淺談預應力箱梁張拉問題分析及處理

林云旭

【摘要】現(xiàn)澆預應力箱梁在張拉過程中出現(xiàn)滑絲、斷絲、連接器拉脫以及波紋管進漿等問題的分析及處理。

【關鍵詞】滑絲；斷絲；連接器拉脫；波紋管進漿

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

現(xiàn)澆預應力砼連續(xù)箱梁預應力施工質(zhì)量的好壞直接影響到現(xiàn)澆梁的質(zhì)量，必須要加強控制，但預應力施工技術含量相對較高，且問題的隱蔽性較強，必須經(jīng)過一系列數(shù)據(jù)和現(xiàn)場具體觀察分析才能作出正確判斷，并采取有效措施進行處理，如果處理不當，則會造成重大質(zhì)量事故?，F(xiàn)將江西省撫吉高速公路A1標段現(xiàn)澆預應力砼連續(xù)箱梁施工經(jīng)驗總結(jié)如下：

1. 現(xiàn)澆預應力砼連續(xù)箱梁設計概況

撫吉高速公路撫州南樞紐互通（K3+138）采用苜蓿葉互通立交模式，互通立交橋為主線上跨福銀高速公路立交橋， 位于撫州市金巢開發(fā)區(qū)崇崗鎮(zhèn)長崗街。立交橋上部為18+24*2+18米現(xiàn)澆預應力砼箱梁，橋臺采用肋板臺，橋墩采用方柱式圓角墩，墩臺采用樁基礎。

2. 現(xiàn)澆箱梁預應力及張拉施工工藝

2.1波紋管鋪設。

2.1.1預應力管道采用鍍鋅波紋管，鋼帶厚度不得小于0.3毫米，波紋管在安裝前，逐根進行外觀檢查，合格后方可進行波紋管安裝，確保波紋管安裝質(zhì)量。

2.1.2波紋管的鋪設要嚴格按設計給定孔道坐標位置控制。所有管道沿長度方向每50～100cm設定位鋼筋并與箍筋綁扎，不容許用鐵絲定位，以確保管道在澆筑混凝土時不上浮、不變位。

2.1.3管道鋪設中要確保管道內(nèi)無雜物，管口處可用塑料泡沫或塑料膠布封堵。

2.1.4波紋管連接時，接頭波紋管的規(guī)格可比孔道波紋管的規(guī)格大一級，其長度一般為200～300mm，旋入后接頭要嚴，兩接頭處用塑料膠布纏裹嚴密，防止漏漿。

2.1.5截取2至3米長的波紋管進行漏水檢查，以確保管道的壓漿效果。

2.1.6焊接管道定位鋼筋時應采取防護措施，避免管道被電焊渣燒傷，澆筑混凝土前派專人對管道進行仔細檢查，尤其應注意檢查管道是否被電焊燒傷，出現(xiàn)小孔。

2.1.7排氣管至少在管道曲線的最高點處設置。

2.1.8波紋管與普通鋼筋有矛盾時，可適當挪移普通鋼筋，不可任意切斷，實需切斷時，在澆筑該部分混凝土時鋼筋必須恢復。

2.1.9施工中波紋管要重點保護，施工人員不得對其進行踩踏或用工具敲擊波紋管，若發(fā)現(xiàn)波紋管局部變形，要進行更換處理，并將接口用塑料膠布纏嚴密，防止漏漿。

2.2錨墊板安裝。

2.2.1錨墊板安裝前要檢查錨墊板幾何尺寸是否符合要求，并應抽樣檢查夾片硬度。

2.2.2應逐個檢查墊板喇叭管內(nèi)有無毛刺，對有毛刺者應予退貨，不準使用。所有錨具均應采用整體式錨頭，不允許采用分離式錨頭。

2.2.3錨墊板要牢固地安裝在模板上，錨墊板定位螺栓要擰緊，錨墊板要與孔道嚴格對中并與孔道端部垂直。

2.2.4錨墊板上的灌漿孔要采取封堵措施，可用同直徑木塞封堵，在錨墊板與模板之間加一層橡膠墊，嚴防混凝土澆注時混凝土漿漏入孔道或?qū)⒐酀{孔堵死，給施工造成困難。

