苏通桥讲座有粘结预应力施工的质量控制文档格式.docx

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（3）塑料波纹管用于后张预应力留孔，其主要优点为：

能提供极好的防腐蚀保护，聚乙稀和聚丙稀塑料几乎对各种化学侵蚀都有极好的耐久性；

能显著提高预应力筋的疲劳强度，消除微振磨损疲劳；

张拉时摩檫系数较小，预应力损失小；

完全密封在非导体材料中，在预应力筋与结构间提供了最低电阻，防止各种散射电流影响（在预应力筋进出处产生氢脆）。

塑料波纹管可用聚丙烯或高密度聚乙烯塑料生产，香港VSL公司供给南京长江二桥索塔中的PT-PLUS塑料波纹管为聚丙烯塑料生产，内壁每隔50mm有一道筋肋（较大平滑面有利减轻微振疲劳）。

从使用效果看优先推广采用聚丙烯塑料波纹管，其线刚度和环刚度及耐磨性优于高密度聚乙烯塑料波纹管。

图1PT-PLUS聚丙烯塑料波纹管（4）现场供货的塑料波纹管均为高密度聚乙烯管，其中连续波纹的无平滑面的塑料波纹管线刚度略差，应加密管道的定位架间距为500mm。

2.4孔道灌浆水泥及外加剂进场质量控制

（1）公路桥涵施工技术规范第12.11.3条规定“设计无规定时应不低于30MPa”，由于箱梁各部位结构均采用50号砼，当采用高性能专用孔道灌浆剂时，孔道灌浆的水泥浆抗压强度可达到50MPa。

（2）孔道灌浆用水泥的42.5普通硅酸盐水泥，水泥进场按规定检查产品合格证、出产检验报告及进场复验报告。

（3）采用真空辅助压浆工艺的南京长江三桥南引桥标段采用江苏省建筑科学研究所生产的JMHF高性能预应力孔道专用灌浆外加剂，效果良好。

由于我国水泥生产厂生产的水泥成分受地方材料供应的影响，各种孔道灌浆专用外加剂必须与地方产水泥适配，正式进场前必须做灌浆水泥的适配性试验，必要时作外加剂成份的调整，以保证灌浆质量。

3预应力施工质量控制3.1工艺流程采用真空辅助压浆的预应力施工工艺流程：

安装移动模架绑扎箱梁底板及腹板钢筋安装底板及腹板塑料波纹管、穿入预应力钢绞线安装芯模绑扎顶板钢筋安装板面纵横向塑料波纹管、穿入预应力钢绞线浇筑砼养护张拉预应力筋切割钢绞线、封堵锚具闭气固定端抽真空张拉端灌浆封头。

3.2管道、预应力筋、锚具安装3.2.1纵向束

（1）腹板内的纵向束为连续多波曲线束，由平直线段、斜直线段及圆弧弯曲段（弯曲半径为5m）。

顶板及底板内的纵向束均为平直线束。

（2）采用波纹管留孔，安装时平直线段和斜直线段的定位钢筋间距为0.8m，圆弧弯曲段的定位间距位0.5m.。

（3）施工图设计一般要求，排气管应设置在相应区段管道曲线的最高点，排气管、压浆管的具体布置，由施工方自行安排。

据此典型施工节段腹板曲线的排气管及压浆管布置如下：

图2腹板曲线束灌浆孔、排气孔布置图图3顶板、底板直线束灌浆孔、排气孔布置图连接器处排气孔安装波高处排气兼补浆孔张拉端灌浆孔安装图4波纹管安装细部构造图（4）孔道波纹管安装时应曲线流畅，直线段与圆弧弯曲段过渡平顺，先按计算定位钢筋位置固定，安装后对个别不平顺处做调整（图5、6）。

图5腹板内曲线束管道线形不流畅图6腹板内曲线束管道线形流畅（5）安装张拉端承压板时锚垫板应与孔道垂直，加强局部承压的螺旋筋圈与圈的间距应保证有5060mm螺旋筋必须紧贴铸铁喇叭管承压板背面（图7、8）。

