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6张拉作业指导书终稿

QC

中交第二航务工程局有限公司

莱阳制梁场张拉作业指导书

QC/LY4.3.2.1-6-2012

时速250公里客运专线有砟轨道预制后张法预应力混凝土简支整孔箱梁(双线、单箱单室)

 

张拉作业指导书

 

2012-03-20发布2012-03-25实施

莱阳制梁场发布

 

附加说明:

本标准由莱阳制梁场提出

本标准解释权归工程管理部

本标准起草人:

本标准审核人:

本标准批准人:

目录

一、编制目的2

二、适用范围2

三、编制依据2

四、预应力工艺及技术要求2

4.1预应力张拉工艺流程2

4.2钢绞线的制作和穿束2

4.2.1下料2

4.2.2张拉前的准备工作4

4.3钢绞线的张拉5

4.3.1工艺流程5

4.3.2张拉设备及仪表5

4.3.3预应力张拉6

4.4张拉同步率措施10

4.5钢绞线切割10

五、张拉质量要求及注意事项11

六、张拉注意事项11

七、安全注意事项12

附表113

附表214

附表315

一、编制目的

对中交第二航务工程局有限公司莱阳制梁场后张法预应力混凝土双线简支箱梁混凝土预应力作业进行控制,使其满足现行的相关规范和质量标准要求。

二、适用范围

中交第二航务工程局有限公司莱阳制梁场预制箱梁预应力张拉作业。

三、编制依据

(1)《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》(铁科技[2004]120号)

(2)《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2003)

(3)《时速250公里客运专线(城际铁路)有砟轨道预制后张法预应力混凝土简支整孔箱梁》跨度:

31.5m(直、曲线)(通桥(2009)2229-

(4)《时速250公里客运专线(城际铁路)有砟轨道预制后张法预应力混凝土简支整孔箱梁》跨度:

23.5m(直、曲线)(通桥(2009)2229-

(5)《时速250公里客运专线(城际铁路)有砟轨道预制后张法预应力混凝土简支整孔箱梁》跨度:

19.5m(直、曲线)(通桥(2009)2229-

(6)莱阳制梁场《企业产品标准》

(7)莱阳制梁场《箱梁预制工艺细则》

四、预应力工艺及技术要求

4.1预应力张拉工艺流程

预应力张拉工艺流程见图4.1-1。

4.2钢绞线的制作和穿束

4.2.1下料

(1)因各束钢绞线长度不同,下料前技术部门须列出下料表交予工班,下料后注明编号存放,以免混杂。

预应力钢绞线的下料长度=工作长度+1500mm。

钢绞线的具体长度以及每个孔道内内钢绞线的根数见附表1、附表2、附表3。

(2)安装好钢绞线盘架,将钢绞线放入盘架,并用钢管夹紧钢绞线盘。

下料前将钢绞线包装铁皮拆去,拉出钢绞线头,用2~3名人工牵引在调直台上缓缓顺直拉出钢绞线,按技术部门下达的尺寸画线、下料。

人工牵引过程中,由于钢绞线弹性大,须特别注意安全,单人不得牵引作业。

(3)钢绞线下料采用砂轮机平放切断。

不得用电弧切断,不得经受高温焊接火花或接地电流影响,下料后钢绞线不得散头。

(4)钢绞线下料后,在自由放置的情况下对预应力钢绞线进行梳整、编束,确保钢绞线顺直、不扭转。

每种长度规格的根数按技术部门下达的通知编束绑扎,绑扎时要使一端平齐向另一端进行,每隔1~1.5m扎一道铁线,铁线扣弯向钢绞线束内侧,编束后须顺直不扭转。

绑束完毕后,按梁规格编号挂牌,防止错用。

(5)搬运钢绞线束时,支点跨度不得大于3m,两端悬出部分不得大于1.5m。

搬运时,不得在地上拖拉;在贮存、运输和安装过程中,须采取防止锈蚀、损伤的措施。

 

