后张预应力工程施工质量控制要点.docx
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后张预应力工程施工质量控制要点
后张预应力工程施工质量控制要点
山东格瑞特监理咨询有限公司----龙岩双永高速J4总监办
一、台座的反拱设置
设计原则：
使梁体在二期恒载施加前上拱度（水平线以上）不超过20mm，桥梁施工完成后桥梁不出现下挠。
存梁期间若累计上拱值超过计算值10mm，应采取控制措施。
施工图设计中表列了对预应力引起的上拱度及二期恒载产生的下挠值。
根据以往的工程经验并遵循上述原则，我们建议不要按图纸中给出的一期上拱度设置台座反拱。
针对不同跨径的梁型，建议按如下值设置台座反拱。
梁型
25m
30m
40m
台座反拱值
13mm
15mm
20mm
以上仅为我们给出的建议值。
考虑存梁期间的后续上拱和工程经验，采用上述反拱值设置台座，基本上能够保证梁在张拉后的上拱值（以张拉后第二天上午10点值为准）高于水平线4~8mm，若存梁期上拱按10mm计、二期恒载产生的下挠按4mm计，则推算梁在运营初期（不考虑预应力损失造成的下挠）的上拱值为：
（4~8）+10-4=（10~14mm），这对梁体的正常工作是偏于安全的。
台座设置应注意的问题：
1、在未获得本工程实际起拱值数据之前，不应大量施做T梁台座的覆面钢板（钢模），以免因调整反拱给施工造成不便。
2、梁端台座下部必须进行加强设计，特别是新填挖路段。
台座上通长应设置不少于5个沉降观测点，在初期的预制施工中，每片梁出坑后必须对台座反拱进行复测和调整。
这个工作非常重要，即使地基能够均匀沉降，在张拉后台座两端集中受力会造成反拱趋小。
3、台座反拱设置完成后，项目部应协同监理工程师对每个台座进行复核，避免班组随意施工造成构件拱度达不到设计要求。
二、预应力管道安装
1、预应力筋预留孔道的尺寸与位置应正确，孔道应平顺，端部的预埋钢垫板应垂直于孔道中心线。
2、管道内径面积除满足设计要求外，还应保证不小于两倍钢绞线截面面积。
3、预制梁设置反拱时，预应力管道也同时设置反拱。
4、管道应采用定位钢筋固定安装，使其能牢固地置于模板内的设计位置，并在混凝土浇筑期间不产生位移。
5、施工图对锚固区做了专门的加强设计，必须严格验收锚后钢筋配置。
特别应注意保证螺旋筋与锚垫板顶紧。
6、金属管道接头处的连接管宜采用大一个直径级别的同类管道，其长度宜为被连接管道内径的5～7倍，并应缠裹紧密防止水泥浆的渗入。
7、管道在模板内安装完毕后，应将其端部盖好，防止水或其他杂物进入。
8、负弯矩预应力管道在拆模后应对外露部分进行部分割除，预留5~10cm保证后浇施工管道搭接即可。
后张预应力筋制作安装允许偏差
项目
允许偏差（mm）
管道坐标
梁长方向
30
梁高方向
10
管道间距
同排
10
上下层
10
三、预应力筋的安装与保护
1、预应力筋可在浇筑混凝土之前或之后穿人管道，对钢绞线，可将一根钢束中的全部钢绞线编束后整体装入管道中，也可逐根将钢绞线穿人管道。
穿束前应检查锚垫板和孔道，锚垫板应位置准确，孔道内应畅通，无水和其他杂物。
2、对在混凝土浇筑及养生之前安装在管道中但在下列规定时限内没有压浆的预应力筋，应采取防止锈蚀或其他防腐蚀的措施，直至压浆。
不同暴露条件下，未采取防腐蚀措施的力筋在安装后至压浆时的容许间隔时间如下：
空气湿度大于70％或盐分过大时7d
空气湿度40％~70％时15d
空气湿度小于40％时20d
钢绞线的腐蚀对结构安全有重大不利影响。
纵观工程建设实际，造成钢绞线腐蚀的主要因素有：