图7螺旋筋未紧靠铸铁承压板图8螺旋筋紧贴铸铁承压板（6）预应力钢绞线对腹板曲线束可采用先安装波纹管，后逐根穿入。

穿钢绞线时头部应包裹胶布或戴子弹头壳帽，以免戳穿波纹管。

（7）纵向束的管道、张拉端和固定端、预应力筋全部安装完成后，浇砼前做全面检查，特别检查点为：

金属波纹管有无被电焊铁水烧穿？

连接管处两端胶带封闭是否完好？

远望安装的孔道曲线是否流畅？

关键点（如孔道直线段与圆弧段交接处）的坐标尺寸是否正确？

各灌浆孔、排气孔安装质量如何？

接口密封性如何？

张拉端与固定端喇叭管处安装质量如何？

（8）由于夏季天气炎热，供货至现场的高密度聚乙烯塑料波纹管可能因高温影响线刚度，应注意随时检查是否因直线段定位架间距较大而影响线形流畅，必要时采取措施加密定位架。

（9）在张拉端端部，塑料波纹管必须插入喇叭管内一定长度，接口处密封确保完好，塑料波纹管的连接推荐采用电热板热接、卡箍套连接。

当采用类似于金属波纹管大一号套管旋接时，其套管应有部小于200mm的长度，以免因天气炎热变软而拔出，连接口处用胶带密封（自带密封圈的除外），以免漏气（图9）。

图9塑料波纹管接头处的连接管偏短，易拔出（10）腹板曲线束的灌浆孔均设置在位于曲线波高施工缝的锚垫板上，位保证全线闭气，中间部设排气孔。

位于连接器部位、P锚约束环附近的排气孔兼作真空抽吸孔的安装应注意安装质量，应采用塑料增强管（纤维网增强、或钢丝弹簧圈增强）、或高密度聚乙烯管留孔，要求能承受0.6Mpa的灌浆包压压力，能弯折闭气，内径部小于20mm（图10、11）。

图10塑料波纹管留孔，连接器的排气孔安装图11塑料波纹管留孔，连接器的排气孔安装（采用高密度聚乙烯管做排气或补浆管）（采用钢丝衬圈塑料增强管做排气管）（11）板底、板顶直线束翘出板面张拉的张拉端齿板部位安装应注意严格符合设计图要求，螺旋筋必须紧贴铸铁承压板背面。

3.2.2板面横向束

（1）板面横向束采用15-4夹片扁锚钢束，用塑料扁波纹管留孔，固定端采用P锚或压花锚。

（2）塑料扁波纹管的线刚度略差，井字型定位钢筋间距严格按500mm设置。

（3）张拉端扁锚垫安装时，塑料波纹管与之接口应严格用胶纸封裹密封。

螺旋筋应紧贴承压板。

P锚的挤锚具应紧贴承压钢板。

P锚处螺旋筋应介于约束环的两侧（图12、13）。

图12P锚未靠紧承压钢板图13螺旋筋未安装于P锚约束环左右处（4）灌浆孔直接设置在扁铸铁承压板上，P锚处的排气管可直接在约束环处，或离约束环在500mm内。

3.3预应力张拉顺序与程序3.3.1预应力张拉顺序

（1）张拉顺序中先张拉腹板曲线束是保证箱梁底模适当脱模需要。

从高到低张拉腹板束要严格对称，防止扭曲。

顶、底板束为直线束，可相对对称沿梁中心线，先短束后长束对称张拉。

（3）结合设计要求，兼顾张拉设备量，对典型截面的多束预应力束张拉顺序为：

图14单箱单室箱梁张拉顺序示意图（两台千斤顶）图15单箱双室箱梁张拉顺序示意图（两台千斤顶）图16单箱双室箱梁张拉顺序示意图（三台千斤顶）3.3.3预应力张拉程序

（1）有时设计说明中规定预应力钢束锚下设计张拉控制应力为锚下控制应力k=1395MPa。

（2）公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）表12.10.3-1后张法预应力筋张拉程序中规定：

