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【摘 要】预应力混凝土结构因其截面面积小、刚度大、抗裂和耐久性好,而在建筑领域中得到广泛的应用,其中有粘结预应力混凝土新技术近年得到建设部的大力推广应用.本文作者结合自己多年的工程实践,对有粘结预应力混凝土结构的张拉控制问题进行一些探讨,使得有粘结预应力混凝土施工质量的技术有所保障.
【关 键 词】有粘结预应力混凝土；张拉控制；工程质量
1.背景
预应力钢筋的张拉是预应力混凝土施工中的关键工序之一,其直接影响预应力混凝土结构的质量.根据作者的调查,以往施工中由于预应力混凝土结构张拉工序的失误,而造成预应力结构不合格,返工率比较高,经济损失较大.预应力混凝土可分为有粘结预应力和无粘结预应力两种,前者是指沿预应力筋全长,其周围均与混凝土粘结、握裹在一起的预应力混凝土结构.先张预应力结构及预留孔道穿筋压浆的后张预应力结构均属于此类.20世纪80年代初,XM、QM、OVM型群锚体系及其配套的大吨位千斤顶的成功研制,加上波纹管埋设留孔的应用,解决了传统留孔方式与孔道密集、形式复杂的矛盾,从而有粘结预应力混凝土技术得到了广泛应用.
2.关于预应力混凝土的张拉程序
根据作者多年的实践,在施工过程中发现,现场部分技术人员对预应力混凝土施工技术总体来说是基本上清楚,但在一些技术细节的处理上,特别是在张拉控制技术上,就会显得经验不足.我们知道预应力混凝土结构的张拉控制是保证预应力混凝土结构质量的关键,直接关系到工程的使用安全问题.张拉是预应力混凝土施工技术的重要工序之一,对于有粘结预应力混凝土是先浇混凝土,待混凝土达到设计强度标准值的75%以上（设计无要求时）,再张拉钢筋.目前有粘结预应力混凝土在施工中通常采用埋设波纹管成孔,先穿束法施工,其主要的张拉程序有：
支底模→非预应力钢筋→埋波纹管→穿钢绞线→张拉端、固定端锚固系统→留灌浆管（排气孔）→支侧模→浇筑混凝土→张拉预应力钢筋→孔道灌浆(防止钢筋生锈)→切筋、封锚.其传力的途径是依靠锚具阻止钢筋的弹性回弹,使截面混凝土获得预压应力.之所以称其为有粘结预应力混凝土,其原因在于这种做法使钢筋与混凝土结为整体.同时后张法有粘结预应力混凝土由于粘结力的作用使得预应力钢筋拉应力降低,导致混凝土压应力降低,所以应设法减少这种粘结.
3.有粘结的预应力筋的张拉控制
预应力筋张拉是通过张拉设备将力作用于预应力筋上,然后通过预应力筋最终作用于混凝土上,从而在结构中建立起预应力,使得混凝土结构受到的拉应力减小,甚至处于压应力状态下.它将最终决定预应力值的大小,因此,预应力筋张拉是整个预应力施工的关键.
3.1预埋波纹管的留孔控制
根据作者的施工实践,发现有粘结预应力体系波纹管的高度控制要比无粘结预应力难度高.一般情况下,预应力和非预应力的很难协调起来,会导致波纹管高度不易控制,所以设计时注意考虑预应力和非预应力钢筋位置的协调.遇到非预应力钢筋比较多时,要优先保证波纹管的位置,进行波纹管铺设后再进行非预应力钢筋的绑扎.有粘结预应力梁中的预应力配筋一般来说比较的多,通常采用两排波纹管,这时注意预应力钢筋孔道净距不小于50mm,主要是保证在张拉过程中,孔道间的混凝土不被破坏.不然既会影响有粘结预应力钢筋的工作机理,也会降低预应力筋的矢高.
在梁端,施工中必须保证锚垫板位置准确,同样波纹管是否严密也将直接影响到张拉和灌浆质量的好坏,因此必须确保在浇筑混凝土时波纹管不发生漏浆.波纹管接头处的接头管不能够太粗,长度不能太短,接头管两端用密封胶带缠好,排气孔处的弧形压板应用铁丝绑牢.为了不出现漏浆,波纹管与锚垫板处采用胶带封死,特别注意在施工中应加强对波纹管的成品保护措施,不要让波纹管的局部发生破坏,最好在浇筑混凝土前,认真检查一遍波纹管是否存在局部有孔洞.
