提高現澆箱梁預應力張拉合格率對策研究

劉春梅, 劉 勇, 張正陽, 田海燕, 李 吉, 趙添瑞

(中國十九冶集團有限公司, 四川成都 611730)

提高現澆箱梁預應力張拉合格率對策研究

劉春梅, 劉 勇, 張正陽, 田海燕, 李 吉, 趙添瑞

(中國十九冶集團有限公司, 四川成都 611730)

為了提高現澆箱梁預應力張拉合格率，文章以浙江省臺州市內環路工程為例，采用現場調查、數據分析等手段，得到影響預應力張拉合格率的關鍵因素。對此采取針對性的對策，不僅使現澆箱梁預應力張拉合格率有了較大幅度的提高，保障了橋梁施工質量，而且節約了人力資源，節約了成本，取得了較好的經濟效益和社會效益。

現澆箱梁； 預應力； 后張法； 合格率； 智能張拉設備

預應力鋼筋混凝土現澆箱梁強度高、剛度大、整體性能好、外形美觀，而且可以適應復雜形狀[1]。城市橋梁結構已普遍采用預應力鋼筋混凝土現澆箱梁。后張法預應力孔道張拉是后張法預應力箱梁施工最重要的工序之一，預應力張拉精度關系到結構的安全性與耐久性，對于結構后期裂縫發展、極限承載力影響甚大[2]，是橋梁預應力結構能否安全可靠的核心指標之一。一旦預應力張拉精度得不到有效控制，輕則引起結構反拱過大及錨固端縱向裂紋，嚴重的則會引發結構橫向裂縫、預應力筋拉斷等事故[3]。

現有對預應力張拉精度控制的研究[4-6]，大多前期未進行嚴密的現場調查，缺乏有效的數據支撐，導致無法進行末端原因分析，后期也無法采取針對性較強的對策。因此，本項目部組織人員對在建的3座現澆混凝土箱梁橋的預應力張拉工序進行了調查及分析，對其質量情況進行了統計，找出導致預應力張拉合格率低的癥結，并針對癥結分析末端原因并篩選要因，然后制定針對性的對策，有效地提高了預應力張拉合格率，保障了施工質量。

1 工程概況

臺州市內環路(7號立交至6號立交)工程位于浙江省臺州市黃巖區。工程總造價約35 565.7萬元，其中立交工程25 983.6萬元，占總造價的73.1 %，6號立交橋為四層高架互通，共38聯現澆箱梁，最高墩柱為25.5 m，4聯鋼箱梁分別位于“Y”形立交交叉口和104國道上方，總造價約21 781.4萬元，占互通立交工程造價的83.9 %。

中國十九冶集團有限公司首次在東部沿海城市承建市政互通立交工程，且本工程上部結構現澆箱梁總產值占總造價的比例為37.3 %，所以箱梁施工的成敗直接關系到工程整體進展及我公司在全國市政橋梁建設市場的聲譽。所以，如何提高預應力張拉施工的合格率，保證工程質量，從源頭確保橋梁整體結構的安全，便成為本工程橋梁施工過程中的關鍵環節。

2 預應力張拉工序調查研究

項目部組織人員對在建的三座現澆混凝土箱梁的預應力張拉工序進行了調查及分析，對其質量情況進行了統計。調查統計見表1，張拉施工質量缺陷排列見圖1(表中頻率為某一項目不合格點數占總不合格點數的比例)。

表1 調查統計

圖1 張拉施工質量缺陷排列

由表1可知，目前預應力筋張拉合格率為(165-43)/165×100%=73.9%,而在造成張拉合格率低問題的分類統計中，伸長值占53.5 %，持荷時間占34.9 %，所以如何提高伸長值和持荷時間的精準度便是接下來需要解決的主要問題。

3 影響因素分析

針對伸長值不夠和持荷時間不足兩個問題，我們分別從人員、材料、機械設備、操作方法等方面進行層層分析，最終得到了5個末端影響因素：未進行專項培訓、考核制度未落實、讀數誤差、設備自身原因、及材料原因。以下將分別對這5項影響因素，采用現場調查等方式進行確認，以得到導致伸長值不夠和持荷時間不足的主要因素。