当预应力筋为低松弛钢绞线束，采用夹片式等具有自锚性能的锚具时，张拉程序为：

0初应力con（持荷2min锚固）在表下注明表中的con为张拉时的控制应力，包括预应力损失值。

（3）综合施工图设计要求及相应规范的要求，可采用张拉程序为：

0初应力2初应力1.03con（锚固）程序中张拉控制应力前的1.03系数可以理解为夹片锚处的折角预应力损失，超张后能保证设计的锚下控制应力。

（4）张拉程序中的初应力应根据留孔材料的摩擦系数（、值）、孔道的长度等做从张拉端至固定端（或两端张拉的对称点处）的预应力摩擦损失计算后，由摩擦损失率的大小决定其值。

必要时，在全面开展预应力张拉前，在施工现场做试张拉的孔道摩擦损失试验，测定预应力损失率及摩擦系数，用于直接指导预应力张拉操作。

3.4预应力张拉3.4.1千斤顶与压力表的标定

（1）进入各标段施工现场的张拉千斤顶与压力表应配套标定，并配套使用。

标定时千斤顶活塞的运行方向应与实际张拉方向一致。

张拉设备的表定期限不应超过半年。

（2）张拉设备的正常使用范围宜在2590%的额定张拉力。

油管的超长、超高会影响压力表的读数。

冬季和夏季油泵使用液压油的粘度不同，对压力表读数有一定影响。

（3）千斤顶与压力表配套标定后，施工现场可根据有主管部门授权的法定计量试验室出具的标定报告，根据指定的张拉程序，计算分级张拉力（kN），在相应的标定区间内做线性内插，算出各级张拉力下的压力表读数。

3.4.2张拉伸长值的计算复核

（1）桥梁施工图设计中一般对预应力钢束给出了每联左右幅箱梁的材料数量及张拉伸长量表，施工时有6%的误差。

（2）设计人员计算张拉伸长量时，取、值，按此技术参数，预应力施工技术人员可对施工图中设计人员给出的张拉伸长值作计算复核。

（3）由于采用塑料波纹管留孔新工艺，供货至现场的塑料波纹管形式也不相同，最合理的张拉伸长值计算应以所施工标段内的圆、扁塑料波纹管做张拉摩擦系数、值的测定，供张拉质量检查和验收使用。

（4）对逐跨移动支架浇筑的箱梁预应力孔道短，塑料波纹管的孔道摩擦系数波动大，积累的技术参数不够而适当放宽伸长误差标准。

（5）实际钢绞线弹性模量的取值在张拉伸长值计算中用到的有关进场钢绞线的实际弹性模量值，现场抽样送至实验室送检的钢绞线弹性模量测试值与试验机的夹具夹持能力及测定大行程位移计的精度有关，其值波动较大，只能作为参考。

国际上，对钢绞线的弹性模量取值可要求生产厂随供货的材料进场，提供近期该厂大量自检的弹性模量统计值更为可信，一般在1.951.98105MPa间。

3.4.3张拉力及张拉操作

（1）基本张拉力为张拉控制应力乘以钢绞线的面积和。

（2）按张拉程序分级计算各级张拉力的大小，加载的速率宜控制在30MPa/min内。

（3）预应力筋的张拉方法，应根据施工图设计的要求采取一端或两端张拉。

采用两端张拉时，宜两端同时张拉。

也可采用一端张拉，另端补张拉。

（4）当张拉过程中实际伸长值与计算伸长值偏差超过允许范围时，应查明原因采取措施后方可继续张拉。

（5）张拉时，张拉端部在向两侧的45范围内不许站人，以免钢绞线以外断丝飞出伤人。

3.4.4实际张拉伸长值量测由于箱梁板底有超过100m左右的超长束，张拉时千斤顶需要多次倒缸，钢绞线多次临时锚固，对量测张拉实际伸长值不宜量测缸体长度。

3.4.5张拉数据整理

（1）施工现场预应力张拉质量控制的内容有：

正确的预应力张拉操作、用压力表控制的各级张拉力、量取实际张拉伸长值、检查有无滑丝或断丝、锚固后夹片的平整度等。

（2）作为验收技术资料，现场量取的实际张拉伸长值应做张拉数据整理，与施工图设计给出的张拉伸长值（必要时做修正）做对比，检查是否符合差值控制范围要求，以判定张拉是否正常及有无堵孔等。

