预应力砼梁施工质量控制措施浅析

二十世纪80年代以来，预应力砼梁（板）因其节省材料，自重轻，减小砼梁的竖向剪力和主拉应力，结构简单，安全可靠，便于安装等优点，在国内桥梁建设中得到广泛应用。但预应力施工工艺相对较复杂，要求预应力结构施工的专业性强，但在实际施工中，有的施工队伍水平不高，经验不够丰富，加之有的设计方案考虑欠妥，引发梁（板）预应力施工过程中损失过大；空心板梁张拉后梁端顶底板中间部位出现纵向裂缝；工字梁梁体扭曲变形、梁端底部砼破碎。

一、预应力空心板梁张拉过程出现纵向裂缝的原因及对策

1.先张法

（1）缺陷及原因

先张法施工的空心板梁的梁端放张后顶底板中部附近出现自两端向跨中延伸的1至2.5m长的纵向裂缝的现象较为常见，经考证，均为放张作业不规范造成；主要原因有的采取单侧放张，还有的承包人采用乙炔—氧气切割放张，而且还是非对称、相互交错切割，使梁体单侧受力，导致梁端中部产生自梁端向跨中延伸的纵向裂缝。

（2）对策

均匀放张。多根整批预应力筋放张，宜采用砂箱法或千斤顶法。用砂箱放张时，放张速度应均匀一致；用千斤顶放张时，放张宜分数次完成；单根钢筋采用拧松螺母的方法放张时，宜先两侧后中间，并不得一次将一根力筋松到位；严禁切割放张。

2.后张法

（1）缺陷及原因

后张法空心板梁在张拉过程中，梁端也有出现类似先张法的纵向裂缝，甚至有的在张拉时发生梁端底板砼压裂破碎的现象。分析其原因，一是设计上对张拉时梁端砼局部应力集中考虑不周；二是张拉时，张拉顺序不当，张拉速度过快；三是梁体砼质量低劣、或张拉时间过早，以及锚垫板附近的砼不密实，导致梁端砼在张拉后出现碎裂。

（2）对策

梁端布筋设计应充分考虑张拉时产生的局部应力集中，增加横向分布钢筋数量和适当增加封锚端和梁端砼的几何尺寸。

预应力筋张拉顺序应符合设计要求，当设计未规定时，宜采取分次、逐级对称张拉；张拉时，均匀加载，不宜过快；以尽可能减小张拉过程出现局部应力集中。

二、预应力损失过大的原因及对策

1.原因

设计计算预应力砼受弯构件张拉控制应力σcon时，除需要根据承受外荷载的情况，估定有效预应力σy外，还需要估算相应的预应力损失σs。

即：σy=σcon-σs

预应力损失σs主要包括预应力筋与管道壁间摩擦引起的预应力损失σS1；锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失σS2；钢筋与台座间温差引起的预应力损失σS3（此项应力损失，仅在先张法构件采用蒸汽或其他加热方法养护时才予以考虑），砼弹性压缩所引起的预应力损失σS4；钢筋松弛（徐舒）引起的预应力损失σS5；砼收缩和徐变引起的预应力损失σS6等。

（1）预应力管道安装质量控制不严

管道位置偏差过大，或梁体浇筑过程中管道存在漏浆现象，致使σS1过大，超过原估算值。

（2）有的预制场设置过小

梁的预制数量受场地限制，梁的预制采用早强剂或提高砼配置强度，梁体浇筑后一般4至5天砼强度就能达到设计强度的75%以上，有的甚至达到90%以上，而《公路桥涵施工技术规范》对龄期也未作明确要求，结果梁体砼浇筑4-5天后即开始张拉。在此龄期内砼的收缩和徐变并未完成，随着龄期的增加所引起的预应力损失σS6过大，且会导致张拉后梁体反拱度过大；再者，水泥用量大，如施工控制不当也易造成较多的收缩裂纹。

