浅谈预应力筋张拉及孔道压浆施工要点

浅谈箱梁预应力筋张拉及孔道压浆施工要点

符启达1

（海南第五建设工程有限公司，海南， 570203）

摘 要：本文介绍了箱梁预应力筋张拉及孔道压浆施工要点，重点阐述了张拉和锚固施工过程，通过对现场工程实例计算预应力钢绞线的理论伸长值和实测伸长值进行了对比分析, 发现张拉应力和伸长量校核双控的方法, 可以综合反映张拉应力是否足够, 孔道摩阻损失是否偏大, 以及预应力筋是否有异常现象。

关键词：预应力筋张拉和锚固；伸长量计算；孔道压浆；质量标准

1.工程简介

琼海加浪河三桥的上部构造为变高度预应力混凝土连续箱梁，其构件按A类设计，孔径布置为：25+40+25m。预应力连续箱梁的截面形式为单箱双室直腹板；支点梁高5.1m，跨中梁高1.7m；箱梁顶板宽17m，底板宽10.5m，悬臂长3.25m，悬臂根部厚度为55cm、端部厚度为18cm；顶板厚25cm，底板厚25～40cm；腹板厚为40～60cm；顶板设1.5%的横坡。

本工程主梁为后张法预应力混凝土箱梁，预应力钢束为270级Φ15.2高强度低松弛钢绞线。后张法预应力纵向钢绞线采用千斤顶整束两端同步张拉并左右对称进行、张拉应力与伸长值双控的施工工艺；横向钢绞线采用千斤顶整束一端张拉并左右斜对称交错进行、张拉应力与伸长值双控的施工工艺；。 2.施工准备

1、设备及工具准备 （1） 千斤顶 （2） 工具锚 （3） 吊葫芦 （4） 钢板尺、扳手 （5） 油泵

（6） 限位板、顶压器 2、施工现场准备

1 预应力筋用锚具进场按照《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）和《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》（JGJ85-92）组批验收合格，可以使用。

2 预应力筋的张拉设备经配套标定，确定得出张拉力与压力表的关系曲线。

1 作者简介：符启达（1983-），男，海南人，本科生，fuqida2006@163.com

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3 结构构件混凝土的强度试压报告，结构构件混凝土立方体强度满足设计要求。

4 清理承压钢板面，并检查承压板后面的砼质量，如果该处砼有空鼓现象，应在张拉前修补。

5 经计算得出预应力施工张拉力。预应力施工张拉值通过千斤顶、油压表配套标定的油压值－张拉力关系曲线换算成的相应张拉油压表数值。 6 张拉平台的搭设：应在张拉端设置张拉平台，平台平面方向沿预应力束方向至少2.5m，宽度约为1.5m，平台高度应低于预应力束500mm左右，以保证张拉顺利进行。

7 构件端头清理及钢绞线清理。

8 动力电源及照明电源的布置：驱动油泵电源为380V，配电盘至少15A，要求电源拉至张拉平台位置。

9 张拉班组布置及安全技术交底。

10 工具锚、限位板、顶压器等配套设备及配套工具准备完毕。 3.预应力筋张拉和锚固 1、张拉依据和要求

a、预应力钢束的张拉采用张拉力与伸长量双控的措施，对于两端张拉，两端钢束延伸量保持同步正行，张拉程序为：0→0.15σ→0.3σ

con

con

（读初读数）

→1.0σ

con

（持荷2min，测最后伸长值）→锚固；对于一端张拉，张拉（读初读数）→0.2σ

con

程序为：0→0.1σ值）→锚固。

con

→1.0σ

con

（持荷2min，测最后伸长

b、待混凝土强度达到设计强度的90%时按照预应力束张拉顺序对称张拉，预应力张拉顺序为：N5 N4 N3 N2 N1 ；负弯矩区的预应力钢束需待接头混凝土达到设计强度的95%时，方可张拉预应力钢束，钢束采用一端斜对称交错张拉，张拉顺序为T1、T2号钢束斜对称交错单根张拉。

二、 c、钢绞线夹片锚固体系：安装锚具时保持锚头与钢束管道垂直，锚头中心对准管道中心，保持千斤顶轴线与锚板垂直。保持工具锚夹片清洁和有良好的润滑状态，夹片均匀打紧并保持外露一致

d、每束钢绞线断丝或滑丝应控制在1丝内；每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的1% 4.钢绞线伸长量计算