（3）整理张拉数据时，先根据从初应力至终应力之间量取的实际伸长值读数L1，由L1推算初应力以下的推算伸长值L2（或采用相邻级的伸长值），得到预应力筋张拉实际伸长值L（01.0k）。

当采用：

初应力1.03k的张拉程序时，要做按相似三角形原理的计算归化，将其实测伸长数据仍表达为01.0k的值。

统一整理计算成0.2kk的区间值，以便直接与施工设计图中给出的张拉伸长值对比，做差值判定。

3.5孔道灌浆3.5.1灌浆材料的性能要求

（1）后张预应力孔道灌浆用水泥浆应具备以下功能：

水泥浆本身对预应力筋和孔道壁无腐蚀作用（具有高电阻性和不渗透氯离子等）；

水泥浆必须具备一定的强度，满足预应力筋和混凝土构件之间的有效应力传递，保证结构的整体性；

水泥浆具有较好的流动性，适于施工灌注；

水泥浆在灌注后泌水率低，且不离析；

水泥浆具备一定的膨胀性能，以抵消水泥浆硬化过程中的收缩，保证孔道中的各个部位充盈饱满的浆体，特别是钢绞线的异形部位和孔道拐弯部位；

水泥浆必须具备一定的保塑性能，以维持灌浆过程的正常进行。

冬期施工时，水泥浆不被冻坏。

（2）公路桥涵施工技术规范（TJT041-2000）规定：

对预应力土孔道灌浆用水泥浆的要求为：

水灰比0.40.45；

搅拌后3小时泌水量宜控制在2%，最大不超过3%；

其28d试块强度不应小于30MPa，由于目前普遍采用高强预应力钢材，必须要求与高强砼配匹，因此，其孔道灌浆用水泥浆试块28d的强度不宜低于50MPa，其流锥时间控制在1418s之间。

