預應力筋張拉施工工藝

預應力筋張拉施工工藝預應力筋張拉是預應力混凝土結構施工的核心工序，不管是公路鐵路的大型橋梁，還是工業廠房的預制屋架，抑或是城市里的地下管廊，張拉施工的質量直接決定了整個結構的承載力、耐久性和使用壽命。我干預應力施工快十個年頭了，大大小小的項目做過不下二十個，最深的感受就是，張拉這一步真的是差之毫厘謬以千里，哪怕一點點小疏忽，都可能給整個結構留下終身隱患。接下來我就結合自己這些年的現場經驗，從施工準備、核心工藝、質量管控到后續收尾，一步步把預應力筋張拉施工工藝說清楚，給剛入行的朋友做個參考，也和同行們交流一下實操經驗。1施工前期準備準備工作是張拉施工不出問題的基礎，我見過太多項目就是前期偷懶省步驟，最后張拉的時候出問題返工，反而耽誤了更多工期，花了更多冤枉錢。準備工作主要分三個部分，每一步都要做細做實。1.1技術準備拿到施工圖紙之后，第一時間就要組織技術人員做圖紙會審，重點核對預應力筋的編號、設計控制應力、張拉順序、錨固要求這些核心參數，有疑問或者圖紙矛盾的地方，提前找設計溝通確認，絕對不能到了張拉臺上才發現參數不對。接下來要編制專項施工方案，這個不是走流程應付檢查，是真的要結合項目實際情況寫清楚：現場場地怎么布置，用多大噸位的千斤頂，不同位置的預應力筋張拉順序怎么排，遇到異常情況怎么應急，方案審批通過之后，必須給所有施工人員做書面交底，每個人都要簽字確認，不光要讓操作工人知道自己該做什么，還要讓他們知道做錯了會有什么后果，腦子里繃緊弦。最重要的一步，就是提前計算每一束預應力筋的理論伸長量，這是張拉過程中校核質量的核心依據，絕對不能瞎估。計算的時候一定要注意，不能直接用控制應力計算，要考慮孔道摩阻力對張拉力的衰減影響，算出平均張拉力之后再代入公式，公式本身不復雜，就是平均張拉力乘以預應力筋長度，再除以鋼絞線的彈性模量和截面積，算完之后一定要兩個人復核一遍，我剛上班的時候就見過年輕技術員漏算了摩阻力，算出來的伸長量差了十多毫米，結果張拉的時候明明一切正常，還誤以為偏差超標，白白耽誤了大半天工期。1.2人員、設備與材料準備人員方面，張拉作業的所有操作人員都必須經過專業培訓合格才能上崗，尤其是操作千斤頂、記錄油壓數據的工人，必須熟悉整個流程，能看懂基本的異常信號，絕對不能隨便找個沒經過培訓的小工上來湊數。我之前見過不少小工地為了省工錢，讓新手隨便操作，結果調錯油壓，張拉力差了快百分之十，最后整片梁都要返工，反而虧了更多。設備方面，千斤頂和油壓表必須配套標定，這是規范的強制性要求，新設備進場要標定，使用滿六個月或者張拉超過兩百次，或者千斤頂漏油、油壓表摔過碰過，都必須重新標定，絕對不能圖省事不標定就上場。不標定的設備油壓讀數根本不準，你以為拉到設計張拉力了，實際上要么張拉力不夠，要么超張拉把鋼絞線拉斷，都會出大問題。另外張拉前一定要提前檢查設備，油管有沒有老化開裂，接頭有沒有松動，避免油壓升高的時候爆管傷人。材料方面，預應力筋進場要查質量合格證明，還要逐捆檢查外觀，不能有裂紋、毛刺、嚴重銹蝕，更不能有死彎折，有損傷的預應力筋絕對不能用到工程里。錨具和夾片也要仔細查，外觀不能有裂紋、砂眼，同一批次要按規范抽樣檢測硬度，不合格的直接退場，錨具是錨固的關鍵，差一點點都不行。1.3現場條件核查準備工作的最后一步，一定要挨個核查現場條件，最核心的就是混凝土強度和齡期。我剛上班那年遇到過一次，包工頭趕工期，說同條件試塊壓出來差幾兆帕，沒事，先張拉，反正強度后期還會漲。當時帶我的老師傅硬頂著不讓開工，說規范要求必須達到設計強度的95%以上才能張拉，設計要求齡期的必須滿足齡期，差一點都不行，最后硬等了幾天，試塊強度夠了才開始，現在想起來都后怕，要是當時提前張拉，梁體受到的預壓應力不對，很容易出現結構性開裂，那整片梁就廢了，損失幾十萬都打不住。