后張法預應力施工技術探討

李釗林 李 峰

（浙江，杭州 310052）

1 前言

我國預應力技術的研究及在工程中的應用起源于上世紀50年代，由于它所特有的優點，使其迅速發展，廣泛地應用于各個領域，應用數量日益增多。特別是后張系統，由于這種體系的錨具可靠性高、且具有施工操作簡便、高效、適用性廣等優點，成為目前大中型預應力結構工程設計、施工中所廣泛采用的主要方法之一。但預應力張拉施工工藝相對較復雜，要求預應力結構施工的專業性強，而在實際施工中，有的施工隊伍經驗不夠豐富，加之有的設計方案考慮欠妥，在預應力施工過程中引發諸多質量缺陷。

2 后張預應力張拉錨固體系簡介

預應力體系通常可根據預應力筋的形式——鋼筋、鋼絲或鋼絞線劃分為三類，預應力的施加可根據時間分為兩類，即先張法和后張法，后張法預應力體系的施工又可分為有粘結和無粘結兩種。本文重點介紹以鋼絞線為預應力筋的后張體系。

目前適用于鋼絞線為預應力筋張拉錨固體系主要有XM 型、QM 型、OVM 型、YM 型、XYM 型、TM 型、STM 型等后張錨固體系，該體系主要分為張拉錨固、固定錨固、連接器三類，張拉錨具由錨環、夾片及整體式錨座組成。分群錨、扁錨、拉索群錨和環形錨等幾種形式。固定錨具分為軋花式（H 型）錨具和擠壓式（P 型）錨具兩種。連接器分群錨連接器和扁錨連接器兩種。

3 預應力體系的施工及注意事項

3.1 預應力的施加方法

錨固體系是通過張拉錨具對結構物或構件施加預應力的，預應力張拉可以一端張拉，也可以兩端張拉，但需符合《公路橋涵施工技術規范》的有關規定。采用兩端張拉時，兩端都必須采用張拉錨具；采用一端張拉時，張拉端采用張拉錨具，而非張拉端既可以采用固定錨具，也可以將張拉錨具作固定錨具使用。（一般設計均會明確）。

預應力施工的主要步驟及注意事項：

①首先必須預留孔道，兩端均采用張拉錨具時，可以采用橡膠抽撥管、預埋波紋管等多種成孔方式；只要一端采用固定錨具時，就只準采用預埋波紋管成孔方式。

②采用砂輪切割機或氣割對鋼絞線下料，張拉端伸出的數量應滿足千斤頂的工作長度；非張拉端如采用張拉錨具，也必須預留20cm的工作長度。

③采用人工或機械的方法將鋼束穿入孔道。預應力筋可在澆筑混凝土之前或之后穿入管道，對鋼絞線可將一根鋼束中的全部鋼絞線編束后整體裝入管道中，也可逐根將鋼絞線穿入管道。

④在鋼束的一端或兩端安裝工作錨環及夾片，并輕輕地敲緊夾片。這時應注意鋼絞線的排列順序盡量相互平行，不要交叉；同時錨環要有定位措施，以保證與孔道的同軸度。

⑤安裝限位板、千斤頂。應注意不同型號的錨具有相適用限位值的限位板，不能與其它型號的產品相混用。

⑥在千斤頂的后部安裝工具錨，注意錐孔內不得有污物。為卸錨方便，錨孔中和夾片的圓錐面應均勻涂抹潤滑物質。同時應注意工具錨與工作錨具的調配性，原則上采用同一廠家的產品。

⑦預應力張拉完成后，即可卸下工具錨、千斤頂，然后切除錨后伸長的鋼束，及時壓漿、封錨。

3.2 預應力鋼筋的張拉程序

3.2.1 對預應力筋施加預應力之前，應對構件進行檢驗，外觀和尺寸應符合質量標準要求。施拉時，構件的混凝土強度應符合設計要求，設計未規定時，不應低于設計強度等級值的75%。

3.2.2 預應力筋的張拉順序應符合設計要求，當設計未規定時可采取分批、分階段對稱張拉。根據《城市橋梁工程施工與質量驗收規范》條文解釋：后張法多根（束）預應力筋張拉時，應使張拉的合力作用線在構件核心截面內，以防構件截面產生過大偏心受壓和邊緣拉力。分批張拉時，控制預應力先張拉的預應力筋會因后批預應力筋張拉時所產生的混凝土彈性壓縮而引起應力損失。一般設計上安排張拉順序時已考慮到這種應力損失的補償問題，故應按設計規定的順序和張拉力進行。設計未規定張拉順序時，在編制張拉方案時應考慮應力損失的問題。