（3）国内外大量的工程实践经验表明，水泥浆的流锥时间与工艺设备关系很大，在控制水灰比一定的条件下，流锥时间短些更好即流动性更好，便于孔道灌浆。

3.5.2真空辅助灌浆工艺3.5.2.1真空辅助灌浆工艺的工作原理及技术要求

（1）工作原理：

首先在预留孔道的一端采用真空泵抽吸孔道中的空气，使孔道内达到-0.1MPa左右的真空度；

然后在孔道的另一端再用压浆泵以0.7MPa的正压力将水泥浆压入孔道（图29），以提高孔道灌浆的饱满度、密实度，减少混入气泡影响。

（2）技术要求：

整个预留孔道及孔道的两端必须密封，且孔道内无砂石、杂物等；

预留孔道用的管材必须具有一定的强度，必须与混凝土可靠粘结，防止在孔道抽真空过程中，管壁瘪凹；

孔道内的真空度宜控制在-0.08MPa左右。

3.5.2.2真空辅助灌浆工艺的施工设备压浆设备包括：

强制式灰浆搅拌机，压浆泵（挤压式不可用），计量设备，贮浆桶，过滤器，高压橡胶管，连接头，控制阀。

真空辅助设备包括：

真空泵，压力表，控制盘，压力瓶，加筋透明输浆管，气密阀，气密盖帽（保护罩）。

a普通压浆b真空辅助压浆图17普通压浆与真空辅助压浆对比3.5.2.3真空辅助灌浆工艺的工艺流程

（1）准备工作：

当端头采用保护罩封锚时：

预应力筋张拉完成后，切除外露的钢绞线，采用保护罩封锚。

清理锚垫板表面的水泥浆和其他杂物，保证表面平整。

清理锚垫板上M12装配螺孔内的水泥浆。

必要时用丝攻重新清理螺纹。

清理保护罩底面和密封槽，注意保持清洁，在密封槽内均匀涂一层玻璃胶，装入“O”型橡胶密封圈，并在锚垫板平面的商标处涂玻璃胶。

装配保护罩，将螺栓加垫片对准位置旋入螺孔内旋紧，注意保持排气口垂直朝正上方，排气口处用G3/4闷头加密封带旋紧。

在两端锚垫板上安装压浆管、球阀和快换接头，检查并确保所装球阀能安全开启和关闭。

确定抽真空端和压浆端，一般情况下，抽吸真空端置于构件高处的锚垫板上，压浆端上则置于构件低处的锚垫板上。

将接驳在真空泵负压容器上的三向阀的上端出口用透明喉管连接到抽真空端的快换接头上。

在正式开始真空压浆前，用真空泵试抽吸真空。

图18保护罩安装示意图图19细石混凝土密封锚头示意图当端头采用混凝土封锚时：

采用C40以上细石混凝土和环氧砂浆之类材料。

封堵时保证混凝土浇捣密实，以防灌浆抽真空时漏气或漏浆。

混凝土封堵后需在48小时后方可灌浆。

（2）真空辅助灌浆1正式开始真空辅助灌浆。

关闭除与真空泵连接的所有灌浆口和排气孔，启动真空泵，抽除预留孔道中的空气，抽吸真空度要求达到-0.08MPa左右的负压并保持。

2启动压浆泵并压出残存在压浆机及喉管内的水份、气泡，同时检查所排出的水泥浆的稠度，在满意的水泥浆从喉管排出后，暂停压浆泵并将压浆喉管通过快换接头接到锚垫板的压浆快换接头上。