除了強度，還要檢查預應力孔道是不是順直，有沒有堵孔、錯位，預應力筋穿束的時候是不是順暢，有沒有劃傷鋼絞線，梁端的錨墊板是不是平整，和孔道是不是對中，錨墊板后面的混凝土有沒有振搗密實，有空洞的話一定要提前處理補實，不然后張拉的時候錨墊板會開裂，嚴重的話梁端都會崩開。前期所有準備工作都核查無誤，確認沒有問題之后，就可以進入核心的張拉施工環節了，只要前面準備做足，后面按流程操作就不會出大問題。2預應力筋張拉核心施工工藝2.1提前確定合理的張拉順序正常來說，設計圖紙都會給出明確的張拉順序，我們按設計要求執行就可以，如果設計沒有給出明確要求，就要遵循“對稱張拉、先下后上、均勻受力”的原則來確定張拉順序。為什么一定要強調對稱？因為不對稱張拉會讓梁體產生額外的偏心彎矩，輕則梁體側彎變形，重則直接出現結構性開裂，比如常見的箱梁張拉，一般都是先張拉腹板的預應力筋，再張拉頂板和底板的，左右兩側對稱錯開拉，不能拉完一整側再拉另一測，就是為了避免偏心受力。如果是多束預應力的大型梁體，還要分階段分級張拉，不能一下子把一束拉到控制應力，讓梁體逐步受力，避免應力突變損傷結構。2.2標準化張拉操作步驟確定好張拉順序之后，就可以按步驟開始作業了。第一步是安裝錨具和千斤頂，先把錨墊板上的水泥漿、雜物清理干凈，然后把工作錨放進錨墊板的定位槽里，對準孔位，再把夾片裝到錨孔里，輕輕敲勻，保證每個夾片都貼緊預應力筋，縫隙均勻，不能有偏歪。接下來裝千斤頂，千斤頂一定要和預應力筋對中，不能偏斜，偏斜不僅會讓預應力筋受力不均，還容易擠斷鋼絞線，也會加快千斤頂的磨損。一切安裝到位之后就可以分級張拉了，一般我們習慣分四級張拉：第一級拉到初應力，初應力一般取控制應力的10%到15%，作用是拉直松散的預應力筋，消除筋體之間的空隙，這一步要精準量出初始伸長量，記好原始數據。第二級拉到控制應力的50%，停留三十秒左右，檢查千斤頂、錨具有沒有異常松動，沒問題再繼續升高油壓。第三級拉到100%的設計控制應力，到了設定油壓之后一定要持荷，一般持荷2到5分鐘，這個步驟絕對不能省，持荷的目的是讓預應力筋的松弛變形充分發揮出來，減少后期的預應力損失，我見過太多工地趕時間，到了控制應力馬上錨固，結果過了半個月測梁體預拱度，差了快一公分，就是因為沒持荷，松弛損失比預估大太多。持荷完成之后，核對伸長量沒有問題，就可以錨固了，錨固的時候要慢慢回油，不能一下子猛回油，避免夾片跟著預應力筋回縮，造成滑絲。2.3不同張拉方式的操作要點根據預應力筋的長度和線型，我們一般分為一端張拉和兩端張拉兩種，短于25米的直線預應力筋可以用一端張拉，超過25米或者曲線預應力筋，必須用兩端張拉。兩端張拉最關鍵的要求就是同步，兩端的操作人員要隨時保持溝通，油壓同步升高，伸長量同步增長，兩端的伸長量差不能超過理論伸長量的10%，要是差太多就要立刻停下來檢查原因。我之前在一個橋梁項目上遇到過一次，兩端張拉的時候一端伸長量比另一端多了快兩公分，我們停下來逐條排查，最后發現是那一端的孔道進了水泥漿堵了一半，摩阻力特別大，大部分張拉力都耗在摩阻力上，根本沒傳遞到梁體另一端，后來我們重新通孔處理才解決問題，要是當時沒發現，那束預應力筋等于沒發揮作用，梁的承載力根本達不到設計要求。另外還有超張拉工藝，如果設計要求減少預應力筋的松弛損失，會要求做超張拉，就是把張拉力升到比控制應力高3%到5%，持荷一段時間再降到控制應力錨固，這個按設計要求做就可以，施工人員不能自己隨便更改參數。張拉過程中不光要按步驟操作，還要時刻管控質量，遇到異常要會處理，更要把安全放在第一位，接下來就說說這部分的內容。3張拉過程質量控制與異常處理3.1嚴格落實雙控質量標準預應力張拉行業里有句老話，叫“張拉力為主，伸長量校核”，這就是我們一直執行的雙控標準，兩個指標缺一不可，只看張拉力不校核伸長量，你根本不知道孔道有沒有堵、摩阻力是不是符合預估；只看伸長量不控制張拉力，張拉力不夠結構承載力就達不到要求。