1、大跨度预应力混凝土梁(后张法)质量控制要点摘要：后张法预应力施工出现较早，应用较为广泛，在理论研究上较为成熟，但是在实际施工过程中，由于施工工艺不当和施工质量监控不严，造成极大的质量隐患和工程质量事故屡见不鲜。本文总结长期工程的施工经验，对施工过程主要原材料、模板及钢绞线、混凝土、预应力张拉及压浆等施工过程中的质量要点进行了简要论述。 关键词：预应力；大跨度混凝土梁；后张法；质量控制。中图分类号：TU378.8 文献标识码：A 概述 对于大跨度工业厂房或仓库以及混凝土简支梁桥，当跨度（或跨径）大于 20 米，尤其是 30 米以上时，往往采用预应力混凝土梁作为主要承力构件。较大跨度（或跨径）者或
2、大型预制构件，多采用后张法的施工工艺。 后张法，即先浇筑混凝土构件，并在其中预留穿束孔道（或设套管） ，待混凝土达到要求强度（不低于设计强度 70%-90%）后，将预应力筋穿入预留孔道内（或在浇灌混凝土前将预应力筋穿入孔道内） ，将千斤顶支撑于混凝土构件端部，张拉预应力筋，使构件也同时受反向压缩。待拉到控制拉力后即用特定的锚具将预应力筋锚固于混凝土上，使混凝土获得并保持预压应力。最后，在孔道内压注水泥浆，以保护预应力筋不致锈蚀，使预应力筋与混凝土粘结为整体，并浇筑梁端封混凝土。 质量控制 2.1 原材料质量控制 2.1.1 砂、石料和水泥 砂、石料、水泥等材料进场后必须堆放在已经硬化的场地上，
3、不得直接堆放在土地上，以防受到泥块及泥水的污染，使用前必须取样试验。每批水泥进场时，必须有合格证书。每 100t 为一个检验批，不足 100t的按一批取样进行试验，检验其细度、凝结时间、安定性、抗压强度、抗折强度等指标合格后方可受用，水泥必须入仓存放，且需有防水防潮措施。 2.1.2 钢绞线 钢绞线每根钢丝应是通长的，不得有接头。钢绞线进场时要提供出厂质量证明书或试验报告单。每盘上均应有标牌。钢绞线应逐盘进行外观检查，表面不得有裂纹、毛刺、机械损伤、油污、锈蚀、死弯等缺陷；钢筋进场时，每 20t 为一个检验批，预应力钢绞线每 60t 为一个检验批，经试验检测合格后方可使用，制作好的钢筋及预应力
4、钢绞线必须按照规格、型号、长度编号挂牌，分别堆放，做好防污染措施。主要检查预应力钢绞线的弹性模量，最大负荷，屈服负荷，伸长率，松弛率等要求是否符合规范要求。 2.1.3 锚具 锚具进场要提供质量保证书，收库时要进行外观质量检查，从每批中抽取 10%且不少于 10 套锚具，检查锚环、夹片外形及表面质量。当有一套外形尺寸偏差超过产品标准或表面有裂纹时，则本批应逐套检查，合格者方可进入后续检验组批。 从每批中抽取 5%且不少于 5 副夹片按照产品设计规定的表面位置和硬度范围做硬度试验。每个夹片测试 3 点，其硬度偏差不大于设计要求。如果有一个零件不合格时，则应另取双倍数量的零件重做检验，仍有一件不合
5、格时，则应对本批产品逐个检查，合格者方可进入后续检验组批。如果锚具数量超过 1000 套，还应做静载锚固试验。在通过外观检查和硬度检验的锚具中抽取 6 套样品，与符合试验要求的预应力筋组成 3个预应力筋锚、夹具组装件到专业的质量检测机构进行静载锚固试验。实验结果应单独评定，仍有一个试件不满足要求，则该批锚具应视为不合格品。 2.1.4 预应力波纹管 预应力混凝土用金属波纹管进场时应检查其出厂合格书和质量保证书，同时抽取试件检查其外观质量，内外表面应该无油污，无引起锈蚀的附着物，无孔洞和不规则的折皱，咬口无开裂，无脱扣。同时检验其几何尺寸、集中荷载作用下的径向刚度、抗弯曲渗漏等指标是否符合规范要