1、使用其它项目残存钢绞线，出厂期过长未做有效防护，进场时已存在锈蚀；2、钢绞线在场内堆放时因防护措施不到位造成锈蚀；3、下料、穿束、张拉、注浆等流水工序组织不紧凑、不合理，甚至不同专业班组只顾自己完成任务，干完下班，导致下完料长期堆放、拆模后即穿束（应禁止该施工方法，此阶段梁体温度变化极大，养护用水不断与钢绞线接触，钢绞线易受腐蚀）、穿完束不及时张拉、张拉了又不及时注浆等等施工恶习，这些因素才是造成钢绞线腐蚀的关键因素。
合理安排工序作业，穿束、张拉、注浆一系列工作完全可以在1—3d内完成；4、孔道压浆不饱满。
所以，防止钢绞线腐蚀的根本措施是：
做好场内防护、即切即用、强度或龄期基本达到后才穿束、及时张拉注浆（严格控制水灰比、外加剂和注浆压力）。
3、在力筋安装在管道中后，管道端部开口应密封以防止湿气进入。
采用蒸汽养生时，在养生完成之前不应安装力筋。
4、在任何情况下，当在安装有预应力筋的构件附近进行电焊时，对全部预应力筋和金属件均应进行保护，防止溅上焊渣或造成损坏。
5、对在混凝土浇筑之前穿束的管道，力筋安装完成后，应进行全面检查，以查出可能被损坏的管道。
在混凝土浇筑之前，必须将管道上一切非有意留的孔、开口或损坏之处修复，并应检查力筋能否在管道内自由滑动。
四、预应力材料、设备的校核
1、锚具、夹片、钢绞线
供货商应在省高指材料准入目录内。
每次到货的锚具、夹片、钢绞线应附出厂合格证书，并应向厂家索要夹片与锚具间摩阻损失的试验证明文件，这对我们正确计算张拉控制应力和伸长值是必须的。
锚具、夹片进场后应专门保管，避免各种污染。
钢绞线使用前必须经有资质的检定单位进行检验。
由于钢绞线的实际弹性模量对伸长值的影响较大，所以，我们要求必须按每60T或每批次做外委试验。
2、张拉千斤顶和油表
千斤顶和油表应送计量检定单位试验，每个千斤顶应配不少于2个的油表同时送检，以防止油表损坏时能及时替换。
上述设备使用前必须以正式文件的形式（连同张拉计算表）经过监理工程师审批，否则不得使用，文件中必须附各种检校证书和计算书。
五、张拉力和伸长值的计算
1、张拉控制应力的取值
设计中给出的张拉控制应力指锚下张拉控制应力，包括预计的预应力损失值，但不包括锚头摩阻损失（其值可通过试验测定）。
2、预应力损失
在预应力工程的设计中，共考虑以下几种预应力损失：
其中，孔道摩阻、钢筋回缩、锚口摩阻损失是我们在施工中应予考虑的，其他要么可以忽略要么在设计中已计入。
（1）孔道摩阻损失
一般对孔道摩阻损失的计算按规范推荐的
、
取合适的值，套用公式计算即可。
如果实际张拉伸长率超过±6%偏差，就应该考虑上述取值是否合适，必要时应按规范附录中方法对孔道摩阻损失进行实际测量。
（2）锚口摩阻损失
夹片在锚具中工作时与钢绞线间的摩擦应力损失。
尽管在施工图设计中并未对该值的大小做出明确说明，但是这一应力损失在施工中实际存在，而设计中的0.75
也根本不包括该损失值。
一般取锚口摩阻损失为张拉控制应力
的2.5~3%。
考虑到施工时计算的摩阻损失没有计入钢绞线回缩、锚具变形、预应力筋与台座间的温差等引起的预应力损失，我们建议取锚口摩阻损失为
的3%。
由于钢绞线的实际抗拉强度较设计中的1860Mpa大100Mpa左右，即使取3%对构件也是非常安全的，离0.80
（
为钢绞线抗拉强度标准值）这一绝对限值有足够的安全保障。
经咨询设计代表，也同意适当提高预制T梁的预应力值。
现计算：
对于单股钢绞线，锚前张拉控制力（千斤顶输出力）为0.75×1860×1.03×139/1000=1977.2KN，该值包括了3%锚口摩阻损失，但这并不是超张拉。
锚口摩阻损失可向厂家咨询，其内部应该有具体的试验数据。
（3）关于钢绞线回缩（内缩量）引起的预应力损失
对于夹片式锚具，规范中规定钢筋回缩量不得超过6mm。
