精轧螺纹钢检测技术应用

精轧螺纹钢检测技术应用

徐海龙

徐海龙中铁十二局集团二公司山西太原030032

摘要：本文结合实际工作中的具体工程案例，对精轧螺纹钢检测技术在大跨度连续刚构渡槽施工中的相关应用进行分析。

关键词：精轧螺纹钢检测技术；大跨度连续刚构渡槽；应用一、工程概况1应用背景目前大跨度连续刚构梁在铁路、公路中应用较广，由于跨度较大连续刚构梁均采用三向预应力体系（纵向、横向、竖向）。连续刚构梁由于跨度较大，运营不久后梁体均出现不同程度的裂缝，给运营和结构安全造成影响且维修养护困难。近年来通过相关单位的不断研究，发现混凝土开裂主要是横向、竖向预应力系统预应力损失较大造成的，且发生后无法修复。但在广泛应用的情况下，也产生了相关问题。有关预应力混凝土连续刚构箱梁开裂的报告不断增加，甚至认为“无箱不裂”，有的桥梁在修建过程中就开始出现规范不允许的裂缝，其中以腹板裂缝最为普遍。

腹板竖向预应力的作用：减少和控制腹板主拉应力、防止开裂；施加了竖向预应力，许多混凝土箱梁桥在腹板中还是存在不同程度的开裂现象，尤其在大跨度的腹板比较明显；竖向预应力损失过大或失效，是导致混凝土箱梁腹板开裂、没有达到设计目标的主要原因之一。

2项目特点黔中水利枢纽工程位于贵州省中部前中国地区，工程以灌溉、城市供水为主，兼顾发电等综合利用。黔中水利枢纽总干渠高大跨渡槽C1标由草地坡和徐家湾两座渡槽组成，主要以输水为主。草地坡渡槽长892.49m，其中：连续刚构槽身3跨（95.95m+180m+95.95m）。徐家湾渡槽长987m，其中：连续刚构槽身4跨（95.95m+180m+180m+95.95m）。

连续刚构均采用三向预应力体系，纵向采用钢绞线，腹板竖向采用精轧螺纹钢筋，横向顶板采用三根钢绞线、中板和底板采用精轧螺纹钢筋。

3项目难点⑴工程跨度大，承载力高，最大跨度180m，是同类公路桥梁荷载的5倍。⑵上部结构在功能上有所不同，桥梁利用箱梁顶板过车，而渡槽则利用槽身的内部空间过水。⑶连续刚构槽身结构复杂，截面形式为上下双室结构，并采用三向预应力体系，在国内外工程中尚属首例。

二、施工相关要求⑴在施工前，对精轧螺纹钢筋、连接器、锚具、波纹管以及张拉设备需根据国家相关行业标准、施工设计图有关规定进行验收，验收合格方可使用。

⑵预应力高强精轧螺纹钢筋在装卸中应尽量避免碰伤螺纹，储存时应采取防雨措施，精轧螺纹钢存放应搁置在枕木上，枕木间距应小于3m，以确保精轧螺纹钢在自重长期作用下不产生弯曲变形。

⑶预应力高强精轧螺纹粗钢筋下料应采用砂轮锯切割，切割后要保持端面与轴线垂直，严禁采用电焊切割。

⑷预应力高强精轧螺纹粗钢筋下料长度应确保在张拉端安装螺母后，剩余钢筋长度不得小于8cm（1／2连接器长度）。

⑸预应力高强精轧螺纹钢筋在非张拉端露出锚具的长度等于或大于钢筋的直径。

⑹张拉端竖向预应力端模采用钢模板，立模时应注意孔道中心线与端面垂直度，锚垫扳安装偏角不得超过2度，安装完后应用专门的检查器进行检查，锚垫扳表面至梁的表面高度=螺母高度+3cm±1cm。

三、竖向预应力钢筋张拉⑴使用的套筒扳手，如下图所示（直径为32钢筋），如果直径为25的钢筋，参照制造。

AABBA剖面图B剖面图套筒立面图扳手示意图⑵采用压缩空气清理锚垫板上杂质；安装螺母，锥头朝下。安装竖向预应力钢筋接器时，接长端位用油漆或其他牢固色彩标画出1/2连接器长度，以保证被连接钢筋与连接器相对位置的准确。