张拉分两种情况，对于纵向预应力筋采用两端张拉，对于横向预应力筋采用一端张拉。

两端张拉时，分四个阶段进行张拉，第一阶段张拉至15%σ张拉至30%σ

con

con

，第二阶段

con

；第三阶段张拉至50%σ

2

con，

张拉第四阶段张拉至100%σ；最

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后将每一束钢绞线的实际伸长量与理论伸长量进行比较，实际伸长值与理论伸长值相差控制在±6%以内，否则查明原因并采取措施加以调整后，再继续进行张拉。

一端张拉时，分四个阶段进行张拉，第一阶段张拉至10%σ张拉至20%σ

con

con

，第二阶段

；第三阶段张拉至100%σ

con

；

理论伸长值的计算如下： 1）、张拉控制应力计算： 计算内容如下：

根据《公路桥涵施工技术规范》附录G－8，预应力钢绞线平均张拉力由下式计算：

Pp=(1－e－(kx+μθ) )P/ (kx+μθ)

其中：Pp――预应力钢绞线平均张拉力，单位取kN P――预应力钢绞线锚端工作张拉力，单位取kN； 由计算可得：P=σA=1860×103×0.75×1.39×10-4=195.53KN A――钢绞线横截面积，经检测Ap＝1.39×10-4m2

k――孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；根据《公路桥涵施工技术规范》附录G－8，k取0.0015

x――从张拉端至计算截面的孔道长度，单位取m

μ――预应力筋与孔道壁的摩擦系数。根据《公路桥涵施工技术规范》附录G－8，μ取0.2

θ――从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）； 根据《公路桥涵施工技术规范》12.8.3，预应力筋的理论伸长值由下式计算： ΔL= PpL/EpAp

其中：ΔL――预应力筋的理论伸长值 Pp――同上

L――预应力筋的长度，单位取m

Ap――钢绞线横截面积，经检测Ap＝1.39×10-4m2 Ep――钢绞线弹性模量，经检测Ep＝1.96×105 MPa

对钢绞线以切线交点为界进行分段，每段取其中截面作为该段平均张拉力的计算截面，每段钢绞线的长度为相邻两个圆弧的中点之间距离，各部分钢绞线伸长值见附表。 5.孔道压浆 1、浆体要求

1、浆体除了具有足够的抗压强度和粘结强度，保证有良好的防腐性能和稠度，不离析、析水，硬化后孔隙率低、渗透性小，不收缩或低收缩。对浆体大体要求

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如下：

⑴水灰比：0.3～0.45;

三、⑵流动度：拌和好后的流动度＜30S；在管道出口处流动度＞15S ⑶泌水性：小于浆体初始体积的2%，四次连续测试结果的平均值小于1%； ⑷初凝时间：3～4h；

⑸稠度：水泥浆稠度宜控制在14～18s 之间。 ⑹强度：按设计要求。 2、对具体材料的要求

⑴水灰比：采用新鲜的普通硅酸盐水泥，标号不低于构件本身强度的80%，且不低于30号；

⑵水：水中硫酸盐含量不能大于0.1%，氯盐含量不能大于0.5%，水中不能含有糖份或悬浮有机质; 2）、真空辅助压浆施工工艺 1、准备工作

四、⑴张拉施工完成后，要切除外露的钢绞线（注意钢绞线的外露量≥30mm），进行封锚；

⑵在压浆施工前将锚垫板表面清理，保证平整，在保护罩底面与橡胶密封圈表面均涂一层玻璃胶，装上橡胶密封圈，将保护罩与锚垫板上的安装孔对正，用螺栓拧紧；

⑶清理锚垫板上的压浆孔，保证压浆通道通畅； ⑷确认浆体配方；

五、⑸检查材料、设备、附件的型号或规格、数量等是否符合要求； ⑹按设备原理图进行各单元体的密封连接，确保密封罩、管路各接头的密封性； 2、试抽真空

启动真空泵，观察真空压力表的读数，应能达到负压力0.07～0.1MPa。当孔道内的真空度保持稳定时（真空度越高越好），停泵1min，若压力降低小于0.02MPa即可认为孔道能基本达到并维持真空。如未能满足此数据则表示孔道未能完全密封，需在压浆前进行检查及更正工作。 3、拌浆

