摘要：桥梁预应力钢筋在施工张拉过程中因各种原因会引起预应力筋断丝或滑丝，使预应力筋受力不均，甚至使构件不能建立足够的预应力。本文分析了在张拉过程中出现断丝、滑丝问题的原因及防治措施。
主题词：预应力钢,断丝问题,分析,防治
一 张拉预应力筋对断丝问题的分析及处理
在张拉过程中，由于各种原因会引起预应力筋断丝或滑丝，使预应力筋受力不均，甚至使构件不能建立足够的预应力。因此需要限制预应力筋的断丝或滑丝数量，并采取一定的控制措施来加强张拉程序的管理。
1.对设备、锚具、预应力筋的检查
(1)千斤顶和油压表需按时进行校正标定，保持良好的工作状态，保证误差不超过规定;千斤顶的卡盘、楔块尺寸应正确;没有磨损勾槽和污物，以免影响楔紧和退楔;
(2)锚具尺寸应正确，保证加工精度。锚环、锚塞应逐个地进行尺寸检查，有同符号误差的应配套使用。亦即锚环的大小两孔和锚塞的粗细两端，都只允许同时出现正误差或同时出现负误差，以保证锥度正确;
(3)锚塞应保证规定的硬度值，当锚塞硬度不足或不均，张拉后又可能产生内缩过大甚至滑丝。为防止锚塞端部损伤钢丝，锚塞头上的导角应做成圆弧;
(4)锚环不得有内部缺陷，应逐个进行电磁探伤。锚环太软或刚度不够均会引起锚塞内缩超量;
(5)预应力筋使用前应按规定检查：钢丝截面要圆，粗细、强度、硬度要均匀;钢丝编束时应认真梳理，避免交叉混乱;清除钢丝表面的油污锈蚀，使钢丝正常楔紧和正常张拉;
(6)锚具安装位置要准确：锚垫板承压面，锚环、对中套等的安装面必须与孔道中心线垂直;锚具中心线必须与孔道中心线重合。
2.正确施行张拉操作规程
(1)承压面与孔道中线不垂直时，应当在猫圈下垫薄钢板调整垂直度。将锚孔对正垫板并点焊，防止张拉时移位。
(2)具在使用前须先清除杂物，刷去油污。
(3)楔紧束的楔块其楔紧程度务求一致。
(4)千斤顶给油、回油工序一般均应缓慢平稳进行。特别是要避免大缸回油过猛产生较大的冲击振动，以免发生滑丝。
(5)张拉操作要按规定进行，防止钢丝受力超限发生拉断事故。
(6)在冬季施工时，特别是在负温条件下钢丝性能发生变化(钢丝伸长率减少，弹性模量提高，锚具变脆变硬等)，较易产生滑丝与断丝。建议预应力张拉工作应在正温条件下进行。
3.对预应力筋断丝的处理
滑丝与断丝现象发生在顶锚以后，处理方法可采用如下方法。
(1)束放松：将千斤顶按张拉装态装好，并将钢丝在夹盘内楔紧。一端张拉，当钢丝受力伸长时，锚塞稍被带出。这时立即用钢钎卡住锚塞螺纹(钢钎可用∮5mm的钢丝、端部磨尖制成，长20—30mm)。然后主缸缓慢回油，钢丝内缩，锚塞因卡被卡住而不能与钢丝同时内缩。如千斤顶行程不够可如此反复进行至锚塞退出为至。然后拉出钢丝束更换新的钢丝束和锚具。
(2)根滑丝单根补拉：将滑进的钢丝楔紧在卡盘上，张拉达到应力后顶压楔紧。
(3)工滑丝放松钢丝束：安装好千斤顶并楔紧各根钢丝。在钢丝束的一端张拉大钢丝的控制应力仍拉不出锚塞时，打掉一个千斤顶卡盘上钢丝的楔子，迫使1—2根钢丝产生抽丝。这时锚塞与锚圈的锚固能力就减小了，再次拉锚塞就较易拉出。
二 影响夹片式锚具锚固性能的因素
1.钢绞线对夹片式锚具的影响
(1) 钢绞线强度影响
经过生产实践可知，独立锚固的夹片式锚具时按钢绞线极限强度1860MPa计算的承载力设计的，而且目前钢绞线极限强度普遍在1960—2000Mpa之间，其屈服强度已接近1860MPa。经多次生产实践和试验证明，钢绞线的延伸率很难做出来，导致钢绞线在夹片切口处容易剪断。
(2)钢绞线的表面硬度影响
通常情况下，钢绞线强度在1860—1900MPa 范围内，其表面硬度为C44-48左右，夹片设计硬度为HRC58-64，两者硬度之差≥HRC10以下，容易产生滑丝现象。目前，由于钢绞线的极限强度普遍在2000Mpa 上下，其表面硬度相应增高，根据硬度检测结果，其硬度值达到HRC52-55上下，即夹片硬度达到设计要求HRC60上下，其硬度差