⑶安装锚具千斤顶，开启油泵，张拉钢筋至设计张拉力，关闭回油阀，用专用的套筒扳手拧紧螺母，直至油表读数下降2%～5%，放松千斤顶，完成张拉。拧紧螺母使油表读数下降2%～5%，需要的扭矩1200N.m～1400N.m，一般情况下2名正常的工人可以达到要求。

⑷张拉过程的操作与安全措施按相关规程进行。

四、竖向预应力筋张拉力检测1张拉力合格标准。设计张拉力×0.852检测频次要求。竖向预应力筋张拉力测试100%全部进行，对于测试不合格的竖向预应力筋施工单位应立即张拉直至检测合格，检测合格后应在24小时进行灌浆。每次检测梁段数一般为2～3个梁段。

竖向预应力筋张拉力测试合格后，监理工程师方可计量。

3竖向预应力筋张拉力测试原理⑴没有张拉力时，螺母与竖向预应力筋中松动的；⑵张拉力越大，螺母段与竖向预应力筋越紧，抗弯刚度越大；⑶不同的抗弯刚度，则有不同的自振频率；⑷张拉力相同，无论外露长度如何变化，锚固范围内的钢筋与螺母咬合的松紧程度是一样的。

竖向预应力筋张拉力测试基本过程：精轧螺纹钢筋加速度传感器波纹管竖向预应力筋外露部分箱梁桥腹板混凝土人手控制击振器锚垫板单回路插孔联结磁力吸座螺母竖向预应力检测仪五、竖向预应力损失原因分析主要原因是施工过程人为的影响因素，张拉时拧紧螺母不到位引起的；存在压浆不饱满和漏压浆问题。

1损失原因⑴通过千斤顶张拉后拧紧锚垫板上方的螺母后，放松千斤顶，竖向预应力筋获得张拉力；⑵竖向预应力筋张拉大小与拧紧螺母的扭矩大小相关；⑶竖向预应力失效，主要是拧紧螺母的扭矩不够所致，工作随意张拉，施工单位技术管理人员对竖向预应力筋的作用认为不足；⑷锚垫板清理不净，也是导致回缩损失加大的原因。

2竖向预应力回缩损失与拧紧螺母扭矩关系⑴千斤顶张力越大，回缩损失越小；⑵拧紧螺母扭矩越大，回缩损失越小，当到一定程度，张拉力大于千斤顶张拉力；⑶竖向预应力越长损失越小；⑷一般达到1200Nm,回缩损失在5%以内。

3结论⑴拧紧螺母的扭矩达到1200N.m后，回缩损失在5%以内；⑵损失随时间的增长逐渐的减小，经过一段时间后损失基本不变；⑶张拉后孔道灌注砂浆时水化热对竖向预应力损失影响很小。

六、竖向预应力筋张拉存在的主要问题1拧紧螺母的程度不够⑴扳手刚度不够，要采用专用板手。

⑵开槽太深，工人无法拧紧螺母。

⑶锚垫板之间没有清理，或没有与混凝土有效联结。

⑷外露长度不够，没有足够的联结长度，张拉时会产生危险。

⑸螺母方向用反，增加回缩损失。

⑹钢筋与锚垫板不垂直，会大大的增加回缩损失。

2人为因素没有适当的检测手段，工人在张拉过程中随机因素影响大，张拉螺母时扭矩不够，应达到1400N.M，实际上2个体力正常的工人是可以达到的，技术人员、工人对改进张拉工具积极性不高，如果有了适当的检测手段各方面的人员都会高度重视，有些工地的技术人员甚至对竖向预应力作用都搞不清楚，如何谈得上改进张拉质量。

3拧紧螺母的标准千斤顶张拉竖向预应力筋至设计张拉力后并关闭回油阀，工人拧紧螺母使油表读数减少2%～5%。

七、竖向预应力筋检测技术应用意义一方面，能很好地规范施工行为，使竖向预应力施工行为具有可控性，彻底地解决竖向预应力损失过大和失效的问题。另一方面，有效的检测手段可以促使施工单位改进施工工艺，提高施工的可靠度。