经咨询设计代表，在进行预应力设计时并没有考虑这方面的预应力损失，我们在计算时一般也不对此予以考虑。
经反算，如果是4mm的回缩引起的预应力损失大约为1.7%，对总的张拉控制应力来说这一数值是非常可观的。
鉴于通常在计算中都不考虑这方面的预应力损失，我们认为对锚口摩阻损失取偏高的3%
值是合适的。
千斤顶张拉完成回油后钢绞线的内缩量在施工中难以准确测量，这给施工记录表中对该值的填写存在较大争议，应该把这一问题当做一个课题来探讨，通过施工中适当的测量方法确定回缩量实际有多少。
（4）关于超张拉问题
对于自锚式夹片、低松弛预应力筋，施工技术规范和施工图设计都不要求进行超张拉。
但有些时候，因为某些原因造成张拉后起拱值并没有预期的那么大，为避免因起拱不足对梁的工作性能造成的不利影响，此时可对钢绞线做适度超张拉。
设计规范规定：
先张法或后张法在进行超张拉或计入锚圈口摩阻损失等任何情况下，钢筋中的最大控制应力（千斤顶油泵上反映的数值）对钢丝和钢绞线不应超过0.80
，，对精轧螺纹钢筋不应超过0.95
。
下面按超张拉2%、计入锚口摩阻3%、钢绞线实际抗拉强度1930Mpa，计算
值：
<0.80
（式中
为钢筋抗拉强度标准值）
出厂的钢绞线实际抗拉强度一般都高于国标1860Mpa要求，这是因为钢绞线外径一般都比国标稍大。
A15标目前送检的两种钢绞线实际强度为：
湖南英格瑞斯1900MPa，无锡中治2008MPa。
所以，在混凝土的抗压强度和钢绞线实际抗拉强度都比设计要高的条件下，遇到特殊情况时进行适当的超张拉是可以的。
3、理论伸长值计算和实际伸长值测量
图纸中给出了张拉控制应力值、标准梁长的预应力筋设计、每片梁的预制梁长，钢绞线检定报告给出了实际弹性模量，计入3%锚口摩阻损失，以及张拉系统的工作长度，据此可以计算钢绞线的理论伸长值。
预应力筋的理论伸长值
（mm）可按下式计算：
式中：
PP——预应力筋的平均张拉力（N）
L——预应力筋的长度（mm）；
AP——预应力筋的截面面积（mm2）；
EP——预应力筋的弹性模量（N／mm2）。
按两段对称张拉、分别取直线和曲线分段计算。
计算时应注意：
（1）锚前张拉力应计入3%孔道摩阻损失，即按锚下应力1.03
计算，该值为100%张拉应力。
第一段终点力计算时应相应扣除3%
。
（2）第一段预应力筋长度应计入工作长度，一般为500mm。
（3）曲线桥梁长各不相同，应分别计算。
预应力施工前，项目部应向监理工程师报批相关文件，其中应包括计算方法和公式、预应力材料和设备校核证书、张拉计算表等，经监理工程师同意后方可施工。
4、实际伸长值的测量
预应力筋张拉时，应先调整到初应力。
该初应力宜为张拉控制应力σcon的10%～25%，伸长值应从初应力时开始量测。
力筋的实际伸长值除量测的伸长值外，必须加上初应力以下的推算伸长值。
由于在最初张拉时各根预应力筋的松紧弯曲程度不一致，在初应力以下拉伸过程中，既有弹性伸长，也有非弹性伸长，所以不宜采用测量的方法，而宜采用推算的方法，也即相邻级的伸长值。
我们建议采用的相邻级为15~30%,因为标定证书给出的回归方程在张拉力较低时线性关系差，而且10%千斤顶行程小，油表指针转动在很短的时间内结束，相对难以控制，偏差较大。
钢绞线实际伸长量的测量多采用直接测量张拉端千斤顶活塞伸出量的方法，但这种测量方法存在一定的误差。
工具锚端和工具锚夹片在张拉到10%~100%
的过程中，因钢绞线受力，夹片会向内滑动，通过测量活塞伸出量的方法会使得到的实测伸长值会比实际大6~8mm（误差值的大小取决于工具锚夹片在张拉前的打紧程度）。
