中铁五局集团第二工程有限责任公司 湖南省衡阳市珠晖区龙家坪45号
摘要：预应力施工是预制梁施工中非常关键的环节，其施工质量直接影响梁体的承载能力，对运营的安全起着至关重要的作用。本文为笔者结合工程实践，对预制梁施工过程中预应力材料、预应力孔道、张拉设备选择、张拉工艺及压浆施工等关键项目进行质量控制，从而提高预制梁预应力施工质量，为同类型工程施工提供参考。
关键词：预制梁；预应力；质量；控制
一、前言
在当前的工程建设中，桥梁工程占据很大的比重，预制梁由于具有能够工厂化制造的优势，施工速度快，实体质量更加易于保证，在工程建设过程中普遍使用，而预应力施工是预制梁施工过程中及其重要的一道工序，对梁体的质量有着举足轻重的影响。本文结合湖杭铁路、贵南铁路预制的后张法预应力混凝土铁路桥简支箱梁、T梁预应力施工中的各种控制措施，总结了关键控制技术，以便指导后续的预应力施工，从而提高梁体整体质量。
二、关键控制措施
1、适当提高梁体弹性模量
在工程实际施工过程中，梁体弹性模量对预应力的影响往往容易被忽视。在预应力筋张拉时，会对梁体造成压缩，虽然单束张拉时，梁体压缩量非常细微，基本可忽略不计，但是全部钢束张拉后，梁体压缩量就相对比较大，32m双线箱梁下缘压缩量达15mm左右，32mT梁下缘压缩量达25mm左右，从而导致张拉完成后的锚下钢绞线产生回缩，造成预应力损失，降低了梁体的实际预应力，最终影响梁体的使用寿命。
为此，在配合比设计时，可适当提高梁体弹性模量，以减少梁体压缩量，减少锚下预应力损失。
2、选用合格且性能稳定的预应力材料
预制梁纵向预应力筋一般均采用1×7-15.2-1860型钢绞线，钢绞线截面面积和弹性模量对预应力筋伸长量有较大的影响，其性能及稳定性对预应力施工质量也有较大的影响。材料性能合格是基本条件，性能稳定也是需要重点关注的对象，如钢绞线弹性模量允许值为195±10GPa均视为合格，但是185GPa和205GPa弹性模量的钢绞线，伸长值计算时，最大偏差可达到22mm。故在实际施工中，如果钢绞线性能不稳定，截面面积和弹性模量相差过大，对理论伸长值和实际伸长值会造成一定的影响，容易导致伸长值偏差超限的情况。因此，同一批钢绞线必须性能稳定，截面面积偏差最好在0.1mm、弹性模量最好在±5GPa以内。在选择厂家时，不仅选择产品合格的厂家，更要选择产品性能稳定的厂家。
锚具、夹具以及配套的锚垫板和螺旋筋进场时必须验收合格，尤其是硬度、锚固效率系数对预应力施工质量有着直接的影响，必须严格验收。
3、加强预应力孔道成型质量
预应力孔道成型质量至关重要，直接关系到孔道摩阻系数、偏差系数的大小，进而影响到预应力的施工质量。目前，预制梁纵向管道基本均采用橡胶抽拔棒成孔，使用前，要对橡胶抽拔棒进行检查和验收，并对不同直径的橡胶棒做好标记，防止误用，同时严格限制抽拔棒的重复使用次数，不应超过200次。预应力孔道定位网片采用专门设计加工的胎具进行加工制作，专职质检员对胎具进行验收，合格后对每个网片进行编号，防止误用。定位网片严格按照设计图纸和规范要求进行安装，并固定牢固，局部根据需要适当加密。安装过程及安装后，专职质检人员严格对网片安装位置进行检查和验收。抽拔管安装时应直线段平直、曲线段圆顺，以减少孔道摩阻系数和偏差系数。钢筋笼吊架和吊点必须经过设计计算，吊装时钢筋笼不应出现过大变形，以防止预应力孔道坐标由于钢筋笼变形而造成偏差。