3.1 未進行專項培訓

判斷標準：能熟練掌握操作工藝和合格判定標準的人員占總人數80 %及以上。

經項目部人員到現場對班組的操作人員就張拉工藝、操作順序、千斤頂行程、油管接口以及伸長值合格的判定標準等共10個問題進行隨機詢問調查了解情況，發現工人對預應力施工操作工藝和合格標準較熟悉，平均回答正確率為85 %>80 %，由此排除此項影響因素。

3.2 考核制度未落實

判斷標準：考核制度落實率達到85 %及以上。

經過對項目部相關考核制度進行檢查，以及對現場主要技術管理人員、班組長和相關負責人就考核及獎罰制度規定中的相關方面進行問答式詢問調查，結果發現項目部的考核制度健全、且以上人員對相關制度有較為全面的了解。回答問題正確率為92.5 %>85 %，由此排除此項影響因素。

3.3 讀數誤差

判斷標準：由于讀數誤差造成的不合格率控制在2 %以內。

在對2束鋼絞線2端共16次的油表壓力讀數、千斤頂伸長值讀數和持荷時間讀數進行檢查記錄時，發現肉眼讀數誤差較大的問題，平均不合格率為43.7 %>2 %，因此，此項因素為主要影響因素。

3.4 設備自身原因

判斷標準：把設備原因導致的不合格頻率降到10 %及以下。

對采用傳統設備進行張拉施工過程現場檢查記錄，結果發現在單端張拉共24次的12束鋼絞線中，兩端不同步問題大部分都存在，張拉設備故障及精確度(尤其是鋼尺測量的精度)也從很大程度上影響著伸長值和持荷時間的準確度。調查結果平均不合格率為44.5 %>10 %,因此，此項因素為主要影響因素。

3.5 材料自身原因

對采用傳統設備進行張拉施工過程現場檢查記錄，結果發現在單端張拉共80次的40束鋼絞線中，鋼絞線捻向相同，由于彈性模量和截面積的不同造成伸長值不合格的只有1次，不合格率為1.25 %<2 %，說明材料自身原因并非主要影響因素。

由以上分析可知，讀數誤差與設備自身原因是影響現澆箱梁預應力張拉伸長值不夠和持荷時間不足的主要因素。

4 處理對策研究

針對讀數誤差及設備自身原因導致的持荷時間不足和伸長值不夠，項目部經過分析制定了以下對策：

4.1 變傳統張拉設備為智能張拉系統

預應力智能張拉系統通過傳感技術采集每臺張拉設備的工作壓力和鋼絞線的伸長量等數據，并實時將數據傳輸給系統主機進行分析判斷，同時張拉設備接收系統指令，實時調整工作參數，從而實現高精度實時調控油泵電機轉速，實現張拉力及加載速度的實時精確控制。系統還根據預設的程序，由主機發出指令，同步控制每臺設備的每一個機械動作，自動完成整個張拉過程，且能實現準確施加應力、精準量測和效率高等優點(圖2)。

圖2 智能張拉系統結構

4.2 安排專人對設備進行維護和保養

對采用傳統設備進行張拉施工過程現場檢查發現在單端張拉共24次的12束鋼絞線中，兩端不同步問題大部分都存在，張拉設備故障及精確度(尤其是鋼尺測量的精度)也從很大程度上影響著伸長值和持荷時間的準確度。為此，對全線所有預應力施工我們組織了專業的班組進行，并且班組長負責在每次使用完之后的檢查和維修工作，確保下次使用正常。這樣就大大的減少了由于設備臨時發生故障造成的伸長值和持荷時間不準確的問題。