如按钢绞线理论总伸长值275mm（40米T梁）计算，6mm的测量误差造成的应力值为2.2%，这一偏差的存在也解释了为什么我们在施工现场计算伸长率时会出现偏差都偏向于正值甚至超出6%的现象。
所以，如果采用测量活塞伸出量的方法测量实际伸长值，应在填表时将实测总伸长值扣减4~8mm。
为避免测量时因钢绞线回缩及夹片滑移等影响造成测量偏差，建议采用量测钢绞线绝对伸长值的方法。
推荐的测量方法如下图所示：
使用一个标尺固定在钢绞线上，不论经过几个行程，均以此来量测分级张拉钢绞线的伸长值，累计的结果就是初应力与终应力之间的实测伸长值，这种方法带来的测量偏差较小。
预应力筋的实际伸长值与理论计算伸长值之间有一定的误差，究其原因，主要有：
预应力筋的实际弹性模量与计算时的取值不一致；千斤顶的张拉力不准确；孔道的摩阻损失计算与实际不符；测量误差等。
特别是弹性模量的取值是否正确，对伸长值的计算影响较大，应根据钢绞线检测报告提供的数值取弹性模量值代入公式计算。
必要时，预应力筋的弹性模量、锚圈口及孔道摩阻损失等应通过试验确定，计算时予以调整。
5、压力表读数计算
根据检定测试单位提供的负荷~压力关系校准方程，即可求得压力表在某一张拉力时的读数。
这一工作相对简单，但应注意：
压力表极易发生故障或损坏，千斤顶送检时必须保证每台千斤顶配两个压力表同事检测，如果表一个表损坏时可及时替换。
六、预应力工程的施工
1、预应力筋的制作
预应力筋的下料长度应经过计算确定，计算时应考虑结构的孔道长度或台座长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、弹性回缩值、张拉伸长值和外露长度等因素。
钢绞线钢筋的切断，应采用切断机或砂轮锯，不得采用电弧焊。
不得使用钢绞线作为电焊机的连接地线使用。
钢绞线在受到高于600℃温度作用时，其内部结构将变态，影响预应力筋的正常工作和使用。
预应力筋由多根钢绞线组成时，同束内应采用强度相等的预应力筋材。
编束时，应逐根理顺，绑扎牢固，以避免互相缠绕。
2、张拉机具与设备
施加预应力所用的机具设备及仪表应由专人使用和管理，并应定期维护和校验。
千斤顶与压力表应配套校验，以确定张拉力与压力表之间的关系曲线，校验应在经主管部门授权的法定计量技术机构定期进行。
张拉机具设备应与锚具配套使用，并应在进场时进行检查和校验。
对长期不使用的张拉机具设备，应在使用前进行全面校验。
使用期间的校验期限应视机具设备的情况确定，当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。
对力筋施加预应力之前，必须完成或检验以下工作：
1）张拉施工经过监理工程师审批。
2）施工现场应具备经批准的张拉程序和现场施工交底书；
3）现场已有具备预应力施工知识和正确操作的施工人员；
4）锚具安装正确，对后张构件，混凝土已达到要求的强度；
5）施工现场已具备确保全体操作人员和设备安全的必要的预防措施。
3、张拉应力控制
当混凝土强度达到设计要求（100%抗压强度，不小于7d龄期），即可进行预应力张拉。
预应力筋的张拉控制应力及张拉程序应首先满足设计和规范要求。
需要注意的是，设计中的张拉控制应力
为锚下控制应力，包括预计的预应力损失值，但不包括锚头摩阻损失（其值可通过试验确定）。
因此，在进行预应力筋的张拉时，钢筋中的实际张拉控制应力必须加上锚头锚头摩阻引起的预应力损失。
4、预应力施加注意事项
1）张拉前应向监理工程师提供同养试块混凝土强度试压报告，达到设计与规范要求并经同意后方可张拉。
2）预应力筋张拉前，应清理承压板面，并检查承压板后面的混凝土质量。
如发现空鼓，应在张拉前修补。
3）锚具安装时，锚板应对正，夹片要打紧，且同一副夹片中两瓣间隙要尽量均匀；夹片打紧时也不能太用力，以免把夹片打坏，限位板上有不同规格钢绞线的识别标志，不可用错。