6、求。 2.1.5 外加剂 应具有减水、缓凝、微膨胀和增加浆体和易性等作用，不得含有对预应力筋和水泥有损害的物质，尤其不得含有氯化物和硝酸钙等腐蚀性介质。此外，外加剂中所含的膨胀成分严禁含有铝粉。减水剂应采用高效减水剂，其性能应与水泥具有良好的适应性。外加剂应事先称量好，搅拌混凝土时按照规范要求投放。 2.2 模板及施工过程控制 2.2.1 模板施工质量控制 模板根据设计要求的尺寸先支底模和一侧边模， ，待钢筋绑扎完毕并通过隐蔽验收后再封另一侧边模，并按施工规范设置对拉螺栓，防止涨模，严格控制结构尺寸以保证混凝土的保护层厚度。 在梁侧模穿孔安装对拉螺栓时应注意不要挤压预应力筋和波纹管，以免其移除
7、、变形或破损；混凝土浇筑完成 24h 内应将预应力筋张拉端处梁、墙侧模拆除，以便进行张拉端的剔凿工作，预应力梁侧模也应在张拉前拆除，以免影响张拉效果。 2.2.2 钢绞线及波纹管矢高定位 预应力钢绞线在进行定矢高前，先进行预应力梁箍筋绑扎，然后根据设计图纸的矢高曲线坐标严格在边模上划定位置控制。将波纹管按照矢高控制位置进行铺放，为防止波纹管在混凝土浇筑时上浮或水平位移，必须把波纹管固定在钢筋支架上，用铁丝牢固绑扎在普通钢筋的底筋或箍筋上。波纹管接头要牢固、严密、露出锚垫板不要小于 100mm。待应力筋穿入锚垫板后，将锚垫板牢固固定在边模上。为保证张拉顺利，预应力筋在靠近边模板处必须具有不小于
8、300mm 长的平直段并绑扎固定。预应力筋在端部应错开，以梁的中心位置对称布置。 2.3 混凝土施工过程质量控制 2.3.1 混凝土浇筑质量控制 大梁混凝土分三层连续浇注。第一层到工字梁下翼缘上边，约 700 mm 高；第二层到工字梁上翼缘下边，约 1300mm 高；第三层工字梁上翼缘和楼板整体浇注，约 600 mm 高，中间不留施工缝。现场采用混凝土泵浇筑。由于平台面积太多，将泵车后接泵管直接铺到平台上，每层混凝土采用斜面分层布料方法施工。混凝土塌落度严格控制在 l418cm。对梁柱墙相交部位尤其在振捣时要认真操作，确保密实。振捣以表面水平不在显著下降、不在出现气泡、表面泛出灰浆为准。在工字
9、梁下翼缘振捣时，要派专人到梁侧模处观察，模板接缝是否出浆并用锤敲击，以防截面突变部位混凝土没充实。混凝土在浇筑过程中，应严格控制混凝土的人模温度。为此大梁部分混凝土浇注安排夜间进行，白天浇注混凝土现浇楼板。在混凝土凝固前，对接茬部位表面进行二次振捣。混凝土内外温差控制在 25以内，采用数字测温仪进行测温控制。为防止大体积混凝土产生早期干缩裂缝，混凝土浇注完后在 12 h 内用塑料薄膜覆盖养护，定时浇水养护。 锚固区混凝土有缺陷时，应在张拉前修整，预应力孔道有堵塞时，应凿开孔道，清除漏浆后修复孔道外的混凝土，修整应做记录，修整材料应有强度试验报告。 2.3.2 混凝土养护 混凝土养护不好不但影响
10、强度，而且会使混凝土产生早起收缩裂缝，养护方法及养护环境要满足混凝土强度增长的要求。 混凝土浇筑完成，待初凝后用麻袋或土工布覆盖，终凝后洒水养护，设置专人养护保证混凝土梁内外均保持湿润状态，以满足混凝土强度形成过程中水化作用的需要和降低水化热，保证连续养护 7d 以上。 2.4 预应力张拉及压浆质量控制 2.4.1 张拉质量控制 混凝土养护达到立方体抗压强度标准值得 70%，即可进行张拉，张拉应由有资质的单位施工，并有一支专业的队伍。张拉应遵守对称张拉原则，使构件均匀受力，防止或减少构件产生扭转或侧弯变形，大跨度梁必须采用对称张拉，保持同步。直线或束形较平缓的预应力筋，可采用一端张拉，对多波曲
