摘 要：随着全球能源结构的深度转型及风电技术的飞速发展，风力发电机组向大型化、高塔架方向演进已成必然趋势。混凝土－钢结构混合塔架（简称混塔）因其高刚度、抗疲劳性好及成本优势，在高塔架市场中占据重要地位。预应力张拉施工作为混塔结构体系的核心工艺，直接关系到塔架的承载能力、抗裂性能及整体稳定性。本文系统性地分析了风电混塔预应力系统的构成及其施工关键技术，重点探讨了从施工准备、钢绞线穿束到张拉作业全过程的技术要点。通过对张拉应力控制、伸长量监测及质量通病防治的研究，提出了科学的质量控制措施。研究旨在为风电混塔施工提供严密的逻辑框架与技术参考，确保预应力施工的安全可靠，为风电设施的长寿命运行提供技术保障。

关键词：风电混塔；预应力张拉；施工技术；质量控制；稳定性

引言

在全球应对气候变化、实现碳中和目标的大背景之下，风力发电作为技术最成熟、规模化开发条件最好的清洁能源之一，其装机容量不断上升[1]。为了得到更加稳定、高流速的风能资源，风电场的建设也由原来的低空向高空发展，塔架高度不断升高，百米到一百五十米的高塔架已经成为了主流。预应力张拉施工是给混凝土段结构施加强度的重要工序，用预加的压力来抵消外部风载荷产生的拉应力，保证塔架在复杂的极端环境下结构的安全[2]。

1 预应力张拉施工关键技术

1.1施工准备与材料检验技术

预应力施工成败在于施工准备的严格。关键技术之一就是对钢绞线、锚具、张拉设备进行性能检验。钢绞线要具有高强度、低松弛的特点，进场前必须做严格的力学性能检验，保证弹性模量、延伸率满足设计要求，因为微小的性能差异都会在长束张拉时造成很大的累计误差。锚具是传递力的主要部件，它的硬度要和钢绞线完全相适应。同时张拉所用的千斤顶和压力表要进行配套标定，确定应力和压力值之间的精确函数关系[3]。

1.2预应力钢绞线穿束和编束技术

混塔施工时预应力筋一般呈垂直或者大弧度分布，穿束技术的好坏直接影响施工速度和成品质量。高塔架预应力束一般很长，单束重量较大，需要用机械卷扬机配合人工牵引的方法来完成。关键技术要点是编束时的梳理和防扭转处理，钢绞线在束内应保持平行排列，不得有交叉重叠现象，否则张拉时受力不均会造成部分钢绞线被挤压断裂。穿束时要使用专用弹头引路，减小与孔道壁的摩擦，避免刮伤钢绞线外护套。

1.3预应力张拉作业核心工艺

张拉作业是整个预应力施工中最为关键、最困难的工序。一般用双控原则，即以应力控制为主，伸长量校核为辅。技术关键在于张拉顺序的合理安排，必须遵循对称、同步的原则，防止由于一侧张拉力过大造成混凝土环梁出现偏心受压或者扭转变形。在实际操作中一般分为初张拉和终张拉两个阶段。初张拉主要消除钢绞线的松弛状态以及各个部位的间隙，使锚具进入紧固状态；终张拉要严格按照分级加压的方式进行，每级加压后留有足够的稳压时间，让应力充分传递并趋于稳定。

2 质量控制策略与措施

2.1应力精度与伸长量偏差控制

预应力施工质量的主要指标就是实际建立的有效应力是否满足设计要求。控制措施要依靠实测伸长量和理论伸长量的严格对比来确定。施工时要按照每批钢绞线实际测得的弹性模量来修正理论伸长量值。实测伸长量与理论值相差大于 ±6% 时，应立即停止作业，找出孔道磨阻大、千斤顶滑脱或者锚固端漏力等造成的问题。质量控制要求施工人员对每级张拉下压力表读数及活塞行程进行详细的记录，并且要创建起数字化的台账，随时查看张拉曲线是否平滑。经过这样的精细化过程控制，可以很好地避免由于施工环境温度变化、材料波动而造成的应力损失，保证每根钢绞线都处在设计规定的工况下。

2.2锚固体系可靠性与防腐保护

锚固质量是预应力系统长期工作所起的物理屏障。质量控制重点为张拉完成后对锚固安全性的检查，保证夹片咬合良好，无滑丝、断丝现象。锚固后余留的钢绞线用机械切割，不能用电弧切割以免回火造成钢材脆化。在防腐保护上，混塔预应力束长时间处在振动、潮湿的环境下，锚头保护罩的安装及密封不能忽视。必须用高性能防腐油脂填充锚头腔体，保证保护罩与环梁表面严密不漏盐雾、水汽导致的锚具锈蚀引起应力腐蚀断裂。另外，对采用真空灌浆工艺的孔道，必须严格控制浆液的水胶比、流动度和泌水率，保证灌浆饱满、密实，使预应力筋与混凝土结构形成牢固的结合体，提高整体结构的抗耐久性。

3 施工通病防治与优化方案

3.1张拉滑丝与断丝的防治措施

滑丝、断丝是预应力施工中常见的、严重的质量通病。防治的关键在于对锚具与钢绞线匹配性的全过程监管。施工前应将夹片和锚孔内铁锈、油污或泥沙清除干净，防止杂物影响夹片的退位和咬合。张拉过程中如果出现异常响动，大多是断丝的预兆，应该立即降压检查。防治措施有以下几点，严格控制钢绞线弯折半径，防止局部应力集中，定期检查千斤顶对中性，保证张拉力线与锚固面垂直，减小侧向分力引起的不均受力。操作人员技术提高，加强现场工艺检查可以最大程度地减少断丝的发生。

3.2预应力损失的精细化评估与补偿

预应力损失分为瞬时损失（锚固变形、磨阻损失等）和长期损失（松弛、收缩徐变等）。施工质量控制中对瞬时损失做精细化评价。通过开展实船磨阻试验来获取特定孔道参数下的真实磨阻系数，然后根据磨阻系数进行张拉力值的调整。对超长预应力束采用超张拉工艺，在达到设计应力后短暂超张拉 3%～5% ，以补偿部分锚固损失。优化方案中还有智能张拉系统，用自动化控制减少人为误差，达到张拉力和位移双精确反馈的目的。

结论

风电混塔预应力张拉施工属于一项集力学精度、材料科学、现场工艺于一身的复杂技术工作。施工准备、穿束技术、同步张拉核心工艺等各项控制得到精细管理，再加上严格的应力和位移双重控制措施之后，可以保证混塔结构整体强度及抗疲劳性能。质量控制重点要放在材料匹配性、张拉同步性以及后期防腐可靠度这三个方面，从而有效防止出现滑丝、断丝和应力损失等通病，从而大大提高施工成品的合格率。

参考文献

[1]王军，刘文龙，罗西，等.风电混塔预制C100混凝土管片裂缝分析与控制技术[J].混凝土与水泥制品，2025（7）：35-42.

[2]张云峰.风电混塔全周期质量控制要点分析[J].工程管理与技术探讨，2025（9）.

[3]杨金明，路长友.预应力技术在风电混塔中的应用[J].中国新技术新产品，2025（18）.