(3)钢绞线直径的影响
我国国家标准(GB5224——95)和美国标准ASTNM中队钢绞线的公称直径都明确规定了允许偏差。而夹片锚具的夹片内孔直径尺寸，夹片的锥形角度和锚环内的内孔锥形角度等按钢绞线的公称直径尺寸设计的。如果都能满足设计要求，锚具零件组装后在预应力受力过程中，其组装零件之间的内摩擦角达到平衡状态，而产生良好的自锚能力。若钢绞线直径超过允许偏差太多，将会破坏这个平衡。目前，国家钢绞线直径，大部分厂家超标，而且都是正公差。我们在试验中发现，直径15.24mm左右，显然，对夹片式锚具的锚固性能构成严重影响。
三 锚具本身质量对其锚固性能的影响
1.锚具锚孔的锥度尺寸和夹片角度尺寸的配合
锚孔的锥度(角度)尺寸和夹片角度尺寸的加工过程是技术含量比较高的过程。如果达不到设计要求，或超过设计误差范围，其组合和匹配将达不到最佳状态，不仅影响自锚能力，其锚固性能肯定达不到，而且这种误差很难发现。1999年5月，经检验某厂生产的4孔和5孔锚具，钢绞线强度1930Mpa，做了2组6束，1束未能通过。后来，厂家自己检查发现夹片的角度偏差偏大，是由于外圆磨床磨损和偏心造成的，找出原因纠正后，复检都通过了。
2.锚夹片的硬度对锚固性能的影响
(1)夹片硬度的影响
我国目前夹片硬度的生产控制范围一般为HRC58—64或HRA78—84，通过热处理必须达到夹片的设计硬度指标。否则，很难锚固。但是也不能再提高，否则夹片会开裂甚至破碎。
(2)锚板硬度的影响
我国目前锚板硬度的生产控制范围一般为HRC17—30或HB200—300。但目前有一种降低硬度要求的趋势，甚至对锚板不热处理。我国市场上已经有了这种产品的出现，但锚板选用的材料应有区别。对锚板降低硬度后，是否产生大的锚具变形影响，目前还没有试验数据来证明。
(3)安装工艺的影响和试验初张力的选择
锚具精载组装件试验时，安装工艺十分重要。若安装工艺技术不到位，对夹片式锚具的锚固性能试验将产生重要影响，有可能导致试验失败。
1)不管是二片式或三片式夹片，安装时，夹片间隙必须均匀，而且必须采用专用工具敲击紧，否则将会引起夹片跟进不一 。
2)为保证预应力束的每根预应力筋的受力均匀，必须采取不小于10%6k的张拉力对每根预应力筋进行预紧。特别对预应力筋多的预应力束要反复调整，防止不均匀受力中的受力大的预应力筋提前拉断。
3)正式试验时的初张力不得小于20%6k，初张力过小很难锚住，容易引起预应力筋不均匀滑移，导致受力不均匀。
四、结束语
预应力张拉技术在预应力箱梁的使用过程中，起到了十分关键的作用。预应力钢筋的施工须认真逐一进行：对浇注后梁体的检查和进一步的清理;对钢绞线的下料控制;对水泥浆的设计要求;对施工机械的检查和校检;以及施工操作中的严格掌握等。施工过程中，使用了两端张拉且横向同时的双控技术。这样施工的优点是：使梁体在预应力的作用下，能够平衡均匀受力，不致于梁体有太大的偏移;预应力张拉后，采用了较先进的真空压浆技术，以保证施工质量的良好效果。真空压浆灌浆连续迅速，减少了曲线孔道中浆体自身引起的压力差，特别是对于一些异形管道的关键部位，提高了孔道压浆的密实性，在钢束曲率半径较小及钢束过长常规压浆法不好施工的结构中应用取得了良好的效果。
本文选自《施工技术》。 《施工技术》创刊于1958年，是由中华人民共和国住房和城乡建设部主管，亚太建设科技信息研究院、中国建筑设计研究院、中国建筑工程总公司、中国土木工程学会主办，国际刊号ISSN:1002-8498,国内刊号CN:11-2831/TU.国内建设系统的国家级、核心科技期刊。