2.3鋼鉸線下料、安裝。

2.3.1鋼鉸線下料場應平坦，下墊方木或彩條布，不得將鋼絞線直接接觸土地以免生銹，也不得在混凝土地面上生拉硬拖，磨傷鋼絞線。

2.3.2鋼絞線的盤重大、盤卷小，彈力大，為防止在下料過程中鋼絞線紊亂并彈出，事先應制作一個簡易的鐵籠。下料時，將鋼絞線在鐵籠內(nèi)抽出，保證安全。

2.3.3鋼鉸線下料采用砂輪鋸切割，不得采用電焊切割，距切口兩側(cè)5厘米處用綁絲扎牢，防止泥土污染鋼鉸線。

2.3.4鋼鉸線編束時要順直，不得扭結(jié)，并盡量使各根鋼絞線松緊一致。其端部要適當錯位，開成圓順的尖端以利于穿束，編束用20號鐵絲綁扎，每隔1～1.5米綁一道鐵絲，兩端各2米區(qū)段內(nèi)要加密至50厘米一道，以增加鋼束的整體性。

2.3.5穿束前要對錨墊板、孔道檢查。錨墊片位置準確，孔道清潔、暢通。對孔道進行清理?？捎每諌簷C向孔道內(nèi)吹氣，將雜物吹出，并用金屬橢圓球反復來回拉幾遍，確保穿束順利進行。

2.3.6波紋管的接口極易松散，所以要緩慢進行，束的前端應扎緊并裹膠布，以減少對波紋管接口的沖擊，以便鋼絞線順利通過孔道。安裝完成后，應進行全面檢查，以查出可能被損壞的管道。

2.4張拉。

張拉預應力要在混凝土強度達到設計強度的95%且齡期不小于7天以后進行。

張拉前對張拉設備進行校核，施加預應力所用的機具設備及儀表應由專人使用和管理，并應定期維護和校驗。使用過程中在以下情況下要重新標定：

a.千斤頂使用時間超過6個月或使用次數(shù)超過200次；

b.千斤頂嚴重漏油、重要部件受損檢修后；

c.張拉過程中鋼絞線伸長量出現(xiàn)系統(tǒng)性的偏大或偏小情況；

d.其它在使用過程中出現(xiàn)的不正?，F(xiàn)象發(fā)生時（見圖1）；

2.4.1張拉器具安裝順序：

完成張拉機具的檢驗工作安裝工作錨板 安裝工作錨夾具安裝限位板安裝千斤頂安裝工具錨安裝工具錨夾片。（附圖）

2.4.2安裝技術要求：

（1）鋼束外伸部分要保持干凈，不得有油污、泥沙等雜物，施工人員不得隨意踩踏。

（2）錨環(huán)及夾片使用前要用煤油或柴油清洗干凈，不得有油污、鐵屑、泥沙等雜物。

（3）工作錨必須準確放在錨墊板定位槽內(nèi)，并與孔道對中（見圖2）。

（4）工作錨各孔中裝入夾片，用膠圈套好，可用長約30厘米的鐵管穿入鋼鉸線向前輕頂，將夾片頂齊，注意不可用力過猛，夾片間隙要均勻，可用改錐認真調(diào)整。每個孔中必須有規(guī)定的夾片數(shù)量，不得有缺少現(xiàn)象。

（5）為了能使工具錨順利退下，應在工具錨的夾片光滑面或工具錨的錨孔中涂潤滑劑。潤滑劑采用石臘。采用石臘時，將其熔化，涂在夾片上。

（6）工具錨的夾片要與工作錨的夾片分開放置，工具錨夾片的重復使用次數(shù)不得超過10次，若發(fā)現(xiàn)夾片破損，應及時更換以防張拉中滑絲、飛片（見圖3）。

