提高锚下同束有效预应力的均匀度

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摘要：有效预应力均匀度是预应力施工的重要指标，它是评定工程预应力质量的关键参数。本文通过对鱼洞长江大桥施工过程中长束（多束）预应力施工的下料、编束、穿束以及预应力孔道预埋等工艺上进行讲解，以说明如何真正提高锚下有效预应力的均匀度。

关键词：锚下 预应力均匀度

中图分类号：TU378 文献标识码： A

一、工程概况

鱼洞长江大桥正桥桥长1541.6m，桥跨布置12×40（北引桥连续箱梁）＋145.32＋2×260＋145.32（主桥连续刚构）＋6×40（南引桥连续箱梁）。

主桥上部结构为145.32＋2×260＋145.32m预应力混凝土连续刚构桥，全长810.64m。桥面总宽41.6m，单幅宽20.3m，箱宽12.9m，最大翼缘宽度4.8m；根部梁高15.1m，跨中梁高4.6m，采用纵横竖三向预应力体系。

纵向预应力设置了顶板束（T）、腹板束（F）、中跨底板束（Z）、边跨底板束（B）、合龙束（L）和预备束（Y）共六种。采用φs15.2－23、24两种钢束，最长钢束260m，设计张拉力分别为4349.9KN、4529.6KN。共832束。

由于有效预应力均匀度是预应力施工的重要指标，它是评定该项工程预应力质量的关键参数。目前国内有关长束或多束预应力施工大多存在锚下有效预应力均匀度不高的通病，本桥在国内跨度指标名列前茅，因此我项目开工前已制定计划，对长束（多束）预应力施工从下料、编束、穿束以及预应力孔道预埋等工艺上进行研究，以期能真正提高锚下有效预应力的均匀度，进一步保证大桥使用寿命及工程总体质量。

小组简介

鱼洞长江大桥二期项目QC小组成立于2009年5月20日，登记号为×××××。小组现有成员6名，其中本科学历4名、大专学历3名，平均年龄28岁，平均接受TQM教育72小时。小组基本情况详见表一：

表1小 组 概 况

三、选题理由

四、现状调查

1、 2009年8月20日通过小组讨论确定，以主桥14＃T构1＃梁段T2C束为一个试验束展开现状调查。T2C整体张拉完毕后测得各索锚下有效预应力数据见下表：

表2 14#T构T2C锚下有效预应力统计表

2、从8月29日到11月2日，小组共进行了10次现场调查，发现造成锚下有效预应力不均匀度偏高主要存在如下几个方面的问题：

表3 调查情况记录表

3、根据记录表绘制排列图如下：

结论：通过排列图可以看到，“穿束编束不规范”和“张拉力控制不准”是需要解决的主要问题。

五、原因分析

2009年11月2日，小组成员运用头脑风暴法对“穿束编束不规范”和“张拉力控制不准”这两个主要问题进行了原因分析，并绘制因果图如下：

六、要因确认

从上面的因果图中小组成员找出了这两个主要问题的所有末端原因，并对其逐条进行要因确认。

表4要因确认表

制表：赵文忠 日期：2009年11月6日

七、制定对策

2009年11月7日，小组成员再次召开会议，针对最终确定出来的要因，共同探讨制定了对策措施

表5 对策表

制表：赵文忠 日期：2009年11月7日

八、对策实施

（一）设备维修、购置

1、11月8日项目总工邢志明召开施工现场会议，要求张拉队施工负责人在3日内协同张拉设备生产厂家，对施工现有张拉机具进行全面维修，并购置高精度配套油表。

2、项目新购置8台80型张拉油泵。

3、对现场所有张拉机具（含新购置）统一重新标定。

4、确保所有张拉机具均能满足现场施工要求，并在每次张拉作业时有充足的备用机具。

目标实现情况：机具满足施工要求、备用充足、性能稳定。

（二）固定厂家、规范使用

1、试验室对天津、宁夏两厂家生产的钢绞线以往的实验报告进行了调查对比，从钢绞线抗拉强度、弹性模量、截面积三个方面进行综合比较，天津厂家生产的多个批次数值浮动较小，更为稳定，决定固定采购天津厂家生产的钢绞线。