4）正式张拉前，应会同专业人员进行试张拉。
在确认张拉工艺合理，张拉伸长值正常，且无有害裂缝后，方可成批张拉。
必要时应测定实际的孔道摩阻损失。
5）实施张拉时，应使千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线重合一致。
预应力筋张拉时，应先从零加载至初张力，然后分级张拉至所需张拉力。
6）预应力的张拉管理，应采用应力控制、伸长值校核的原则。
实际伸长值与计算理论伸长值的允许偏差应控制在规范允许的范围内。
如超过该值，应暂停张拉，找出原因或采取措施予以调整后，方可继续张拉。
7）张拉锚固后应及时灌浆。
孔道灌浆要求密实，灌浆时必须连续。
水泥浆的要求及压浆工艺按设计规定或现行规范规定执行。
8）预应力筋锚固后的外露长度宜控制在30~50mm，锚具应用封端混凝土保护。
当需长期外露时，应采取防止锈蚀的措施；当钢绞线有浮锈时，要用钢丝刷将夹持段及外端的钢绞线浮锈和污物清除干净，以免在安装和张拉时浮锈和污物填满夹片齿槽而造成滑丝。
9）工具夹片为三片式，工作夹片为两片式，二者不能混用。
工作夹片不能重复使用，工具夹片也应避免无限期使用。
10）锚具、夹片应妥善保管，使用时不应有锈、水及其它污物。
当夹片破裂或牙面破坏时一定要更换，不得再次使用。
11）张拉时应有安全措施，张拉千斤顶后面不得站人。
预应力筋的锚固，应在张拉控制应力处于稳定状态下进行。
锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量，应不大于设计规定或不大于下表所列容许值。
对于夹片式锚具（用于预应力钢绞线），如预应力筋锚固时的夹片回缩不均匀，夹片两瓣间的相对高差超过回缩容许值的1/3（即2mm），应认为不满足要求，此时应暂停张拉、处治。
锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩容许值（mm）
锚具、接缝类型
变形型式
容许值
钢制锥形锚具
力筋回缩、锚具变形
6
夹片式锚具（用于预应力钢绞线）
力筋回缩、锚具变形
6
镦头锚具
缝隙压密
1
JM15锚具
用于预应力钢丝时
力筋回缩、锚具变形
3
用于预应力钢绞线时
6
粗钢筋锚具（用于精轧螺纹钢筋）
力筋回缩、锚具变形
1
每块后加垫板的缝隙
缝隙压密
1
水泥砂浆接缝
缝隙压密
1
环氧树脂砂浆接缝
缝隙压密
1
12）预应力筋张拉及放松时，均应填写施工记录。
5、张拉记录填写方法
原《施表-39》存在的一个主要问题是对100%张拉力的取值难以解释清楚，上级检查经常顾虑该值是否计入了锚口摩阻损失。
我们综合多方面的意见，建议对该表进行改进，如下表。
填表说明：
1）增加“千斤顶输出张拉力计算”一栏，对100%张拉力计算过程予以明示，便于理解。
2）实测伸长值应采用上面介绍的测量绝对伸长值的方法，减小实际伸长值的测量偏差。
如果采用测量千斤顶活塞伸出量的方法，总伸长值应扣减4~8mm再填入表格（样表中标注*的值），保证伸长率计算准确。
3）内缩量的填写应根据实测值填写，规范要求不超过6mm。
如何准确测量内缩量目前存在较多争论，这个问题需要继续探讨。
4）因
福建省双永高速公路龙岩段
后张法预应力梁张拉记录表（改后表）施表-39
承包单位：
合同号：
监理单位：
编号：
桥梁名称
梁编号
砼强度等级
张拉
日期
起拱值（mm）
千斤顶输出张拉力计算
100%×P=0.75×1860×1.03×139×9/1000=1797.5KN
孔道编号
顶号
表号
油表
读数与
伸长值
张拉力（KN）
理论