（3）砂的级配不规范

先张法施工采用砂箱法放张工艺时，如选用砂的级配不好，砂的空隙率大，张拉后砂箱的压缩引起预应力损失偏大。

2.对策

（1）加强预应力材料检验和各工序的质量控制

严格按照有关规范组织施工，避免因预应力材料不合格或施工行为不规范而造成预应力损失过大。

（2）严格控制梁体砼龄期

梁体张拉前，除对梁体砼强度有要求外，对龄期也应进行控制，避免过早张拉。有的项目设计规定龄期须达到10天以上方可张拉，对避免砼收缩和徐变引起的预应力损失和梁体反拱度过大取得了明显成效。

（3）采用级配良好的石英砂

先张法施工采用砂箱法放张工艺时，宜采用级配良好的石英砂，预应力施加后砂箱的压缩值不应大于0.5mm，装砂量宜为砂箱长度的1/3～2/5。

三、预应力施工值得注意的其它问题

1.伸长量的计算

理论伸长量和实际伸长量计算时，应考虑千斤顶的预应力筋的工作长度。张拉用千斤顶，按穿索类型分为内陷式和穿心式二种，目前常用的预应力锚具大多为OVM型、HVM型、LQM型、XM型、QM型等，与其配套张拉的千斤顶YCN型、YCL型均为穿心式千斤顶。张拉过程中千斤顶的工具锚锚住预应力筋使其伸长，量测到的伸长量包括了千斤顶内的工作长度部分的伸长量；有的在计算理论伸长量时没有考虑千斤顶内工作长度的伸长量，而在实际量测的伸长量数值中，已经包括了工作长度的伸长量，导致计算的伸长量误差超过+6%；相反，若计算理论伸长量时考虑了工作长度的伸长量，而在实际量测伸长量时没有包括工作长度的伸长量，则可能导致伸长量误差超出-6%。另外，计算实际量测总伸长量时不应扣除预应力筋锚固阶段的回缩量。

2.张拉记录换算

有的施工人员概念不清，张拉记录将油压表读数与张拉力混为一谈。张拉过程中2σ0时的张拉力常用2倍的σ0 时的油压表读数代替，且张拉控制应力σcon对应的油压表读数，没有依据千斤顶与压力表配套校正校驗报告给定的相应参数，进行内插法换算。

3.张拉记录初应力的伸长值推算

有的张拉记录初应力的伸长值推算方法不够规范。预应力筋张拉时，一般先张拉调整到初应力后再正式分级张拉和量测预应力筋伸长值，由于最初张拉时各根（束）预应力筋的松紧、弯曲程度不一致，所以初应力时的伸长量不宜采用量测方法，而宜采用推算的方法。笔者发现张拉施工人员对初应力的伸长值计算有四种方法。第一种为直接量测法，初应力的伸长量为凭经验感觉预应力筋刚好拉紧后到张拉至初应力σ0时量测到的预应力筋的伸长量；第二种为直接计算法，初应力σ0的伸长量为（σ0/σcon）×△L（△L为理论计算伸长量）；第三种为间接计算法，张拉过程量测初应力σ0至张拉到张拉控制应力σcon的伸长量（△L/）， 初应力σ0的伸长量取值为[σ0/（σcon-σ0）]×△L/（mm）；第四种方法为采用相邻级的伸长值，例如初应力σ0为10%σcon时，其伸长值采用由10%张拉到20%的伸长值。

第一种方法显然错误，不应采用；第二、三种方法不够规范、准确，不能完全反映张拉至初应力σ0的实际工况，不宜采用；第四种方法，比较科学、准确、合理、规范，值得推广采用。

四、结语

预应力砼梁（板）预制安装施工质量直接影响桥梁质量、营运安全和使用寿命，务必引起各从业单位及从业人员的高度重视，切实抓好每道工序，每个环节的质量控制，确保梁板预。

参考文献：

[1]任利锋，郑华，现浇预应力砼连续箱梁施工质量控制要点研究[J]甘肃科技.2014（05）.

[2]吴永福，预应力砼T构桥梁0#块施工质量控制与管理[J]广东科技 2011（04）.