11、线预应力束，一般应采用两端张拉的方式。 张拉前，首先应进行预应力张拉设备标定，压力表、千斤顶、油泵配套采用误差小于 10%的液压式压力试验机进行标定。张拉时应做到孔道、锚环以及千斤顶三对中，张拉应均匀。张拉后实际建立的有效应力与设计规定偏差范围不超过 5%。实际有效应力的测试方法应根据张拉时预应力筋伸长值与油压表读数为准。相差较大时，要分析原因并采取措施施与调整后方可继续施工。 预应力筋应在张拉控制应力处于稳定状态下再锚固。张拉端外漏预应力筋应在灌浆后再切割。 2.4.2 压浆质量控制 在压浆前应委托实验室作水泥浆试配（包括强度试验，流动度试验及泌水率试验） 。灌浆用水泥浆抗压强度不应小于 3
12、0MPa，后张法预应力钢绞线张拉后应静停 12h，以观察钢绞线锚固情况，如无异常情况则准备灌浆。 压浆前应清除孔道内杂物，管道应保持畅通，压浆顺序应为自下而上。集中一处的管道应一次压完，以免漏浆堵塞临近管道。和浆时应先在和浆桶里加水，然后依次加入减水剂和水泥，要做到边加边搅，不可一次性加入所有材料一起搅拌以保证材料充分均匀搅拌。压浆宜从一端压入，一次压满，待另一端溢出浓浆后，封闭出浆管，并检查确认无漏浆时封闭进浆管，然后撤除压力。输浆管压力不得小于 0.3-0.5MPa。当输浆管长度大于 30m，压力应提高 0.1-0.2MPa.压浆前应检查输浆管是否堵塞，灌浆时压浆人员应站在锚具两侧操作，严
13、禁正对锚具压浆。 对孔道进行灌浆时，应保证每一个孔道一次性灌满，中间不得停歇。孔道灌浆完成半个小时后应用水勺和漏斗对每一个排气孔进行人工补浆，待所补水泥浆初凝后即可切除排气孔。 现场灌浆时，每工班应制作 7cm 立方体标准试件 4 组，一组标准养护 28d 用来评定水泥浆强度，其余 3 组为施工控制试件，随构件进行养护。灌浆工作完成后，应全面彻底清洗设备。 结语 在施工中还应特别注意以下几点： (1)超高大跨度结构，对模板及其支撑体系要求具有很高的稳定性。 (2)预应力大梁和其连接的框架柱断面尺寸大。配筋率大、钢筋密，需对柱、梁钢筋接头区细化。 (3)梁柱接头处钢筋密集及梁呈工字型，如何 保证
14、混凝土浇注质量是施工关键。 (4)框架梁、柱都为有粘结预应力，张拉顺序对称布置，确保混凝土结构受力均匀，防止出现混凝土张拉裂缝。 (5)预应力大梁张拉若处于冬季，应特别注意混凝土施工期内外温差控制。 后张法预应力大跨度梁在施工过程中工序较多，上道工序质量的好坏直接影响下道工序质量，必须控制好每道工序的施工质量。根据设计要求，严格按照要求施工，做好各道工序质量的检查，是保证施工质量的关键。 参考文献： 1侯君伟.建筑工程混凝土结构新技术应用手册.北京:中国建筑工业出版社,2001. 2GB50204-2002,混凝土结构工程施工质量验收规范.北京:中国建筑工业出版社,2002. 3GB5010-2002,混凝土结构设计规范S.北京:中国建筑工业出版社,2002. 4JGJ145-2004,混凝土结构后锚固技术规程S.北京:中国建筑工业出版社,2004. 5冯大斌,栾贵臣；后张法预应力混凝土施工手册.北京:中国建筑工业出版社,1999 6王培玉.后张法预应力施工真空压浆技术J；中国科技信息；2005 年 17 期；185. 7杜拱辰现代预应力混凝土结构.北京:中国工业出版社.1988 8陶学康.21 世纪的混凝土及预应力混凝土新技术J；施工技术；2003， （7）：10-12.