预应力张拉工艺流程图4.1-1

(6)钢绞线束质量标准见表4.2-1

表4.2-1钢绞线质量标准表

序号

项目

标准

1

钢绞线外观质量

无氧化铁皮,无严重锈蚀,无机械损伤和油迹;钢绞线内无折断、横裂和相互交叉的钢丝。

无散头;钢绞线直径Φ15.20mm,直径允许偏差为+0.4,-0.2mm

2

束中各根钢绞线长度差

5mm

3

下料长度

±10mm

(7)预应力钢绞线的储存、检验、制备按产品标准要求进行,对所用钢绞线须先进行检查,保证其无锈蚀、无麻坑、无硬伤。

4.2.2钢绞线穿束

(1)将钢绞线依据铭牌号穿入指定的孔内,不同批次的钢绞线用于同一榀梁的批接口“三对应”——限位板槽深与钢绞线直径对应,计算伸长量与钢绞线弹模对应,实际穿入管道号与指定计算的相对应;同时必须遵守弹模相差较大(3GPa)者不得穿入同一束管道。

(2)钢绞线穿束前检查锚垫板喇叭孔及压浆孔内是否有灰碴和积水,如有灰碴等杂物时,应先用包裹棉布的钢绞线将杂物和积水清除。

最后检查孔道有无穿孔现象,在保证管道畅通穿束可以顺利进行的情况下,才能穿入钢绞线。

(3)钢束在移运过程中,采用多支点支承,支点间距3m,端部悬出长度1.5m,严禁在地面上拖拉,以免创伤钢绞线。

在贮存、运输和安装过程中,采取防止锈蚀、污染及损伤的措施。

(4)钢绞线束采用整束穿入孔道,采用卷扬机引拉。

采用卷扬机引拉,应先穿入一根钢丝作为引线,将钢丝拉进孔道,再将钢丝与钢束联接起来,然后开动卷扬机,人工扶正钢束,即可将钢束拉入管道,两端外露长度要基本一致。

(5)穿束时要有专人指挥,穿束后逐束按设计图纸和技术交底核对,以确认是否符合要求。

4.2.2张拉前的准备工作

(1)检查梁体混凝土表面质量,有轻微缺陷允许在预施应力后进行修补处理(如非预应力部位的缺陷或麻面、气泡)。

(2)检查梁体混凝土强度、弹性模量和龄期是否已达设计要求。

(3)千斤顶和油压表在校正期内,无异常现象。

(4)锚具按规定检验合格,不得沾有污物。

(5)检查使用的预应力钢绞线是否准确,外露张拉部位不得有损伤、扭结。

(6)清除梁体张拉端锚垫板上杂物,以保证锚具与锚垫板的密贴。

(7)根据钢绞线进场试验情况,工程部根据砼强度、弹模报告单,钢绞线直径、弹模,发放张拉通知单,张拉通知单上写明限位板槽深,张拉班组凭借张拉通知单在物资仓库领取限位板,每次张拉结束后将限位板归还物资部专门管理,现拿现用,不得随意放置以免错用乱用。

(8)限位板与钢绞线直径的对应关系见表4.2-2

表4.2-2限位板与钢绞线直径关系表

钢绞线直径(mm)

Φ15.0

Φ15.1

Φ15.2

Φ15.3

Φ15.4

Φ15.5

Φ15.6

钢绞线直径范围(mm)

15-

15.05

15.06-

15.15

15.16-

15.25

15.26-

15.35

15.36-

15.45

15.46-

15.55

15.56-

15.6

限位尺寸(mm)

7.3

7.7

8.1

8.5

8.9

9.3

9.7

(9)不同批次的钢绞线用于同一榀梁的批接口“三对应”——限位板槽深与钢绞线直径对应,计算伸长量与钢绞线弹模对应,实际穿入管道号与指定计算的相对应;同时必须遵守弹模相差较大(3GPa)者不得穿入同一束管道。

(10)在两端钢绞线(钢绞线不得交错扭转)上装上工作锚具,再将夹片按顺序套在钢绞线上,用Φ20的钢管将夹片轻轻打入锚具孔内(要求所有夹片基本整齐一致),再安装限位板。