⑴拌浆前先加水空转数分钟，使搅拌机内壁充分湿润，将积水倒干净； ⑵将称量好的水（扣除用于溶化固态外加剂的那部分水）倒入搅拌机，之后边搅拌边倒入水泥，再搅拌3～5min直至均匀；

⑶将溶于水的外加剂和其它液态外加剂倒入搅拌机，再搅拌5～15min，然后倒入盛浆浆桶；

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⑷倒入盛浆桶的浆体应尽量马上泵送，否则要不停地搅拌； 4、压浆

（1）启动真空泵，当真空度达到并维持在负压0.07～0.1MPa时，启动压浆泵，开始压浆。

（2）观察废浆桶处的出浆情况，当出浆流畅、稳定且稠度与盛浆桶体基本一样时，并关闭压浆泵，（3）启动压浆泵使压浆泵压力达到0.4～0.6MPa，最后关掉压浆泵；

3）、真空辅助压浆注意事项

1、保护罩若作为工具罩使用，在浆体初凝后可拆除；

2、在压浆前若发现管道内残留有水份或脏物的话，则须考虑使用空压机先行将残留在管道中的水份或赃物排除，确保真空辅助压浆工作能够顺利进行； 3、整个连通管路的气密性必须认真检查，合格后才能进入下一道工序； 4、浆体搅拌时，水、时泥和外加剂的用量都必须严格控制；

5、必须严格控制用水量，对为及时使用而降低了流动性的水泥浆，严禁采用增加水的办法来增加其流动性；

6、搅拌好的浆体每次应全部卸尽，在浆体全部卸出之前，不得投入未拌和的材料，更不能采取边出料边进料的方法；

7、向搅拌机加入任一外加剂，均需在浆体搅拌一定时间后送入

8、安装在压浆端及出浆端的阀门和接头，应在灌浆后1小时内拆除并清洗干净。 6、锚具封装保护

1）、预应力筋锚固后的露部分采用机械方法切割，预应力筋外露 长度控制在不小于其直径的1.5倍，且不小于30mm。 2）、无粘结预应力锚固区封闭前涂刷环氧树脂进行防腐处理。 3）、采用与构件同强度的混凝土对锚具正行保护。 4）、锚固区封闭前将周围混凝土冲洗干净并凿毛。 7、质量标准 （1）、一般规定

1）、预应力筋张拉机具设备及仪表定期维护和校验。张拉设备配套标定，并配套使用。

2）、张拉设备的标定期限不超过半年或在使用的过程中出现反常现象时或千斤顶检修后，重新正行标定。

3）、在浇筑箱梁混凝土前组织监理进行预应力隐蔽工程验收。 （2）、主控项目 1）、原材料

a、当预应力筋进场时按规定抽取试件做力学性能检验，保证其质量符合

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钢绞线穿束有关标准的规定。 2）、制作与安装

b、保证预应力筋用的锚具、夹具其性能符合规定并配套使用 a、 预应力筋安装时其品种、规格、数量符合相关规定。 b、 当预应力筋受损伤时，将受损伤的预应力筋予以更换。 c、 同一束中各根钢丝长度的差值控制在5mm以内。

d、 挤压锚具制作时压力表油压严格按照有关规定，挤压后预应

张拉设备预应力张拉

3）

4）力筋外端露出挤压套筒1mm~5mm。

e、 将预留孔道牢固定位，待混凝土浇筑时不出现移位和变形。 f、 保持孔道平顺，端部的预埋锚垫板垂直于孔道中心线。

预应力筋张拉及孔道压浆施工工艺流程图

原材料持荷两分钟顶锚水泥浆配合钢绞线线头割除

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参考文献：

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[2] 中华人民共和国行业标准． 公路桥涵施工技术规范 ( J T J /T F50 —2 011)． 中华人民共和国交通部发布 2011

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[4] 程进, 沈旭东, 孙斌, 等.基于 ANSYS的预应力混凝土曲线梁桥三 维施工仿真分析[J].公路交通科技, 2007, 24(4): 108-112.

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