3保持真空泵开启状态，开启压浆端阀门并将已搅拌好的水泥浆向孔道内压注。

真空压力表的读数在压浆时将减小。

4当水泥浆排进负压容器后，立即关闭连接通往负压器的阀门，同时开启通往废浆桶的阀门。

关闭真空泵。

5继续压浆，直至所排出的水泥浆的稠度与压入浆口的稠度一致且流出顺畅时，关闭出浆端阀门。

暂停压浆泵。

6开启置于保护罩上的排气孔，开动压浆泵，直至水泥浆从排气孔流出，待流出的水泥浆稠度与压入浆体的稠度一致并流出顺畅时，暂停压浆泵，密封出气口。

7开启压浆泵，压力达到0.7MPa左右，持压12min。

8关闭压浆泵及压浆端阀门，完成压浆。

（3）清理保养工作1压浆工作完成后，拆卸外接管路及附件。

2清洗连接至负压容器上的透明喉管，以便下次压浆时容易分辨水泥浆是否从抽吸真空端流出。

3在完成当日全部压浆后，必须将所有压浆喉管、压浆泵、负压容器、透明喉管、三向球阀等进行清理保养，以便下次压浆之用。

4安装在压浆端和出浆端的球阀可在压浆后，根据浆体的初凝情况，在810h左右拆除并进行清理。

清洗时将球阀用扳手拆开，在阀门保持关闭状态时（即扳手与阀体成90度角时）用细长棒轻击可退出阀内不锈钢球，清洗后涂上黄油即可重复使用。

（切忌使劲将已注满水泥浆的球阀用扳手开启，否则会弄断扳手及与不锈钢球连接的铜轴）。

3.5.2.4质量控制要点

（1）两端封堵应严密，不漏气。

（2）真空度控制，须控制在-0.08MPa左右。

（3）抽真空端口有一定的跑浆时间，大约30s左右。

（4）灌浆口持压压力为0.60.8MPa，时间60120s。

3.5.3灌浆质量的控制及评定3.5.3.1灌浆前的质量控制灌浆前的质量控制是主动控制，对灌浆的最终质量起着决定性作用。

采用JM-HF灌浆剂灌浆前的质量控制主要包括以下几个方面：

1）针对工程具体情况，制订孔道灌浆分项的施工方案并报批，批准后的施工方案作为施工人员在操作时遵照执行和监理质量监控的依据。

施工方案应包括工程概况，灌浆料的配合比及灌浆材料、灌浆设备、灌浆工艺、质量控制、安全措施等几方面。

2）控制预留预应力孔道的质量。

后张预应力孔道成型，宜采用预埋管法（一般为金属波纹管、塑料波纹管），预埋管一般选用自重轻、刚度好、弯折方便、连接简单、与混凝土粘结好的波纹管。

3）灌浆材料的选用。

采用JM-HF预应力孔道专用灌浆剂。

灌浆用的水采用较清洁的水，不含有对水泥或预应力钢材有害的大量物质，首选自来水；

如使用自来水无条件时，亦可使用河水、地下水、湖塘水等，但须保证清洁。

4）控制材料的总用量，保证质量。

计算整个工程的水泥浆用量及各组成材料的用量，作为备料的依据和用料的控制，因为各组成材料的用量决定于水泥浆用量，故只需计算水泥浆用量即可。

水泥浆的净用量=（预留孔道截面面积预应力钢材的截面面积）孔道长度。

一般情况下预留孔的截面积应大于其中预应力钢材截面积的3倍，最好为45倍，以保证水泥浆对预应力钢材的包裹有足够的厚度。

5）对灌浆施工人员进行岗前培训，使他们掌握技术要点和操作规程，并能熟练操作，同时花大精力对他们进行责任心教育。

3.5.3.2灌浆施工中的质量控制灌浆施工中的质量控制也是主动控制，它对灌浆质量的形成起着关键性作用，施工中的质量控制主要包括以下几个方面：

1）现场灌浆试验。

根据具体环境确定最合适的水胶比，同时要复核水泥浆的主要性能指标。

2）由经过岗前培训合格的熟练工严格按灌浆方案和施工规范施工。

施工中遇到异常情况时应及时处理，做好记录。

3）在曲线预应力孔道的最低处留设灌浆口，最高处孔道末端留设排气（浆）口。

水泥浆由最低处灌浆口灌入孔道，按照水泥浆的行程顺序封堵排气口，注意排气口全部封堵后的持压时间和持压压力必须满足规定要求。

4）控制好水泥浆的制浆时间以及由制浆到灌浆结束的整个时间。

水泥浆在灌注前必须不停地搅拌。

5）如遇孔道堵塞时，必须更换灌浆口，必须在第二个灌浆口灌入整个孔道的水泥浆量，把第一灌浆口灌入的水泥浆排出，使两次灌入水泥浆之间的气体排出，保证灌浆饱满密实，绝对不能因在第二个灌浆口灌浆时，见到每个排气孔都冒浆了，就认为孔道灌浆已完全灌满。

6）在灌浆过程中，不允许出现中断的情况，必须一次性不间断灌完一根孔道，若遇特殊情况不得已停断时，贮浆罐中的浆液必须不停地搅动。

7）断电时，用手动压浆泵完成机械压浆未完成的工作，如手动泵压力不够，则干脆用清水冲洗掉已灌进孔道中的水泥浆。

8）断水时储浆罐中仍有多余的水泥浆时，可采用水泥浆液自身循环法防止水泥浆的流动度损失。

9）制作试块用的水泥浆必须用从排浆口排出的水泥浆制作。

3.5.3.3灌浆质量的评定

（1）灌浆质量的评定要素如下：

1）水泥浆的工作性在控制水灰比的条件下，水泥浆的稠度越小越好，便于灌注；

2）水泥浆的水灰比水灰比不得大于设计要求，在满足流动度的要求时，可适当减小水灰比，便于保证孔道密实；

3）水泥浆试块的强度是否满足设计需要和规范要求；

4）水泥浆的膨胀收缩是否在允许的范围内；

5）水泥浆对管道的填充是否饱满，水泥浆硬化后管道内是否有残余水。

（2）水泥浆的温度及流动度测试方法1）在灌浆前，现场应抽查水泥浆的温度及流动度（图32）。

图32测定拌制水泥浆的流锥时间2）将已搅拌的水泥浆取出样品，在1.725L的流锥中，流锥时间应小于18秒，经试验表明该项指标与搅拌机设备关系很大，相同的配比采用不同搅拌速度，流锥时间相差较大，因此在控制灌浆配比及用水量的条件下，流锥时间短些更利于灌浆。