毕业论文

一、后张法预应力钢筋混凝土结构及构件施工及质量控制(一)后张法预应力钢筋混凝土箱梁施工的主要环节及质量控制要点1、预留孔道设置预留孔道是在浇筑混凝土前，在设计上规定安装预应力筋的位置，预留出孔道，以备设置预应力筋。

预留孔道的方法大致有两种，一种是在浇筑混凝土前安装设置金属波纹管或聚乙烯管；另一种是用专用的橡胶管或钢管作为模具，安装在设计规定的位置，浇筑混凝土后，适时抽芯拔出模具，形成孔道。

金属波纹管易于生锈，一旦生锈后难于清除，故在安装前注意防锈，安装后要尽快适时进行浇筑混凝土等后续工序；用橡胶管或钢管做模具，抽芯成孔的方法，对抽拔的时间要掌握好，应在混凝土初凝后终凝前抽拨，过迟会难以拔出，过早易造成塌孔。

抽芯成形的孔道，灌压水泥浆与混凝土孔道的结合，传递粘结力较好。

2、预应力筋的下料及穿孔预应力筋的种类较多，有预应力混凝土用钢丝、钢绞线、热处理钢筋、冷拉钢筋等，各种预应力筋的共同特点是强度高于普通钢筋。

正常的情况下作为施工选用材料的品种要符合设计及其相关标准的规定。

钢绞线是不能有接头的，下料长度要计算并下料准确，过长或较短都是浪费。

切断预应力筋，需用砂轮，严禁使用电弧的方式，因为电弧容易损坏钢筋的断面和品质。

在预应力筋的加工过程中，还要防止碾压等可能损伤其表面的情况。

绑扎成束穿入构件的预应力孔道后，尽早张拉、压浆、封锚，以防止锈蚀。

3、张拉与锚固1)张拉前的准备工作。

千斤顶与压力表应配套，经主管部门授权的法定计量单位校验，并确定张拉力与压力表的关系曲线，找出各束预应力筋初应力、控制应力等阶段性应力，相应拉力的压力表的数值。

安装好相应的锚环、夹片之类的锚具。

明确各束张拉的顺序。

明确各项工作，如读数、记录等负责人员，设置安全标志，确定混凝土强度已达到设计强度的75%以上或达到设计规定的强度。

2)张拉操作。

张拉分一端张拉和两端张拉，若是两端张拉，要求两端操作人员密切配合，尽量保持一致，注意各阶段施加应力值和伸长值的观察，丈量、记录清楚。

3)锚固。

张拉后的预应力筋两端锚固，使其保持拉力。

锚具种类和形式较多，结合力筋的种类选用，如力筋是钢绞线，则宜选用夹片式锚具。

这是一种具有自锚性能的锚具，张拉后只需放张即可锚固。

4)压浆。

预应力筋张拉锚固，检查无误后，应尽早将水泥浆压入孔道内。

压浆的目的是为填满孔道，握裹住力筋避免其回缩，以保持预应力的持久性能，同时防止力筋氧化腐蚀。

压浆前，应用清水或中性洗涤剂（有油污的情况）冲洗孔道，然后用清洁的高压空气吹出积水。

压浆机宜选用活塞式的压浆泵，压力根据情况而定，一般控制不小于0.5MPa，压浆顺序应从最下一层孔道开始，依次向上，从孔道较低的一端缓慢均匀的压入，直到排气孔溢出与压入浆稠度相同的浆后，才能封闭排气孔，稳压时间不小于2分钟后关闭压浆孔。

5)封锚。

待压浆凝固后，将梁端凿毛，用砂轮切割过长的力筋，仅在锚具外留不小于3cm长，按设计设置钢筋网及浇筑封锚混凝土，并保养达到设计强度，若有长期外露的锚具，则应采取防锈措施。

(二)后张法预应力钢筋混凝土箱梁施工过程中的质量控制1、影响后张法预应力混凝土质量的因素影响后张法预应力混凝土质量的因素有配合比、搅拌、运输、浇注、振捣、养护等环节，其中，混凝土配合比是控制其质量的重要因素。

在满足施工要求的前提下，应尽量减少单位用水量，相应减少单位水泥用量，从而降低混凝土水化热，减少由于混凝土的徐变与收缩而引起的预应力损失和施加顶应力之前的收缩裂缝。

