公路桥梁后张法预应力工程监理质量控制

[摘要]:后张法预应力施工工艺是桥梁预应力构件制作的常用方法，预应力混凝土施工的质量监理对桥梁工程起着十分关键的作用,本文通过介绍预应力材料、张拉设备、预应力筋加工布置、砼浇筑、张拉工艺、压浆封锚等施工关键的质量控制技术，对后张法预应力工程施工监理进行详细论述。
[关键词]:后张法,预应力,桥梁施工监理

随着后张法预应力施工技术的广泛应用，目前有部分预应力混凝土桥梁工程质量管理上出现了一些漏洞,从而造成了质量问题。加强施工监理工作,规范监理工作程序对保证预应力混凝土施工质量是极为重要的。下文就后张法预应力工程监理质量控制要点做如下的阐述。
一、预应力材料的质量控制
严把材料质量关，采用信誉好质量好的厂家产品。产品要有出厂合格证和质量保证书，对到场材料进行检验，各项指标均达到质量标准方可使用，严禁使用不合格产品。预应力混凝土用钢丝和钢绞线应按《预应力混凝土用钢丝》(GB/T5223—2002)及《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224—2003)的规定作抽样检查；锚具除逐一检查其尺寸外，还应逐一进行探伤检验。金属螺旋管进入施工现场时，应按《预应力混凝土用金属波纹管》(JG225-2007)的规定对其外观、尺寸、集中荷载下的径向刚度、荷载作用后的抗渗漏等进行检验。塑料波纹管应按有关规定取样进行其外观、尺寸、集中荷载下的环刚度、柔韧性、抗冲击以及抗渗漏等项目的检验。
二、预应力设备
1、所有用于预应力的千斤顶应专为所采用的预应力系统所设计，并经国家认定的技术监督部门认证的产品。
2、承包人应备有为监理人所同意的校准设备，用于千斤顶校准，校准设备应配备有精确可靠的测力环或测力计，测力环或测力计应具有独立试验室颁发的校准证明。
3、千斤顶的精度应在使用前校准。千斤顶一般使用超过6个月或200次，以及在使用过程中出现不正常现象时，应重新校准。测力环或测力计应至少每2个月进行重新校准，并使监理人认可。任何时候在工地测出的预应力钢筋延伸量有差异时，千斤顶应进行再校准。
4、用于测力的千斤顶的压力表，其精度应不低于1.5级。校正千斤顶用的测力环或测力计应有±2%的读数精度。被量测的压力荷载，应在压力表总容量的1/4～3/4范围内，除非在量程范围建立了精确的标定关系。压力表应设于操作者肉眼可见的2m距离以内，使能无视觉差获得稳定和不扰动的读数。每台千斤顶及压力表应视为一个单元且同时校准，以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线。
三、预应力砼浇筑质量控制
(1)模板、钢筋、管道、锚具和预应力钢材经监理人检查并批准后，方可浇筑混凝土。
(2)预应力混凝土的浇筑及养生：
a.浇筑混凝土时，应保持锚塞、锚圈和垫板位置的正确和稳固。
b.在混凝土浇筑和预应力钢筋张拉前，锚具的所有支承表面(例如垫板)应加以清洗。
c.拌和后超过45min的混凝土不得使用(图纸另有规定或掺外加剂的混凝土除外)。
d.简支梁梁体混凝土应水平分层、一次浇筑完成。浇筑箱形梁段混凝土时，应尽可能一次浇筑完成；梁身较时也可分两次或三次浇筑；梁身较低时可分为两次浇筑。分次浇筑时，宜先底板及腹板根部，其次腹板，最后浇顶板及翼板。
e.为避免孔道变形，不允许振捣器触及套管。
f.梁或空心板端部锚固区，为了保证混凝土密实，宜使用外部振捣器加强振捣，集料尺寸不要超过两根钢筋或预埋件间净距的一半。
g.混凝土立方体强度尚未过到15～20MPa时，不得拆除模板。
h.混凝土养生时，对为预应力钢束所留的孔道应加以保护，严禁将水和其他物质灌入孔道，并应防止金属管生锈。
四、后张法工艺控制要点
1.一般要求
(1)承包人在张拉开始前，应向监理人提交详细说明、图纸、张拉应力和延伸量的静力计算，请求审核。
(2)承包人应选派富有经验的技术人员指导预应力张拉作业。所有操作预应力设备的人员，应通过设备使用的正式训练。
(3)所有设备应每间隔两个月至少进行一次检查和保养。
(4)预应力张拉中，如果发生下列任何一种情况，张拉设备应重新进行校验。a.张拉过程，预应力钢丝经常出现断丝时；b.千斤顶漏油严重时；c.油压表指针不回零时；d.调换千斤顶油压表时。
2.施工要求
(1)张拉工作应在监理人在场时进行。
(2)张拉预应力钢材时的温度不宜低于＋15℃。
(3)张拉时混凝土强度不应低于图纸规定，当图纸无规定时，混凝土强度应不低于设计强度标准的75%。张拉力应按图纸规定，边张拉边量测伸长值。
(4)预应力筋的张拉顺序应符合图纸规定，当图纸未规定时，可采取分批、分阶段对称张拉。
(5)预应力张拉应从两端同时进行。除非监理人同意另外的方式。
(6)图纸所示的控制张拉力为锚固前锚具内的拉力。在确定千斤顶的拉力时，应考虑锚圈口预应力损失。这些增加的损失以采用的预应力系统及通过现场测验而定，但一般对钢绞线为3%的千斤顶控制张拉力，对钢丝为5%的千斤顶控制张拉力。
3.张拉步骤
(1)除图纸有规定外，张拉程序可按表1进行。
(2)预应力钢材实际伸长值△L=△L1+△L2
式中：△L1——从初始拉力至最大张拉力间的实测伸长值；
△L2——初始拉力时推算伸长值(可采用相邻级的伸长度)。
后张法预应力筋张拉程序表1

