后张预应力桥梁施工应注意的几个问题的探讨

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[摘要] 后张预应力桥梁施工中管道成型是预应力成功的关键之一；对预应力筋张拉时必须严格按程序作业；本文对施工中易出现的问题做了总结。

[关键词] 桥梁预应力施工

前言预应力砼桥梁具有比普通钢筋砼桥梁优良的使用性能，提高了耐疲劳强度，并充分利用了高强度钢材，但是对施工则提出了更高的要求：需要严格的施工作业程序，需要有较高技能的技术工人、特殊精密的施工测量设备以及高质量的材料。随着预应力砼桥梁在我国公路建设中被广泛采用，施工水平已越来越高，但还是有一些问题经常出现，现就施工中经常发生的问题做一探讨。

2、管道成型

后张预应力施工时，人们的注意力容易集中在施加阶段，如张拉程序、张拉力大小与伸长量的比例关系等，但应该清醒地认识到管道成型阶段的重要性，正如莱昂哈特所说：“管道的成功意味着预应力施工成功了一半。”预应力施工的成功在于预应力的位置和大小的准确，管道成型阶段的重要性在于不仅它决定了最终预应力的位置，而且对于最终预应力的大小有着重要影响，例如管道漏浆可能导致应力损失增大而使局部预应力不足。

现将易出现的问题及工程实例列举如下，这些问题包括：定位错误、管道位不牢、管道漏浆。

2.1、定位错误

一般用管道某点至模板的相对位置定位，从模板底向上量测确定高程，以模板端头的位置确定水平纵横坐标。①、预应力管道的定位错误，避免的方法是将每根管道定位数据复核后列表经批准后用于施工操作和工序检查。②、有时候预应力管道和钢筋位置的冲突，可能导致预应力管道“让位”于普通钢筋，这是错误的。先放置的水平钢筋占据了管道的位置，此时应将水平钢筋稍微做移动而不是将套管降低。预应力结构中，预应力筋的位置比普通钢筋的远为重要。施工时，通常预应力筋在钢筋之前放置。表1为管道定位的允许偏差值。

表1

2.2固定不牢

尽管施工时要采取尽量避免灌入和振捣时的冲击，但管道的固定必须能抵抗这种冲击。否则预应力管道会发生移位，有时甚至很严重。

单放波纹管而不穿入钢束时，应考虑抵抗浮力。

2.3管道漏浆

到灌入砼为止，施工中对管道的碰撞和挤压是不可避免的。碰撞造成管道破损，导致漏浆。管道接头处理不当亦是漏浆的原因。由于钢筋结构复杂，小于1cm直径的漏洞不易被检查出来，尤其是管道的阴面。漏浆会导致穿束困难或预应力损失增加，严重的情况是使用联接器的长束在漏浆处被锚固，使局部预应力为零，而问题直到张拉时才能被发现。防止漏浆的唯一办法是在浇筑砼之前由专门人员仔细检查。对于两端张拉的预应力筋，补救办法是在正式张拉前单向拉动预应力筋，如有漏浆即可发现。

2.4预埋钢垫板

预埋钢垫板通常是被固定在端板上的，但其轴线往往与钢绞线端部的轴线不一致，这种问题在工地上常常遇到。

（a）的情况使钢垫板和预应力筋之间将出现一个夹角，这个夹角是造成断丝的原因之一；

（b）的情况将使管道出现弯曲而使该处增加摩阻力。

3、张拉

施工中人们已经普遍注意千斤顶和压力表配套标定工作，但其他一些重要细节常被忽视。

3.1千斤顶轴线与预应力轴线不一致

千斤顶轴线与预应力轴线不一致时出现的情形――锚板背面与千斤顶支脚端面形成夹角，千斤顶给油时处于下缘的钢丝束直到缝隙闭合才会受力，使得同一束内各根钢绞线的张拉力不均匀。当分级张拉时，如此重复几次，就会导致很大的误差积累。

3.2弹性模量的影响

钢束的理论伸长应按照规范的计算公式来计算。对于钢绞线，应使用其实际的弹性模量值。国外和我国的预应力钢绞线产品标准对弹性模量的要求为195±10GPa，根据材料力学理论按弹性模量变化±10GPa计算，伸长值误差变化范围为±5.1%。而规范要求“实际值与理论伸长值的差值应控制在6%以内”，可见，若取钢绞线的理论弹性模量值（195GPa），仅钢绞线实际弹性模量变化的影响已接近施工规范的要求值，再加上其他施工误差的影响，伸长量控制必定超出规范要求值。实际情况也是如此，已经有不少由于弹性模量的取值而引起理论伸长值产生很大误差的实例，应引起注意。

3.3张拉顺序

设计通常给出张拉顺序或张拉先后原则，具体每次张拉哪一束仍需做出明确的安排，而且应获得批准，这是避免张拉过程中出现局部应力过大的有效措施。

3.4以下罗列了理论伸长值与实际伸长值差值较大的原因

（1）锚固端松弛，伸长值增大。

（2）预应力筋在砼浇筑这前放入管道，如果管道漏浆会造成预应力损失偏大，造成实测伸长量偏小，此偏值不能确定大小。

（3）管道固定不牢固，管道变形，位置不准，预应力损失过大或过小。

（4）计算理论伸长量时，未按实际的预应力筋弹性模量计算而造成的误差。

（5）预应力筋截面面积的偏差可能导致理论伸长值计算误差。

（6）千斤顶和压力表配套使用时间较长或发生意外造成测定拉力不准，此时应及时标定。

3.5测量伸长值的方法

对于钢束实际伸长值的测量，建议应用量测预应力筋绝对伸长值的方法，而不使用量测千斤顶伸出量的方法，后者测得的伸长值须考虑工具锚、工作锚处钢束回缩的影响，尤其在分级张拉时，比较繁琐，否则偏差很大。正确简便的测量方法，使用一个标尺固定在两根相邻的钢绞线上，不论经过几个过程均以此来量测分级张拉的伸长量，累计的结果即为初应力与终应力之间的实测伸长值。

4、设计的问题

预应力施工不仅对施工技术提出了较高的要求，同时有些问题是在设计时容易补充忽略的。

如果平弯桥的弯曲半径小于170米，腹板内的水平弧形纵向束张拉时产生的径向力可能导致超过腹板钢筋砼的承受能力，导致砼破坏。再如，锚块处弯曲的预应力径向力很大，而如果不配有足够的箍筋可能导致砼被崩开，同时锚块与非预应力区交界处可能由于配筋的不足而导致在砼浇筑后即发生收缩开裂，或者张拉预应力后开裂。

还有大跨连续梁梁底竖向弧形曲线预应力钢束导致的开裂。由于底板内预应力束过密（中距小于20cm），而且布置在底板横向的跨中，底板横向抗弯度小于弯曲预应力束产生的弯矩使得底板纵向开裂。

对以上这些问题，审图时要多加注意，必要时在设计交底时提出，避免施工时发生意外，造成不可挽回的损失。

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