因此，在后张法预应力混凝土施工质量控制中，要把它作为一个关键点进行控制。

2、预应力张拉质量控制预应力施工作业不够规范，特别是张拉力控制不严对预应力桥梁质量影响较大。

一般张拉作业采用张拉力和预应力筋伸长量同时控制，以张拉力为主，以伸长值校核张拉力。

通常张拉力的计量采用1.5级油压，误差大，有的千斤顶甚至未经计量标定就张拉，而且张拉人员多数未经专业培训，如果作业不专心，经常容易出现较大误差，甚至读错表，发生张拉力忽高忽低的现象。

特别在多束张拉时，由于每束张拉力都不同，往往对预应力筋的伸长值计算不准确，弹性模量取值混乱，实际张拉时难以做到将伸长量按规范规定控制在±6%范围内，导致张拉力失控。

预应力张拉质量控制的好坏是“后张法预应力钢筋混凝土结构及构件施工质量”好坏的关键，决定着“后张法预应力钢筋混凝土结构及构件”的结构与使用安全，是一道非常重要的关键工序，施工中应加以重点控制。

预应力张拉是一端张拉还是两端张拉，规范有明确规定，但随着预应力施工工艺的改进，施工水平的提高，实际施工中对于一端张拉还是两端张拉，已有新发展。

长度30m以内、三跨以内连续梁可采用一端张拉；长度60m以内、五跨以内的连续梁可采用两端张拉；超过60m时应分段，位置布置在框架柱处，以便于布置张拉端。

张拉的原则：遵循对称张拉的原则，同一楼面的预应力张拉要对称；同一根梁的预应力张拉应对称；同一束预应力筋的张拉应对称，即“三对称”原则。

遵循整束张拉的原则：同一束预应力筋应采用整束张拉，当整束张拉有困难时，应至少保证有一端是整束张拉，另一端采用单根张拉的方法进行补拉，对一端张拉的预应力钢筋束，必须是整束张拉。

伸长值的校核是预应力张拉中的关键技术。

规范规定:实际伸长值与设计计算理论伸长值的相对允许偏差为±6%。

为此，对实际伸长值的量测与取用、理论伸长值的计算必须做到尽量精确，减少误差。

为了防止张拉锚固发生滑丝现象，应采取以下措施：（1）保持钢绞线的洁净.如有油垢、砂浆等杂物必须清除并清洗；（2）用钢丝刷或细砂纸打磨钢绞线表面，以防锈蚀层、砂浆影响锚固性能；（3）确保锚夹片硬度符合要求.其硬度不致太低而导致夹片齿纹磨平；（4）夹片锈蚀严禁使用。

张拉过程中如某股钢绞线中的某一根或几根钢丝发生断丝现象，需断定其断丝总数未超过每孔一根钢丝，且同一个截面断丝总数未超过该截面钢丝数的3%，则视为允许。

若超出以上范围，则应将发生断丝的那根钢绞线更换。

3、后张法预应力钢筋混凝土结构及构件施工过程中的相关配合问题后张法预应力钢筋混凝土结构施工过程中做好与其他工种的配合协调，也是保证预应力工程质量和施工顺利进行的关键所在, 后张预应力砼结构的预留孔道不流畅、漏浆现象严重，导致孔道摩阻和预应力损失增大，已成为预应力施工中的通病。

后张法预留孔道普遍采用金属波纹管，建设部1994年颁布了相关产品标准《预应力砼留孔用金属螺旋管》(JG/T3013- 94)，然而市场上应用的金属波纹管，90%以上达不到产品标准要求。

标准规定钢带厚度宜为0.3mm，而实际常用的仅0.24～0.28mm；波高要求≥2.5mm，而实际波高仅1.25～1.5mm，标准所要求的径向刚度也普遍达不到。

扁管的质量标准更低，扁管内径高度规定两种高度19 mm(Φj12.7钢绞线用)和25mm(Φj15.24钢绞线用)，现在普遍为22mm，由于径向刚度小，导致留孔空间更小。