2.4.3張拉及錨固。

結(jié)合圖紙及橋涵規(guī)范要求，安排張拉順序（見圖4）。

2.5孔道壓漿。

2.5.1孔道的準備：

（1）張拉完畢應盡快灌漿（應盡量在48小時內(nèi)完成）。

（2）應檢查灌漿孔是否暢通，不允許發(fā)生堵孔現(xiàn)象?？椎朗欠窀稍?、潔凈，如發(fā)現(xiàn)管道有殘留物或積水，應用空壓機將雜物或水分排除，確?？椎缐簼{質(zhì)量。

（3）將孔道兩端對應的錨頭用無收縮水泥砂漿或錨頭罩密封好，不漏氣、不漏漿。

檢查配套設備完好狀態(tài)，供水、供電是否齊備、安全。

2.5.2壓漿材料準備：

（1）灰漿：水泥內(nèi)不得含有任何團塊。

（2）水：應不含有對預應力筋或水泥有害的成分，每升水不得含500mg以上的氯化物離子或任何一種其它有機物。擬采用清潔的飲用水。

（3）外加劑：外加劑必須為合格產(chǎn)品。

2.5.3水泥漿的強度滿足設計要求：

（1）灰漿水灰比宜采用0.40～0.45，摻入適量減水劑時，水灰比可減少至0.35，水及減水劑對鋼束應無腐蝕作用。

（2）灰漿泌水率應預先試驗合格，其最大泌水率不超過3%，拌合后3小時泌水率控制在2%，24小時后泌水應全部被漿吸收。

（3）試驗合格。水泥漿稠度宜控制在14S～18S之間。

2.6封錨。

（1）張拉完畢后，經(jīng)檢驗合格后即可用砂輪機切割端頭多余的預應力筋，外露長度不宜小于30mm。

（2）鋼筋網(wǎng)制作，支搭模板，澆筑封錨混凝土。封錨混凝土的強度等級應符合設計要求。

（3）封錨前，應先將已鑿毛的混凝土面和錨具周圍沖洗干凈。

（4）封錨砼的養(yǎng)護采用按時灑水養(yǎng)護，保證混凝土處于濕潤狀態(tài)。

3. 各張拉問題的分析及處理

3.1滑絲。

（1）當只出現(xiàn)鋼絞線咬痕不在同一平面上，且鋼絞線回縮，說明有滑絲現(xiàn)象。

（2）出現(xiàn)滑絲現(xiàn)象，可能是由于夾片及錨板孔銹未處理干凈，或夾片硬度不夠，或鋼絞線材質(zhì)有問題。

（3）出現(xiàn)滑絲現(xiàn)象，一般需采用小千斤頂（25t）對滑絲束鋼絞線進行補張拉，張拉時根據(jù)具體情況進行除銹或更換夾片等。

3.2斷絲。

（1）在張拉過程中，如果出現(xiàn)響聲，或張拉端鋼絞線端頭有鋼絲崩出等現(xiàn)象說明有斷絲現(xiàn)象。

（2）出現(xiàn)斷絲的原因很多，可能是鋼絞線受損傷，或鋼絞線與錨墊板之間的角度不對，或夾片張拉時刮傷鋼絞線等。

（3）斷絲問題處理必須根據(jù)斷絲的數(shù)量來確定處理方案，當后張預應力鋼絞線束每束鋼絞線斷絲≤1絲且每個斷面斷絲之和不超過該斷面鋼絲總數(shù)的1%，可以不處理，如果超過上述限值，原則上應更換鋼絞線束，當不能更換時，在許可的條件下，可采取補救措施，如提高同一截面其它束預應力值，將斷絲損失的應力補回來，但須滿足設計上各階段極限狀態(tài)的要求。

3.3鎖頭器拉脫。

（1）在張拉過程中，如果出現(xiàn)比較大的響聲，且壓力表讀數(shù)突然下降，在前一跨施工縫處的連接器砼開裂，或鋼絞線直接崩出，張拉夾片松開，可能是掛連接器的鎖頭器拉脫。

（2）如果出現(xiàn)這種情況，很有可能是擠壓鎖頭器的模具變形超標，達不到擠壓應力，或擠壓時未加防滑彈簧，或擠壓鎖頭器時防滑彈簧只擠壓部份進出，或鋼絞線端頭鎖頭器里面，減少鋼絞線有效抗拉長度等。