3.2张拉的控制
（1）张拉端的处理张拉端由于锚具的压缩变形,锚具与垫板之间、垫板与垫板之间、垫板与构件之间的所有裂缝被挤紧,使得被拉紧的预应力钢筋松动缩短从而引起预应力损失.而一般施工过程中张拉端的钢筋较为密集,振捣不易密实,从而在施工中必须精心振捣,确保其密实.通常在浇筑混凝土24小时内,应用导链将钢绞线松动,以做好张拉端穴模的处理.
（2）超长结构的张拉超长结构的张拉一般要特别注意,根据工程经验对于超长有粘结预应力体系,不建议采用大型的千斤顶进行对称张拉,因为这样的做法会造成同束的钢绞线的张拉力相差过大,也会使得单根钢绞线的张拉力太大,给结构受力带来不利影响,所以要做好超长结构的张拉控制.
（3）预防发生滑丝现象所谓滑丝是因为夹片未能有效地夹持钢绞线而导致的张拉事故.因此在预应力混凝土施工中安装夹片时,要注意应该先清理干净夹片,同时保证钢绞线上不可以有污物,这样就可以预防滑丝现象的产生.
3.3灌浆的控制
预应力钢筋在张拉后要及时地灌浆,根据作者的经验,施工时灌浆工序一般很难得到技术人员的重视,特别是施工人员最容易忽视结构的耐久性.但是如果灌浆不密实,不但影响预应力钢筋与混凝土的有效粘结,也是很容易引起预应力筋的锈蚀.所以作者建议在灌浆前,最好对孔道用空气泵检查其通气情况,可以每隔不大于30m设置灌浆孔,如果灌浆孔是设置在孔道低点处最好不要设在孔道的正上方；如果设置在孔道高点处就最好不要设在孔道的正下方.设置排气孔和泌水管保证灌浆密实,因为排气孔可以保证灌浆时孔道内气流通畅,确保水泥浆充满孔道,泌水管主要是用于排除孔道灌浆后水泥浆的泌水.
3.4封锚的控制
灌浆后的预应力混凝土构件应及时做封锚处理,由于特殊原因不能及时封锚的应先做防腐处理.承受动力荷载的结构应先做防腐处理,再用微膨胀细石混凝土进行封锚.在该工序最大的问题是封锚不及时,在封锚前夹片和端部钢绞线已锈蚀,如果此时封锚则结构的防腐性能大大降低.
3.5预应力摩擦损失的控制
后张法有粘结预应力混凝土结构中,引起预应力损失的主要因素有：预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦、锚具变形和钢筋内缩、预应力钢筋应力松弛、混凝土收缩与徐变等.其中预应力钢筋与孔道壁之间摩擦产生的预应力损失所占比例很大.由于孔道的制作的偏差、孔道壁粗糙等原因,张拉预应力筋时,钢筋将于孔壁发生接触摩擦.而据有关工程经验表明预应力损失的直接影响钢绞线有效应力的建立.从而在施工中要尽可能减小预应力损失.
对于较长的构件可以采用一端张拉另一端补拉,也可以两端张拉,或者采用超张拉都是可以有效地减少孔道摩擦、锚固以及松弛的损失.张拉过程保证张拉力的作用线同孔道中心线末端切线相重合.在浇筑混凝土之后宜抽动钢绞线,不仅可以防止波纹管漏浆后而影响张拉,而且钢绞线的抽动过程能够改变预应力筋与孔道壁之间的接触状态,从而可以减少预应力损失.
结论
随着预应力钢筋混凝土结构技术不断成熟,人们会越来越关注预应力施工质量.张拉控制技术是整个预应力混凝土施工中最关键的技术,掌握张拉控制技术的每一个环节,对保证预应力混凝土结构的质量和安全,都是十分重要的.本文前面所讨论的有粘结预应力混凝土结构的张拉控制技术在施工中都应把握好.