2、对现有库存的两厂家钢绞线进行分批分类，并标识性能参数，现场使用按批次发放，确保同束各索钢绞线使用的是同厂和同批次。

目标实现情况：同束各索钢绞线弹模、截面积一致。

（三）规范编束工序

针对规范编束工序，项目安质部、工程部于2009年11月11日分别对主桥和引桥两施工作业队进行了专项培训，并下发了书面技术交底，主要内容入下：

1、编束前首先将预应力锚具及张拉限位板各索孔编号（见图例１）。

2、将下好料的钢绞线穿入张拉限位板，然后将限位板从一端移至另一端对整束钢绞线进行疏束（见图例２）。

3、根据限位板上孔号将各索钢绞线两端分别编号。

4、疏束完成的部分立即用细扎丝绑扎，间隔1m一道，确保成束后各索钢绞线编号明确且相对位置不变。

5、用砂轮锯将一端钢绞线各索端头切割20～30cm，但保留中心一根丝，最后将中心丝穿入具有与锚具及限位板相似孔位且按照限位板孔位编好号的牵引螺塞后镦头，镦头直径大于牵引螺塞孔的直径，以满足整束穿束时拖动钢绞线的要求（见图例3、4）。

图例3钢绞线镦头图例4镦头后整束钢绞线

目标实现情况：整束钢绞线顺直、无打绞，各索号码明确，相对位置固定，达到编束目的。

（四）优化穿束工艺

穿束工艺优化主要在于优化整束钢绞线穿束前封头以及卷扬机牵引穿束过程和穿束后锚具的安装。

1、先将牵引钢丝绳穿束器中固定，再将穿入钢绞线镦头后的螺塞直接拧入穿孔器中（见图例5），直到螺塞外边不露丝扣为止。

2、钢绞线穿束前钢绞线端头及切割部分必须用胶带缠绕保护，注意牵引头缠胶带以前，用先用卷扬机牵引，使各绞线在镦头处长短一致（见图例6），防止穿束过程中钢绞线端头散索。

图例6牵引头封头示意图

3、穿束时由卷扬机缓慢牵引整束钢绞线平动，以免钢绞线在穿束过程中发生扭曲或旋转，穿束过程必须有专人随时校正。

4、穿束过程完成后，必须立刻安装预应力锚具，安装时各索编号必须与预先编好锚具索孔编号一一对应。

目标实现情况：穿束过程合理有序，穿束后各索钢绞线相对位置不变

（五）增设雨棚

1、购置充足篷布，现场加工简易移动式防雨棚(每Ｔ构两个)。

2、关注张拉施工期间天气情况，千斤顶安装后如遇雨天及时用篷布遮盖。

3、如在雨天进行张拉作业必须用雨棚遮挡作业面，确保预应力施工期间钢绞线及张拉机具不湿水。

目标实现情况：张拉时钢绞线及张拉机具干燥无淋雨

九、效果检查

1、对策实施后情况

2009年11月20日，小组成员将对策实施后的13#Ｔ构1#梁段、14#Ｔ构2#梁段各选两束共4束钢绞线的各索锚下有效预应力数据统计如下：

表6 13#T构T2a锚下有效预应力统计表

表7 13#T构T2c锚下有效预应力统计表

表814#T构T3a锚下有效预应力统计表

表9 14#T构T3c锚下有效预应力统计表

由以上检测数据可以看出对策实施后同束预应力锚下不均匀度已降至4.88%～7.32%。

2、效果比对图

结论：目标实现

3、效益分析

经济效益：对策实施后钢绞线锚下有效预应力均匀度明显提高，并得到了有效的控制，从而保障了大桥预应力施工的质量，大大提高了大桥的安全可靠性和耐久性。对项目创优计划起到了很大的推动作用，同时对企业长期经济效益更是难以估算。

社会效益：由于我项目施工规范、预应力施工质量得到稳步提高，多次受到建设单位和监理单位的表彰，为我公司在重庆市场赢得了良好的社会声誉。

技术效益：通过实践，我们摸清了影响锚下预应力施工质量的各种影响因素，总结出了切实可行的施工方法，提高了锚下有效预应力的均匀度，同时提高大桥施工的总体质量，为公司以后的预应力施工提供了技术支持。

其它效益：活动大大的丰富了小组的实践经验，进一步锻炼了小组成员发现问题、解决问题的能力，也在很大程度上提高了施工队伍的综合素质。

十、巩固措施

1、对预应力施工人员进一步加强培训，并将预应力施工过程中的重点控制环节单独编辑成小卡片，供大家随时参考学习。

2、钢绞线进场渠道，严把质量关，根据活动经验，固定厂家供货，确保进场钢绞线各项指标优良、持续稳定。

3、活动取得的经验固定下来制定成制度，行成成套作业指导书，在全项目推广，确保预应力施工质量的连续性。

4、严格要求技术人员的日常检查和监督工作。

巩固措施效果检查：采取巩固措施后，预应力施工质量水平得到了进一步提高，锚下有效张拉力不均匀度到了有效控制，预应力检测质量评定合格率达到了95%以上。

结语：通过实践，我们摸清了影响锚下预应力施工质量的各种影响因素，总结出了切实可行的施工方法，提高了锚下有效预应力的均匀度，从而保障了大桥预应力施工的质量，同时提高大桥施工的总体质量，大大提高了大桥的安全可靠性和耐久性。