把钢绞线束穿入千斤顶,锚具中心要与孔道中心对准,调整千斤顶位置,使千斤顶与孔道、锚具位于同一轴线上,并使千斤顶与限位板、锚具接触密贴后,在千斤顶端安装工具锚和工具夹片。

4.3钢绞线的张拉

4.3.1工艺流程

制束→穿束→预张拉→初张拉→终张拉→锚具外钢绞线切割。

4.3.2张拉设备及仪表

(1)张拉所用的机具设备及仪表配套标定,配套使用并定期维护,且千斤顶校正系数不大于1.05。

张拉设备选型:

①液压千斤顶:

YDCW2000B共5台(用于预、初张拉);YDC3500-200共5台(用于终张拉);

②电动油泵:

2YBZ2-55共11台,ZB4-80共5台;

③油压力表的选用

油压力表分油压表和回油表,油压表精度为0.4级,防震型;油压表测量范围为60MPa,为实际张拉力的1.5~2倍,最小分辨刻度0.2Mpa,表盘直径150mm。

(2)千斤顶、油压表校验

①千斤顶在下列情况下必须重新进行校验:

张拉了200次;

千斤顶校正期限已达一个月;

在常用油压下千斤顶夹缸活塞若有漏油或串缸现象,经修理以后。

②油压表在下列情况下必须重新校正:

0.4级油压表经技术监督局标定期限已达1年(梁场每周校准1次);

油压表使用时超过允许误差或发生故障。

4.3.3预应力张拉

4.3.3.1本梁场箱梁张拉分三阶段进行:

第一次为预张拉,主要是为防止梁体出现早期裂缝,在混凝土强度达33.5MPa(由试验室出具报告单)时拆除端模和松开内模,即可按设计要求进行预张拉;第二次为初张拉,在梁体混凝土强度达到43.5MPa时进行,初张拉后拖出内模梁体可吊移出制梁台位。

第三次为终张拉,该工序在存梁台座上进行,在梁体混凝土强度达到53.5MPa及弹性模量达到35.5GPa,且龄期不少于10天后进行。

张拉时的混凝土强度及弹性模量要求以现场同条件养护混凝土试块的试压报告为准。

张拉前必须以技术人员下达的油表读数为施工依据,将读数通知单按对应的油压表、千斤顶配套标定方案纸条粘贴在明显位置。

预应力张拉以油表读数为主,伸长值进行校核。

当伸长值与理论伸长值的偏差大于±6%时,应停止张拉待查明原因后方可继续张拉。

⑶预应力采用两端同步、同时达到同一荷载值、左右对称的方法控制,不同步率控制在10%以内,最大不平衡束不超过一束,张拉顺序按照图纸要求进行。

预施应力采用三控措施,即“应力、应变和持荷时间”,张拉过程中保持两端的伸长量基本一致。

预制梁试生产期间,对首两孔梁体进行孔道摩阻试验,测算管道摩阻、喇叭口摩阻,确定预应力损失,由设计方对张拉控制应力进行调整,正常生产后每100件进行一次孔道摩阻试验。

4.3.3.2预、初张拉工艺

(1)梁体强度要求

当梁体混凝土强度达到33.5MPa时,方可拆除端模并松开内模,进行预张拉;当梁体混凝土强度达到43.5MPa时,可进行初张拉。

(2)张拉程序

0→0.2σk(初始应力)(测初始伸长值,测工具锚夹片外露量)→σk1(测油缸伸长值L1,测工具锚夹片外露量)→回油锚固。

注:

σk—指张拉控制应力;

σk1—指预、初张控制应力。

 