建议重新修订1994年的产品标准要，并强制执行。

近两年预留孔道又推广应用塑料波纹管，交通部2004年出台了《预应力砼桥梁用塑料波纹管》(JT/T529-2004)，建设部目前正在编制，并已出台了征求意见稿。

目前生产的塑料波纹管质量问题较多，若不加强质量控制和管理，对后张预应力结构将导致严重后果。

1)在进行柱、梁的主筋配料及现场钢筋排布与绑扎时，都要预先考虑到让开波纹管、端头铁件及穴模的位置。

必须对各个节点放出施工大样来指导施工，以尽量减少矛盾的发生。

2)当大梁骨架绑扎成形后，预应力施工才可以进行波纹管安装等作业，但必须注意钢筋绑扎时大粱内的拉钩不能绑扎，必须待波纹管固定好后再绑，如先绑扎拉钩，就会造成波纹管安装困难。

3)波纹管或无粘结预应力筋安装完毕后，后续工序必须做好保护工作。

如有电焊作业，要避免火花烧穿波纹管；固定梁侧模板的对穿螺栓，要让开波纹管的位置；不能有重物对波纹管和无粘结筋撞、碰、砸；混凝土浇筑时振动捧要避免直接振捣波纹管。

4)混凝土浇筑前，必须对波纹管进行仔细的检查，如发现有孔洞应及时用封箱胶带裹紧，以防漏浆。

混凝土浇筑完成后随即采用葫芦或千斤顶对钢绞线索逐根进行拉动，这样即使有少量漏浆，也不至于造成堵塞。

4、预应力孔道压浆质量的问题预应力孔道压浆有两个重要作用：一是保护预应力筋不被锈蚀；二是保证预力筋和结构共同工作；然而实际工程中预应力孔道的压浆不饱满、不密实、漏浆和漏灌现象十分普遍，已成为预应力结构的通病。

其主要原因除了施工单位对孔道压浆工序不够重视外，目前的压浆工艺、留孔质量、浆体配置等也存在一定问题，特别是浆体的水灰比，规范的规定值(0.4～0.45)偏大。

采用规范规定的水灰比后孔道浆体泌水，孔道不易饱满和密实。

近几年，采用新研制的外加剂JMH-3对浆体配置技术进行了改进，将水灰比降到0.35以下，通过高速搅浆机(转速≥1000r/min)，将浆体的流动度提高到12s(规范规定为14～18s)，只要规范操作，普通压浆工艺也能保证压浆质量。

从南京长江二桥施工引进的瑞士VSL公司真空辅助压浆工艺技术，从压浆工艺原理到浆体配置技术，应该说是目前比较理想的压浆工艺技术，值得推广。

5、后张预应力结构的砼保护层失控问题由于砼保护层普遍偏小，而施工时采用的保护层水泥垫块都已损坏和移位，导致梁板保护层失效，加之预应力孔道压浆多数不到位使箱梁底板和板梁底面出现许多纵横向裂缝。

建议推广应用塑料垫块控制保护层厚度。

(三)预应力孔道和锚具存在的问题1、扁锚和扁锚连接器应用的问题扁锚多应用于结构截面尺寸受到限制或构造连接等特定条件下。

例如，应用于先简支后连续桥梁结构的支座负弯矩处作为构造连接和桥面横向整体连接，不作为主要受力用。

然而近年来部分单位为了减小截面尺寸，追求经济指标，在预应力箱梁底板和板梁结构中都采用扁锚，有的单位还申请专利、出标准图，这是不可取的。

由于扁锚的张拉工艺是采用逐根张拉，整体张拉设备技术不成熟，导致钢绞线受力不均匀。

采用扁波纹管留孔，扁孔空间很小，孔道摩阻大，特别是超长孔道采用一端张拉工艺，问题更加严重。

上述某大桥5跨30m跨度连续箱梁，第一联跨66m，采用5孔扁锚，扁金属波纹管留孔，预应力筋的张拉伸长值偏差在-10%～-40%，平均偏差-25%，超出规范要求的范围。

由此可见，由于超长束、扁孔孔道摩阻大和一端逐根张拉工艺不合理性，导致有效预应力值平均减少25%。

第二联跨和第三联跨分别为88m和150m，其有效预应力将减少更多。

另外，由于扁孔本身空间小，孔道压浆困难，无法做到孔道压浆饱满。

某高速公路25m跨预应力空心板梁，采用扁锚预应力，后因出现质量事故，检查发现只有两端2m范围内的孔道有浆体，中间孔道几乎没有浆体，所以成桥后一旦通车必然出现裂缝。