4、张拉各参数校核、实测和计算
预制梁张拉施工前，应对设计伸长量进行校核，同时委托有资质的单位对管道摩阻、锚口摩阻和喇叭口摩阻、回缩量进行实测，并反馈至设计院，由设计院根据实测值计算，确定是否调整控制应力。技术人员应根据实测κ、μ和锚口及喇叭口摩阻损失，以及设计院出具的是否调整控制应力的联系单，重新计算钢绞线张拉力和理论伸长量，并请监理工程师签认，确保正确无误。张拉力和理论伸长量的计算对预应力施工有着直接的影响，必须严格按照规范要求和实测各项数值进行计算，不得有丝毫马虎。
5、合理选择张拉设备
预应力施工时，以张拉力控制为主，张拉设备的精度直接决定了预应力张拉力的精度，传统的张拉设备通过回归方程计算油表的读数，通过人工读取油表读数控制张拉力，受人为因素影响较大，张拉力难以精确控制，两端难以实现同步张拉。为此，选择自动张拉设备进行预应力施工，不仅能够精确控制张拉力，而且能够保证两端的不同步率满足规范要求，从而提高预应力施工质量。张拉设备选择时应充分考核厂家资质、业绩和产品性能等，选择工艺成熟、性能稳定的产品，使用前设备应标定合格。
6、重点进行张拉工艺的控制
张拉工艺是预应力施工中最为关键的环节，施工中应做好以下控制措施：
6.1 钢绞线下料、制作及穿束
钢绞线下料时长度应满足工作长度要求，并采用砂轮锯切割。
钢绞线编束前按图纸孔道序号进行编号，钢绞线的编束用18＃～20＃镀锌铁线绑扎，间距1m～1.5m左右，编束时先将钢绞线理顺，确保不扭结，并尽量使每根钢绞线松紧一致。制束及移运时应防止变形、碰伤和污染。每束钢绞线，尽量采用同一炉号、批号的钢绞线，以求力学性能一样，防止因弹性模量互不相等而产生应力不均的现象。
钢绞线应在混凝土浇筑后、张拉前进行穿束。
穿束前应检查锚垫板和管道，锚垫板应位置准确，管道内应畅通、无水和其他杂物。钢绞线应编束后整体装入管道中，防止单根穿入时造成扭结。钢绞线束的前端安装特制的牵引头，特制的牵引头既可起到导向的作用，又可减少穿束时钢绞线束的管道摩阻。将钢绞线束的前端用胶带纸或专用网兜缠牢于牵引头里，通过一根钢绞线连接牵引头和卷扬机，一头人工推送，另外一头采用卷扬机拖拉的方法进行穿孔。也可采用穿束机进行穿束。
穿束时钢束穿入方向尽量与锚垫板外端面垂直，以便于穿束，且可减轻锚垫板对钢束的擦伤。
钢绞线束穿入孔道后，两端伸出长度应基本一致，便于施工。
预应力筋安装在管道中后，对外露钢绞线采用保护套进行保护。在附近进行电焊时，应对全部预应力筋和金属件进行保护，防止溅上焊渣或造成其他损坏。
6.2 张拉条件的控制
张拉前，混凝土的强度、弹模和龄期必须满足设计和规范要求，张拉设备必须标定合格并在有效期内方可使用，作业人员必须经过培训并考核合格后方可上岗作业。
6.3 张拉过程控制措施
（1）张拉过程中做到“三同心”，即预留管道、锚具、千斤顶三者同心。在安装好工作锚、限位板和千斤顶后，用葫芦拉链调节使千斤顶、锚具与管道在同一轴线后，质检员要做好检查和验收；“两同步”，即两端同步张拉，同时达到同一荷载值。可通过自动张拉设备进行控制。
（2）张拉中的三控：应力、应变、时间
应力：按实测管道摩阻和设计院确认后的锚外（锚下）应力进行张拉，以应力控制为主，伸长值作为校核。采用自动张拉系统，可有效控制张拉应力。