图1预应力施工顺序图

(3)千斤顶、锚具和夹片安装

预、初张拉前,调整两侧钢绞线外露长度使两端长度基本均匀一致。

将工作锚套入钢绞线束,使其位置准确落在锚垫板凹槽内,将钢绞线按自然状态依顺时针方向插入夹片。

用限位板挤推夹片使其进入锚孔内,并使其端部整齐,外露长度一致。

安装千斤顶。

安设千斤顶使中线与孔道中线初对中,为方便取出工具夹片和工具锚,千斤顶应预先出顶2~3cm。

由于箱梁锚穴无法提供千斤顶工作空间,因此需在限位板与千斤顶头部间加设一个延长套环即可满足施工要求,千斤顶安装见下图千斤顶安装图。

安装工具锚。

工具锚安装于千斤顶后盖,精确对中,钢绞线应在工作锚与工具锚之间顺直无扭结。

工具锚夹片安装完成后,应用特制的套管挤压工具锚夹片,使其进入工具锚环内,并使端部整齐,外露长度基本一致。

但不应过力挤压工具锚夹片,以防对张拉时钢绞线受力状态的自动调整不利。

为使方便拆除工具夹片,可在工具锚夹片与工具锚孔之间垫入塑料布或涂少许黄油。

 

(4)预应力筋的张拉

初始应力阶段:

初始应力即初应力主要是为了使钢绞线从松弛状态达到受力状态,消除伸长值测量误差,并使同束各根钢绞线受力趋于一致。

初始应力值可根据实际情况选取,本梁场取张拉控制应力的20%。

当钢绞线张拉到初始应力值时,松开千斤顶吊绳,使千斤顶自动对中,用特制套管挤压工具夹片,使夹片紧紧握裹钢绞线,以减少钢绞线的回缩。

同时用钢直尺测出油缸外露长度及挤紧的工具夹片的外露长度,并进行记录。

张拉阶段:

张拉阶段升压应平稳,升压速度可用油泵侧面的节流阀进行控制。

当油表指针接近控制应力油表读数值时应减缓升压速度,由于预应力筋是自锚,因此严禁过张拉。

预、初张拉控制应力阶段:

预、初张拉控制应力主要是按设计要求为防止梁体开裂为梁体提供移梁下台位所需的预加应力值;钢绞线张拉到控制应力值后,应测量油缸伸出长度及工具夹片外露长度,并记录。

油缸回程:

开动油泵,打开控制阀及节流阀,使油缸回缩,当油缸外露长度1~2cm时,关闭油泵完成油缸回程操作。

4.3.3.3终张拉工艺

(1)梁体强度弹模值要求

终张拉应待梁体混凝土强度达到53.5MPa及弹性模量达到35.5GPa,且龄期不少于10天后进行。

(2)张拉程序

已进行初拉的预应力筋

0→σk1(测量千斤顶油缸伸出量,测工具锚夹片外露)→σk(持荷5min,保持压力、测量千斤顶油缸伸出量L1,测工具锚夹片外露量,计算钢绞线伸长值与理论值偏差)→缓慢卸压至2MPa(测量千斤顶油缸伸出量L2,计算钢绞线回缩量)→回油至零(计算钢绞线回缩量)→画线作钢绞线滑丝观察标记。

注:

σk—指张拉控制应力;

σk1—指预、初张控制应力。

未进行初拉的预应力筋

0→0.2σk(测量千斤顶油缸伸出量,测工具锚夹片外露)→σk(持荷5min,保持压力、测量千斤顶油缸伸出量L1,测工具锚夹片外露量,计算钢绞线伸长值与理论值偏差)→缓慢卸压至2MPa(测量千斤顶油缸伸出量L2,计算钢绞线回缩量)→回油至零(计算钢绞线回缩量)→画线作钢绞线滑丝观察标记。

注:

σk—指张拉控制应力。

(3)终张拉操作程序

终拉工艺按预、初拉有关工艺过程操作。

张拉时,两端同时对主缸送油,使钢绞线束略为拉紧。

并调整锚板和千斤顶位置,进一步使孔道轴线、锚具轴线和千斤顶轴线三轴同心,同时观察各根钢绞线的松紧度,并随时调整,务求各根钢绞线松紧度一致,以使其受力均匀。

随后两端同时对千斤顶主缸送油,两端千斤顶送油加载至钢绞线的初始应力0.2σk后,停止进油,测千斤顶油缸伸出量、测工具锚夹片外露量,之后则两端同步张拉到控制应力σk,稳定进油量持荷5min以减少钢绞线松弛损失,并量测油缸伸长值。