伸长量
（mm）
实测
伸长值
△L1（mm）
推算
伸长值
△L2（mm）
实际
伸长值
△L=
△L1+△L2
伸长率
（%）
内缩量
（mm）
15%
30%
100%
N1
油表读数
3.4
7.4
38.9
272
60
220*
280
2.9*
0~6
伸长量
90
150*
310
油表读数
断丝根数
滑丝根数
断丝
滑丝率
伸长量
油表读数
伸长量
油表读数
断丝根数
滑丝根数
断丝
滑丝率
伸长量
油表读数
伸长量
油表读数
断丝根数
滑丝根数
断丝
滑丝率
伸长量
油表读数
伸长量
油表读数
断丝根数
滑丝根数
断丝
滑丝率
伸长量
油表读数
伸长量
油表读数
断丝根数
滑丝根数
断丝
滑丝率
伸长量
现场施工负责人：
质检员：
现场技术人员：
监理：
日期：
福建省双永高速公路龙岩段
后张法预应力梁张拉记录（原表）施表-39
承包单位：
起止桩号：
施工标段：
编号：
监理单位：
施工日期：
工程名称：
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孔道编号
顶号
表号
油表读数、伸长值
张拉应力（MPa）
理论伸长量
（mm）
实测
伸长值
△L1（mm）
推算
伸长值
△L2（mm）
实际
伸长值
△L=
△L1+△L2
伸长率
±（%）
内缩量
（mm）
10%
20%
100%
油表读数
伸长量
油表读数
断丝根数
滑丝根数
断丝
滑丝率（%）
伸长量
油表读数
伸长量
油表读数
断丝根数
滑丝根数
断丝
滑丝率（%）
伸长量
油表读数
伸长量
油表读数
断丝根数
滑丝根数
断丝
滑丝率（%）
伸长量
油表读数
伸长量
油表读数
断丝根数
滑丝根数
断丝
滑丝率（%）
伸长量
桥梁名称或桩号
预应力梁编号
混凝土强度等级（MPa）
上拱度（㎜）
现场施工负责人：
质检员：
现场技术人员：
监理：
日期：
七、孔道压浆
1、孔道压浆用材料
1）水泥
宜采用硅酸盐水泥或普通水泥。
采用矿渣水泥时，应加强检验，防止材性不稳定。
水泥的强度等级不宜低于42.5。
水泥不得含有任何团块。
梁场应建设专门的水泥（外加剂）存储库，应根据一阶段的用量进货，不可一次存储过多。
压浆用水泥龄期从进场到使用完毕应控制在2~3个月之间。
2）外加剂
宜采用具有低含水量、流动性好、最小渗出及膨胀性等特性的外加剂，它们应不得含有对预应力筋或水泥有害的化学物质。
外加剂的用量应通过试验确定。
通过试验后，水泥浆中可掺人适量膨胀剂，但其自由膨胀率应小于10％。
泌水率和膨胀率的试验方法见规范附录G-10。
3）水泥浆
水灰比宜为0.40～0.45，掺人适量减水剂时，水灰比可减小到0.35。
我们建议采用小水灰比的水泥浆，这样有利于保证压浆饱满。
在掺入膨胀剂的情况下，即使0.30~0.35的水灰比也可以保证压浆能够顺利通过，对施工并无太大影响。
所以，施工配合比可按实际情况予以减小，原则就是不超过理论配合比又能保证压浆体顺利通过管道。
水泥浆的泌水率最大不得超过3％，拌和后3h泌水率宜控制在2％，泌水应在24h内重新全部被浆吸回。
水泥浆稠度宜控制在14～18s之间。
2、孔道的准备与压浆施工
压浆前，应对孔道进行清洁处理。
金属管道必要时亦应冲洗以清除有害材料；对孔道内可能发生的油污等，可采用已知对预应力筋和管道无腐蚀作用的中性洗涤剂或皂液，用水稀释后进行冲洗。
冲洗后，应使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出。
水泥浆自拌制至压人孔道的
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