3.2.3 預應力筋張拉端的設置應符合設計要求，對設計無具體要求時應符合下列規定：

對曲線預應力筋或長度大于等于25m 的直線預應力筋宜在兩端張拉；對長度小于25m的直線預應力筋可在一端張拉，根據《公路橋涵施工技術規范》條文說明解釋是曲線預應力筋或長度大于等于25m 的直線預應力筋與孔道壁的摩阻力較大，如采取一端錨固，只在另一端張拉的方法則摩阻力集中在一端的錨夾具和千斤頂上，實際預應力可能達不到要求，故條文規定在這種情況下應兩端同時張拉。

預應力筋采用兩端張拉時，可先在一端張拉錨固后，再在另一端補足預應力值進行錨固。

3.2.4 張拉程序

低松馳鋼絞線預應力筋0→初應力→σcon(持荷2mm 錨固）

應注意式中的σcon 為張拉的控制應力。包括預應力損失值，但不包括錨頭摩阻損失（其值可通過試驗測定），目前大多數施工單位σcon 均按設計提供的張拉控制應力，即0.75Ryb,實際的控制應力均不包括預應力損失值，因此施工中必須進行預應力損失值計算（設計明確除外）。預應力損失計算包括摩擦引起的預應力損失、鋼筋回縮引起的預應力損失和鋼筋松馳引起的預應力損失的終極值。

張拉程序中初應力階段的目的是為了使鋼束中的每根鋼筋受力相同，以及鋼筋伸長值量測的需要。應引起重視的是有較多施工企業、包括監管部門對預應力的初應力控制的重要性認識不足，在實際施工時初應力采用整束張拉，導致鋼束中每根鋼筋受力不勻。雖然整束預應力筋張拉后達到σcon，但鋼束中每根鋼筋幾乎沒有一根符合0.75Ryb 的設計要求，因此預應力筋的初應力不宜采用整束張拉，應采用單根張拉至初應力后再進行整束張拉。

3.3 預應力筋張拉時伸長值的計算與量測

3.3.1《公路橋涵施工技術規范》規定預應力鋼材用應力控制方法張拉時，應以伸長值進行校核，實際伸長值與理論伸長值差應控制在±6%以內，否則應暫停張拉，待查明原因并采取措施加以調整后，方可繼續張拉。

3.3.2 預應力筋的理論伸長值計算公式ΔL=PPL/AP EP

3.3.3 實際伸長值的量測

預應力鋼筋張拉時的實際伸長值ΔL 應建立初應力后方可開始量測，量得的伸長值，還應加上初應力以下的推算伸長值，對后張法尚應扣除混凝土構件在張拉過程中的彈性壓縮值（一般情況下可省略）即ΔL=ΔL1+ΔL2-C

3.3.4 關于初應力的取值，根據《公路橋涵施工技術規范》的規定，一般可取張拉控制應力的10%～15%。

3.3.5 關于初應力以下的推算伸長值，由于在最初張拉時各根預應力筋的松緊、彎曲程度不一致，在初應力以下拉伸過程中，既有彈性伸長，也有非彈性伸長，可以不宜采用量測的方法，而宜采用推算的方法，推算時，應以實際伸長值與實測應力之間的關系線為依據。

3.4 孔道壓漿與錨頭防護

預應力鋼筋張拉后，孔道應盡早壓漿，早點壓漿可防止預應力鋼材銹蝕和松馳，孔道壓漿的方法和有關規定詳見《公路橋涵施工技術規范》和《城市橋梁工程施工與質量驗收規范》。

預應力筋錨固后的外露長度不宜少于30mm，錨具應用封端混凝土保護，當需長期外露時，應當采取防止銹蝕的措施。一般情況下，錨固完畢并經檢驗合格后即可切割端頭多余的預應力筋，嚴禁用電弧焊切割，強調用砂輪機切割。

結語

在預應力混凝土結構中，預應力筋張拉錨固體系是否安全可靠，不僅直接關系到結構的正常使用，同時也關系到結構的安全度及耐久性。務必引起廣大從業人員的高度重視，切實抓好每道工序、每個環節的質量控制，精心組織施工，確保預應力結構的工程質量。

[1]城市橋梁工程施工與質量驗收規范（CJJ2-2008）.

[2]公路橋涵施工技術規范（JTJ041-2000）.

[3]預應力技術及材料設備（公路橋涵設計手冊）.