.1在张拉过程中，如果出现比较大的响声，且压力表读数突然下降，或在前一跨施工缝处的连接器砼开裂，或千斤顶突然崩出，可能是挂连接器拉脱。

3.4.2如果出现这种情况，很有可能是在张拉前一跨时，夹片未锁紧钢绞线或夹片的质量有问题。

3.4.3这种情况很少发生，而且是重大事故，必须认真对待。在出现此情况后，必须立即停止张拉，分析原因，并采取相应的补救措施。如立即停止所有张拉，检查分析出现问题的原因，然后对已经张拉到位的钢绞线束进行注浆，再凿开被拉脱的连接器，检查上跨注浆是否饱满及前一跨钢绞线回缩情况，紧接着将上一跨相应钢绞线束凿出40cm左右，本跨凿出60 cm左右，再重新安装上一跨的连接器，并将原来的2夹片改为3夹片进行锚固，连接器安装时必须与钢绞线垂直，夹片尽量敲紧，处理好上述步骤后，再重新挂锁头器，并在锁头器与连接器相接的位置增加一抱箍，将锁头器与连接器锁紧，防止张拉时锁头器滑脱，待以上问题都处理好后，再进行分级张拉（15%50%100%），并核对伸长量与应力值是否吻合，并在张拉过程中检查处理部位是否有变形或响声等异常情况，如有及时停止，重新处理。没有继续张拉，拉完后及时压浆，并用同等标号的砼将凿开的梁体进行修补。

3.5波纹管堵管。

3.5.1如果在张拉过程中，发现理论伸长量与张拉应力不相匹配，且差值超过规范要求较大。如果出现这种情况，说明在砼浇注过程，波纹管进浆。

3.5.2出现这种情况，可能是在钢筋绑扎焊接时，焊渣烧伤波纹管，或波纹管接头时未包好，或砼浇注时，捣固棒捣到波纹管，而进浆等。

出现这种情况，继续张拉到控制应力，并记下实际伸长量，然后由实际伸长量反算波纹管堵管位置，并根据图纸在梁上画出相应位置，再用风镐将相应位置凿开，清除堵管的砼，并补好凿开的梁体，然后再重新张拉到控制应力，再压浆。如果在砼浇注过程中出现振捣砼时水泥浆流失，也可能就是波纹管进浆，此时可不必继续张拉到控制应力，直接凿开相应位置清除堵管的砼，即可继续张拉，并修补压浆。

综上所述，现浇预应力砼连续箱梁，在预应力施工过程中，必须加强现场的过程控制和检查，征对现场的具体情况，认真分析原因，采取有效的措施及时进行处理，同时总结经验，采取措施或改变施工工艺，预防出现类似的情况。

参考文献

[1]公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）.

[2]《抚州至吉安高速公路两阶段施工图设计》图纸.