規范要求，實際伸長量和理論伸長量的偏差必須控制在±6%以內，超出范圍必須立刻停止張拉，查找原因，處理完才能繼續施工。常見的偏差原因也很好排查：伸長量偏大，一般是油壓標定不準張拉力偏大，或者鋼絞線的彈性模量比設計值小，或者孔道摩阻力比預估的小；伸長量偏小，大多是孔道堵了摩阻力太大，或者鋼絞線穿束的時候打絞，受力不均勻，或者油壓標定錯了，實際張拉力沒到位。不管哪種情況，都要一條一條捋清楚排查，絕對不能強行張拉糊弄過去。3.2常見異常問題的處理方法干現場這么多年，遇到最多的異常就是滑絲和斷絲。滑絲就是錨固之后預應力筋異常回縮，夾片卡不住，一般是夾片有損傷，或者鋼絞線沾了油污，夾片打滑。如果只是一根兩根滑絲，我們可以重新裝上千斤頂，張拉到原來的控制應力，更換夾片重新錨固就可以；要是一整束都出現滑絲，就要把預應力筋退出來，檢查錨具和鋼絞線，更換材料重新穿束張拉，絕對不能將就。然后是斷絲，斷絲一般是鋼絞線本身原有損傷，或者張拉的時候偏受力，或者張拉力控制不當超過了鋼絞線的強度極限。規范要求，同一束預應力筋中斷絲不能超過1根，一個張拉截面的斷絲總數不能超過總預應力筋數的1%，在這個范圍內可以正常使用，超過的話必須換束，退出來重新更換新的鋼絞線，不能抱有僥幸心理。還有一種異常就是張拉過程中梁體開裂，如果出現超過規范允許寬度的裂縫，也要立刻停下來，邀請設計單位一起分析原因，處理完才能繼續施工。3.3張拉作業的安全防護要點干我們這行，安全永遠是第一位的，張拉作業屬于高危工序，預應力筋張拉完成后張拉力很大，一旦斷絲或者錨固失效，預應力筋會高速彈出，威力特別大，我入行的時候就聽過別的工地出事故，有人站在千斤頂后面，被斷裂的鋼絞線打中，傷得很重。所以這里我必須反復強調，張拉的時候，千斤頂的正后方絕對不能站人，張拉區域要設置明顯的警示標志和防護擋板，無關人員絕對不能進入，張拉過程中任何人都不能從張拉端的正對方向穿過。還有，張拉的時候回油不能太快，裝拆千斤頂的時候要固定好，避免掉落傷人，處理滑絲斷絲的時候，要先慢慢泄壓，絕對不能帶壓操作，只要按安全要求做，就能避免絕大部分事故。張拉完成錨固確認合格，不代表整個工序就結束了，收尾工作做不好，前面的工作再到位也會留下隱患。4張拉完成后的后續工作4.1錨固后的處理與封錨準備張拉完成確認所有數據都合格之后，就可以切割多余的預應力筋了，這里有個一定要記住的要點：必須用砂輪切割機切割，絕對不能用電弧切割或者氣割，電弧的高溫會燒傷鋼絞線，讓鋼絞線的強度大幅下降，留下永久的安全隱患。切割完成之后，預應力筋外露在錨具外面的長度要留3到5公分，不能留太短，不然夾片容易松動錨固失效，也不能留太長，浪費材料還影響封錨施工。切完多余的筋之后，要把梁端的錨具、混凝土端面都清理干凈，把端面鑿毛，然后按照設計要求綁扎封錨鋼筋，支好模板，準備澆筑封錨混凝土，封錨混凝土的強度不能低于設計要求，一般不低于梁體本身的混凝土強度，澆筑的時候要振搗密實，尤其是錨具后面的空隙，一定要填實，避免后期雨水進去銹蝕預應力筋，影響結構使用壽命。4.2施工記錄與資料整理張拉施工的原始記錄是工程質量的重要追溯依據，所以每張拉完一束，都要當場把原始數據記錄下來，包括張拉的時間、束號、設計控制應力、實際張拉力、實際伸長量、理論伸長量、偏差值、操作人員，都要寫清楚，原始記錄不能事后涂改，也不能補記，必須當場填寫簽字，所有數據都要可查可追溯，這不僅是應付驗收的要求，也是我們對自己做的工程負責，哪怕幾十年后有問題，也能查到當時的施工情況。結語總的來說，預應力筋張拉施工，說復雜也不復雜，說簡單也容不得半分大意，整個工藝的核心就是“準備