预应力混凝土施工工艺及质量控制
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摘要:预应力混凝土是建筑工程施工中重要的一项施工技术，目前在城市桥梁工程建设中得到广泛的应用。本文结合笔者多年实践经验，重点就预应力混凝土施工工艺技术进行深入的探讨，并总结了施工过程中的质量控制措施，以供类似工程研究借鉴。
关键词:预应力混凝土；施工工艺；张拉设备；质量控制
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
随着国民经济的快速发展，政府加大了对城市基础设施建设的投资力度，特别是大跨度桥梁设施的建设，这对促进城市现代化建设方面具有重要的作用。预应力混凝土作为一种新型的工艺技术，具有抗裂性好、节省材料、刚度大、提高受压构件稳定性及耐疲劳性等优点，目前在城市桥梁基础设施建设中有所应用及推广。但由于预应力混凝土施工工艺较为复杂，在施工中需要一定的专门设备进行操作，这也容易导致预应力混凝土出现一些质量问题，影响到桥梁结构的功能发挥及质量安全。因此，本文就预应力混凝土施工工艺技术进行探讨，重点阐述了后张法预应力混凝土施工工序，希望对提高预应力混凝土施工质量有所帮助。
1 预应力混凝土的质量控制
预应力混凝土施工中高标号的混凝土质量(抗压强度)直接影响后续预应力钢绞线的施工。因此对混凝土配合比、混凝土材料水泥、集料、外加剂、掺合料、水的质量必须严格把关。
水泥进场时应附有生产厂的品质试验检测报告等合格证明文件，并按批次对同一生产厂、同一品种、同一强度等级及统一出厂日期的水泥进行强度、细度、安定性和凝结时间等性能的检验，散装水泥应以每500t为一批，袋装水泥应以每200t为一批，不足时按一批计。存放时间超过3个月时，重新取样复验。集料的进场检验组批应符合《公路桥涵施工规范》要求，检测项目有:外观、颗粒级配、针片状颗粒含量、含泥量、泥块含量、压碎值指标等。
配合比应通过设计和试验来确定，经批准后方可使用且应在混凝土拌制前将理论配合比换算为施工配合比。
混凝土浇筑时应检查模型的尺寸、模板内有无杂物、积水等，浇筑应按一定的顺序、方法、方向分层浇筑。严格做到不漏振、不过振，保证混凝土的质量及外观达标。浇筑完成后及时进行养护工作，满足其对湿度、温度和时间的要求。
2 预应力张拉设备校正、锚具、夹片的质量控制
预应力张拉设备分为传统型配置及智能型配置两种。张拉千斤顶应根据施工需要配置相应吨位的千斤顶。预应力施工前必须对千斤顶、油泵及油压表进行标定。必须在主管部门授权的法定计量技术机构进行标定，确定其校正系数，否则不得进行张拉施工。预应力施工所使用的钢绞线、锚环、夹片进场前，必须送由主管部门授权的鉴定机构鉴定确定其质量是否达标(锚环、夹片各种规格抽取3套)，达标后方可进场。
由于预应力施工是整个预应力混凝土施工的关键，因此必须保证施工的安全和准确，因此要求预应力设备必须由专人使用和管理，操作人员必须具备预应力施工工艺知识、安全常识方可上岗操作。如有以下情况必须对张拉设备重新标定:千斤顶初次使用，油压表指针不回零位时，千斤顶、油压表在使用中不能相互对应，千斤顶使用超过6个月或张拉超过200次以上。预应力张拉必须做到机、顶、表对号配套安装使用。在施工使用前必须做首件确认试验来确定系数值，保证后续预应力张拉施工数据准确无偏差。《公路桥涵施工规范》规定预应力施工张拉力为主，钢绞线的伸长值作校核，理论伸长值与实测伸长值差值不应超过±6%。如超出规定值暂停张拉查找原因:预应力筋材料的变化，弹性模量E值的选择，孔道摩阻不准确，设计计算伸长有误，测量方式、方法不准确等。