（3）在出現(xiàn)此情況后，必須立即停止張拉，分析原因，并對已經(jīng)張拉完的其它鋼絞線束進行壓漿，然后在前一施工縫處鑿出出現(xiàn)問題的連接器，檢查鎖頭器拉脫的根數(shù)及具體情況。并根據(jù)具體情況決定將鋼絞線拔出來進行更換或?qū)摻g線抽出少許重新安裝鎖頭器，然后將鎖頭器掛在連接器上，并增加一抱箍，防止張拉時鎖頭器滑脫，待這些處理好后，再對此束鋼絞線分級進行張拉，并核對應力與相應理論伸長量是否吻合。如果順利張拉完成后，及時關模安裝排氣孔并澆注修補砼，然后待強度上來后壓漿。

3.4連接器拉脫。

3.4.1在張拉過程中，如果出現(xiàn)比較大的響聲，且壓力表讀數(shù)突然下降，或在前一跨施工縫處的連接器砼開裂，或千斤頂突然崩出，可能是掛連接器拉脫。

3.4.2如果出現(xiàn)這種情況，很有可能是在張拉前一跨時，夾片未鎖緊鋼絞線或夾片的質(zhì)量有問題。

3.4.3這種情況很少發(fā)生，而且是重大事故，必須認真對待。在出現(xiàn)此情況后，必須立即停止張拉，分析原因，并采取相應的補救措施。如立即停止所有張拉，檢查分析出現(xiàn)問題的原因，然后對已經(jīng)張拉到位的鋼絞線束進行注漿，再鑿開被拉脫的連接器，檢查上跨注漿是否飽滿及前一跨鋼絞線回縮情況，緊接著將上一跨相應鋼絞線束鑿出40cm左右，本跨鑿出60 cm左右，再重新安裝上一跨的連接器，并將原來的2夾片改為3夾片進行錨固，連接器安裝時必須與鋼絞線垂直，夾片盡量敲緊，處理好上述步驟后，再重新掛鎖頭器，并在鎖頭器與連接器相接的位置增加一抱箍，將鎖頭器與連接器鎖緊，防止張拉時鎖頭器滑脫，待以上問題都處理好后，再進行分級張拉（15%→50%→100%），并核對伸長量與應力值是否吻合，并在張拉過程中檢查處理部位是否有變形或響聲等異常情況，如有及時停止，重新處理。沒有繼續(xù)張拉，拉完后及時壓漿，并用同等標號的砼將鑿開的梁體進行修補。

3.5波紋管堵管。

3.5.1如果在張拉過程中，發(fā)現(xiàn)理論伸長量與張拉應力不相匹配，且差值超過規(guī)范要求較大。如果出現(xiàn)這種情況，說明在砼澆注過程，波紋管進漿。

3.5.2出現(xiàn)這種情況，可能是在鋼筋綁扎焊接時，焊渣燒傷波紋管，或波紋管接頭時未包好，或砼澆注時，搗固棒搗到波紋管，而進漿等。

出現(xiàn)這種情況，繼續(xù)張拉到控制應力，并記下實際伸長量，然后由實際伸長量反算波紋管堵管位置，并根據(jù)圖紙在梁上畫出相應位置，再用風鎬將相應位置鑿開，清除堵管的砼，并補好鑿開的梁體，然后再重新張拉到控制應力，再壓漿。如果在砼澆注過程中出現(xiàn)振搗砼時水泥漿流失，也可能就是波紋管進漿，此時可不必繼續(xù)張拉到控制應力，直接鑿開相應位置清除堵管的砼，即可繼續(xù)張拉，并修補壓漿。

綜上所述，現(xiàn)澆預應力砼連續(xù)箱梁，在預應力施工過程中，必須加強現(xiàn)場的過程控制和檢查，征對現(xiàn)場的具體情況，認真分析原因，采取有效的措施及時進行處理，同時總結(jié)經(jīng)驗，采取措施或改變施工工藝，預防出現(xiàn)類似的情況。

參考文獻

[1]公路橋涵施工技術規(guī)范（JTG/T F50-2011）.

[2]《撫州至吉安高速公路兩階段施工圖設計》圖紙.