应变：两端伸长量相差最大不应大于5%，实际伸长值和理论伸长值相差不应大于±6%。采用自动张拉系统，能够同步控制两端张拉力，施工时确保预应力管道平顺并整束穿束，最大限度的减少由于摩阻不一致导致两端伸长量偏差过大。张拉施工时，锚板要落入锚垫板槽内，限位板必须与钢绞线直径对应使用，夹片要打紧，夹片端面要整齐、缝隙均匀，张拉时自动张拉系统自动测量伸长量，可同时采用人工测量复核，张拉过程专人操作设备，确保无误。若钢绞线实际伸长值与理论伸长值偏差超过±6%，应查明原因，根据需要重新张拉，但同一束钢绞线重复张拉不得超过3次。
时间：在控制应力下持荷2min（随时补油）。在自动张拉设备程序上，设定好持荷时间，专人操作和检查，设备能够自动补油保证张拉力和持荷时间。
（3）滑丝、断丝检查和处理
在张拉过程中必须观察滑丝、断丝情况，若发生滑丝、断丝，必须立即停止张拉，将千斤顶与限位板退除，更换钢绞线重新张拉。
张拉完成后，在工作夹片端部钢绞线上做好标记，24h后检查滑丝、断丝情况，每片梁断丝及滑丝数量不得超过预应力钢绞线丝数的0.5%，并不应位于梁体的同一侧，且一束内断丝不应超过一丝。若滑丝、断丝数量超限，则退锚并更换钢绞线重新张拉。
7、提高压浆质量
在张拉完成后48h内必须进行压浆，压浆后可以防止钢绞线锈蚀，同时提高钢绞线与混凝土的粘结性，压浆时要做好以下控制措施：
（1）浆体性能
压浆选用的压浆料（或压浆剂）应验收合格后方可使用。浆体严格按照配合比进行称量配料，各种材料的称量应准确到±1%（均以质量计）。制浆时先投入实际拌和水用量的80%～90%，称重满足要求后高速搅拌，边搅拌边投入压浆料，全部粉料加入后再搅拌2min，然后加入剩余的10%～20%的拌和水，继续搅拌2min。搅拌均匀后，现场每10盘进行一次出机流动度检验，流动度符合标准后，即可通过过滤网进入储料罐（低速搅拌桶）。浆体在低速搅拌桶中继续搅拌，以保证浆体的流动性。
（2）压浆工艺控制措施
首先抽真空，可采用砂浆封堵锚头，并用压浆罩密封，确保孔道不漏气，抽真空时使孔道内的真空度稳定在-0.06MPa～-0.08MPa之间。浆体性能指标检测合格后开始压浆，专人在出浆端观察浆体质量，压浆充盈度应达到孔道另一端饱满并于出浆口排出与规定流动度相同的浆体为止。之后进行排气，再继续进浆进入保压状态，在0.5MPa～0.6MPa压力下持压3min，施工时必须控制好压力和保压时间。压浆完成后清洗管路，压浆过程做好记录。压浆采用成熟厂家的自动压浆系统进行施工，可有效提高压浆质量，各项指标能够做到精确的控制。
三、结语
预应力施工是预制梁施工中非常关键的环节，直接影响梁体的整体质量和长期性能。为此，在预制梁施工时，必须做好各项控制措施，将张拉工序作为重要卡控点来管理，标准化作业，加强对施工过程的检查和验收，确保预应力施工质量。
参考文献
[1]Q/CR 9207-2017 铁路混凝土工程施工技术规程.
[2]杨浩.桥梁工程中预制梁板后张法预应力施工的质量控制分析.智能城市，2019年10期.
[3]何川.后张法预制T梁预应力施工质量控制.山西建筑，2010年24期.
[4]邵明涛, 徐爱辉.后张法T梁预应力工艺质量控制.民营科技，2008年12期.