5 實施效果分析

實施對策后，項目部對6號立交黃長放射線橋第三聯現澆箱梁縱向預應力鋼束的張拉情況進行了跟蹤檢查記錄，監測結果數據統計如表2所示。

表2 監測結果數據統計

從上述監測結果數據統計表中可知，此次檢測的各項指標反映了實際張拉的合格率達到了99.8 %，遠超實施對策前平均合格率73.9 %。

6 結論

本文以浙江省臺州市內環路工程為例，研究了提高現澆箱梁預應力張拉合格率的方法。首先對公司在建的3座現澆混凝土箱梁的預應力張拉工序進行了調查及分析，得到伸長值不夠及持荷時間不足兩項影響預應力張拉合格率的主要原因。然后對這兩道工序的影響因素進行層層分解，得到 5個末端影響因素：未進行專項培訓、考核制度未落實、讀數誤差、設備自身原因、及材料原因。采用現場調查等方式，篩選5個末端因素，確認了兩個主要因素：讀數誤差及設備自身原因。對讀數誤差及設備自身原因，決定采用智能張拉系統和安排專人對設備進行維護和保養兩項對策。實施對策后，實際張拉合格率由73.9%提高到了99.8%。

應用對策后，除了在工程質量方面取得了較大的提高外，通過與以往傳統張拉施工方法的比較，在安全、進度及經濟效益方面也取得了明顯的效果，該工藝的成功運用，不僅提高了預應力張拉合格率，保證了橋梁施工質量，而且智能張拉只需兩人同時作業，節約了人力資源，取得了很好的社會和經濟效益。

[1] 朱玉寶, 樓旭燕. 預應力現澆箱梁支架預壓與施工技術[J]. 北方交通, 2016(1): 23.

[2] 韓曉猛, 鄔曉光. 智能張拉工藝對預制小箱梁預應力影響分析[J]. 佳木斯大學學報, 2015, 33(3):408.

[3] 郭全全, 李珠, 張善元. 預應力數字化張拉技術的研究[J]. 土木工程學報, 2004, 37(7):13.

[4] 鄭中華. 后張法預應力張拉控制難點應對措施[J]. 公路交通科技: 應用技術版, 2014(4):281-283.

[5] 周瑩鋒. 提高橋梁預應力鋼絞線張拉合格率[J]. 福建建材, 2013(5):75-76.

[6] 司坤. 提高長束預應力筋張拉伸長值一次合格率的對策研究[J]. 工程技術, 2012(11):64.

TU378

A

[定稿日期]2017-06-06

劉春梅(1977～)，女，本科，工程師， 主要從事工程管理工作。

市政公用行業安全生產大檢查方案(二)

(二)環衛設施安全檢查內容。

1.環衛設施運營單位檢查內容。

(1)生活垃圾填埋場、垃圾焚燒發電廠安全管理情況。重點檢查落實相關技術規程要求情況。加強氣體和滲濾液導排、防爆、滅火等安全設施運行管理情況，排除生產安全隱患情況。

(2)道路清掃作業安全情況。重點檢查加強安全作業教育和技能培訓情況，按照規定配備使用具有警示和反光性能的安全服和安全帽情況，提高環衛工人安全意識和能力情況。

(3)糞便處理設施運行安全管理情況。重點檢查落實《住房城鄉建設部辦公廳關于加強城鎮排水、污水處理等設施維護作業安全管理工作的通知》(建辦城函[2017]443號)情況，保障設施運行安全運營情況。

2.住房城鄉建設(環境衛生)主管部門檢查內容。

(1)安全責任制落實情況。重點檢查能否從提高認識、規范程序、加強培訓入手，強化安全生產責任意識、落實責任制度、嚴格責任監督情況。

(2)加強建筑垃圾處理設施風險排查處理情況。重點檢查對建筑垃圾堆體穩定性和滑坡風險排查情況，對排查發現的隱患是否做到及時停工整改，是否強化風險防范措施。

(3)道路清掃作業安全情況。重點檢查各地主管部門履行監管職責情況，完善道路清掃作業人員安全防護措施情況，按照規范設置作業安全標志情況。

摘自中華人民共和國住房和城鄉建設部網站