注：①表中σcon为张拉时的控制应力，包括预应力损失值；
②两端同时张拉时，两端千斤顶升降压、划线、测伸长、插垫等工作基本一致；
③梁的竖向预应力筋可一次张拉到控制应力，然后于持荷5min后测伸长和锚固；
(3)预应力钢材张拉后，应测定预应力钢材的回缩与锚具变形时，对于钢制锥形锚具，其值不得大于6mm；对于夹片式锚具，不得大于6mm。如果大于上述允许值，应重新张拉，或更换锚具后重新张拉。
(4)预应力钢材的断丝、滑丝，不得超过表2规定，如超过限制数，应进行更换，如不能更换时,在许可的条件下，可提高其他束的控制张拉力，作为补救措施,但须满足设计上各阶段极限状态的要求。

后张预应力筋断丝、滑移限制数表2

(5)当计算延伸量时，应根据试样或试验证书确定弹性模量。
(6)在张拉完成以后，测得的延伸量与计算延伸量之差应在±6%以内，否则，监理人应指示采取以下的若干步骤或全部步骤：
a.重新校准设备。
b.对预应力材料作弹性模量检验。
c.放松预应力钢材重新张拉。
d.预应力钢材用滑润剂以减少摩擦损失。仅水溶性油剂可用于管道系统，且在灌浆前清洗掉。
e.原先如仅一台千斤顶张拉，可改为两端用两台千斤顶张拉。
f.监理人可以要求按照《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—2000)附录G.9进行摩擦损失试验。
(7)当监理人对预应力张拉认可后，预应力钢材应予锚固。放松千斤顶压力时应避免振动锚具和预应力钢材。
(8)预应力钢材在监理人认可后才可截割露头。梁端锚口应按图纸所示用水泥砂浆封闭。
4.记录及报告
每次预应力张拉以后，应将下列数据抄录给监理人。
(1)每测力计、压力表、油泵及千斤顶的鉴定号。
(2)测量预应力钢材延伸量时的初始拉力。
(3)在张拉完成时的最后拉力及测得的延伸量。
(4)千斤顶施松以后的回缩量。
(5)在张拉中间阶段测量的延伸量及相应的拉力。
五、管道压浆及封锚质量控制
孔道灌浆是后张法预应力工艺的重要环节。须注意灌浆用水泥标号应符合设计或规划要求，一般采用不低于425#的硅酸盐水泥、普通水泥或采用矿渣水泥。水泥浆水灰比例控制在0.4~0.45之间，3h后泌水率不宜大于2%最大值不超过3%。24h后泌水应全部被浆吸回。为减少水泥浆收缩，可掺0.05%～0.1%的脱脂铝粉或其他类型的膨胀剂，并应与水泥浆均匀混合，水泥浆调度应满足规范要求。灌浆前用压力水冲洗孔道，压力宜控制在0.3~0.5mpa。灌浆顺序应先下后上，直线孔道灌浆可以从构件一端到另一端，曲线孔道应从最低点开始向两端进行，在最高点设排气管。孔道末端应设置排气孔，灌浆时待排气孔益处浓浆后，才能将排气孔赌注继续加压到0.5～0.6mpa，并稳定两分钟，关闭控制闸，保持孔道内压力。每条孔道因一次灌成，中途不应停顿，否则将已压的水泥浆冲洗干净，从头开始灌浆。锚固区发生裂纹紧急处理锚固区发生局部裂纹后必须停止一切张拉和混凝土作业,查明原因并提出处理措施后方可复工。
六、结束语
桥梁监理工程师应严格按上述几个方面开展监理工作,杜绝违反施工规范的做法,对施工单位质量管理中出现的疏漏本着严格监理、热情服务的态度预以帮扶和纠正，保证后张法预应力工程质量。

参考文献：
《公路工程施工监理规范》（JTGG10-2006）北京人民交通出版社2002
2、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)北京人民交通出版社2000
3.《桥梁施工工程师手册》人民交通出版社杨文渊徐犇2003