3 预应力混凝土预留孔道
预应力管道有两种:金属波纹管、塑料波纹管。预应力管道应具有足够的强度且不允许有漏浆现象。施工中多数使用不小于0.3mm钢带卷制的金属波纹管，在卷制金属波纹管条件允许时尽量按图纸要求长度整根制作，不使用接头套管。如必须使用接头套管时，必须严密封闭不得漏浆。预应力管道使用定位钢筋固定，使其牢固地置于梁板内的设计位置上，在混凝土浇筑期间位置不会移动。锚垫板平面垂直于孔道轴线，螺旋加强筋应紧靠锚垫板根部，以便分散应力传导应力至梁体上，锚垫板压浆孔安装时应使其在上部便于压浆时孔道内的浆液饱满。
为防止混凝土浇筑过程将预留孔道挤压变形，施工前可采取在预留孔道内先插入外径稍小于预留孔道内径的材料(硬聚乙烯管、橡胶抽芯棒等)。在混凝土浇筑过程中应抽动观察，混凝土浇筑后抽出循环利用，避免了孔道受压变形，钢绞线穿束困难的问题，确保混凝土在短时间内浇筑，消除了孔道附近混凝土振捣不密实的情况，取得了非常好的效果并保证了混凝土施工质量。
4 预应力筋的制作安装
钢绞线必须按照设计要求的规格型号使用，对新进场的钢绞线需验收，除应对质量证明书、包装、标志和规格进行检查外，还应进行复验，从每批钢绞线中任取3盘，并从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一根进行复验，每批钢绞线的重量不大于60t。
预应力筋下料:预应力筋的下料长度应通过计算确定，也可按照设计图纸下料。钢绞线下料宜放置在平缓的场地内拉直后切割，既保证了施工所需的长度又节约了材料。钢绞线下料应采用砂轮锯切割，不得采用电弧切割。
预应力筋的编束:预应力筋编束绑扎时，每束钢绞线必须理顺直(预应力筋的两侧端头编制同一号码)，不得打结、变形，应分段并绑扎牢固，以钢绞线不相互扭结为宜，避免造成张拉应力不均匀(不够或超张拉)发生断丝、滑丝等现象。即使张拉过程中出现断丝、滑丝现象也可针对性的采取补救措施。
预应力筋的保护与安装:预应力筋应在混凝土浇筑之后养生期间及强度均达标后方可进行穿束施工，避免因养生时对预应力筋的损害，如不能及时进行张拉施工工作应推迟穿束，保证预应力筋长期外露锈蚀。
5 预应力混凝土张拉施工
梁板混凝土养生时间和强度必须在达到设计要求时经验收确认，方可进行预应力张拉施工，如设计无要求时按照《公路桥涵施工规范》要求进行张拉施工。
预应力张拉施工工序:先清除锚垫板处的水泥浆和压浆孔处的防漏堵塞物将编制好的钢绞线束按使用要求穿入相应的孔道钢绞线逐根对孔插入锚环打紧夹片(工作锚必须进入锚环安装槽中)装置限位板与千斤顶安装工具锚并将工具夹片打紧(夹片不得错位)检查千斤顶、锚环、夹片是否安装到位进行张拉施工。
预应力张拉施工必须两端操作人员准确施加应力、测量准确、统一开始、统一结束、必须严格按照图纸设计的张拉顺序进行对称张拉。张拉施工中以计算张拉应力控制，逐级加载应力，一般可分为三次，第一级控制应力为10%(使钢绞线处于受力初始阶段)、第二级控制应力为20%(为补充达到第一级应力时的钢绞线伸长值)、第三级控制应力为100%(使钢绞线处于计算受力完成阶段)分级张拉，在达到每级控制应力时，准确测量钢绞线伸长值并记录伸长值(测量读数时应精确)，在达到设计控制张拉应力后持荷2min，缓慢卸载应力直至压力表显示归零。张拉施工完成后应及时计算实际伸长值，检验是否符合要求，方法为:(20%～10%)+(100%～10%)=实际伸长值。因此预应力张拉施工过程中应认真作好张拉施工原始记录，以便施工后期工程质量复检。预应力张拉施工结束后，经检查确认合格后方可切割钢绞线(以免检测不合格时无法操作)，使用52.5水泥将钢绞线封锚做保护处理。