持荷完毕后关闭进油缸,缓慢卸压到2MPa(测量油缸伸长量),让油缸在钢绞线拉力作用下自由回缩直至回缩中止,此时测量油缸伸长值,对钢铰线的实际伸长量与理论伸长量进行对比检算,两者误差在±6%以内时张拉有效,然后打开回油马达回油锚固,张拉完成,若两者误差超出±6%,则需查明原因后再继续张拉。

对已进行预、初张拉的预应力束,千斤顶安装完毕,开始张拉前,直接用特制套管挤压紧工具夹片,使预应力筋不致发生回缩。

第一次测量油缸伸出长度为预应力筋应力达到预、初张拉控制应力值时的长度,因此进行终拉时,应标明已进行预、初张拉的预应力筋的预、初张拉控制应力值所对应的油表读数。

必须严格控制油表升压速度,严禁超出终拉控制应力值。

锚固应在控制张拉应力处于稳定状态下进行。

在持荷5min状态下,如发现油压下降,立即补至规定油压,认真检查有无滑丝、断丝现象。

在张拉过程中,预施应力以油表读数为主,以预应力钢绞线伸长作校核的双控法。

如钢绞线伸长值偏差超过规定范围,查明原因后重新张拉。

整个张拉工序完成,在限位板外侧的钢绞线束做上记号,以观察是否滑丝。

油泵用油采用机械油,根据气候分别选用,但油中不得含有水、酸类及其他杂质。

事先对油箱、泵体、管路等清除干净,冬季温度较低时(低于5℃)必须对油加温。

灌油时严格过滤。

使用时油温不得超过60℃。

4.3.3.4实测及理论伸长值的计算

(1)钢束总伸长=青岛端钢束伸长值+烟台端钢束伸长值。

(2)预初张拉:

青岛(烟台)端钢束伸长值=(油缸伸长(控制)+工具夹片外露长度(控制)-油缸伸长(初始)-工具夹片外露长度(初始))×

(3)终张拉:

未经过预初张拉:

青岛(烟台)端钢束伸长值=(油缸伸长(控制)+工具夹片外露长度(控制)-油缸伸长(初始)-工具夹片外露长度(初始))/0.8。

经过预初张拉:

青岛(烟台)端钢束伸长值=(油缸伸长(控制)+工具夹片外露长度(控制)-油缸伸长(初始)-工具夹片外露长度(初始))+预初张拉时青岛(烟台)端钢束伸长值。

4.3.3.5钢绞线控制应力

31.5m箱梁、23.5m箱梁、19.5m箱梁的控制应力各有不同,31.5m箱梁锚外控制应力见附表1,23.5m箱梁锚外控制应力见附表2,19.5m箱梁锚外控制应力见附表3。

附表1中的控制应力是依据中铁咨询桥梁工程设计研究院给出的调整值更改的。

4.4张拉同步率措施

为了达到钢绞线两端不同步率不大于10%的要求,在现场采用一次措施:

(1)每个张拉工人配备1台对讲机,其中4人开泵,4人量尺,配合现场技术员指挥作业。

(2)现场技术员指挥张拉作业,每2MPa都由技术员指挥后才能进行加压,开泵工人使用对讲机回答“xx号机到”,待4个油泵全部到位后,技术员指挥下2MPa开始加压。

(3)控制张拉速度,每10s压力往上升2MPa。

(4)每6MPa测量一下油缸伸长值,调整对应油泵的加压速度。

4.5钢绞线切割

在终张拉完24h后观察全梁断丝、滑丝总数不得超过钢绞线总数的0.5%,并不得位于同一侧,且一束内断丝不超过一丝后,即可进行锚外钢绞线切割。

钢绞线切割处距锚具30~40mm,确保封锚端保护层厚度35mm,钢绞线使用砂轮片切割,切割不得对锚具造成损害。

切割完成后用聚氨酯防水涂料对锚具、锚垫板及外露钢绞线头进行防锈处理。

五、张拉质量要求及注意事项

⑴实际伸长值两端之和不超过理论计算值的±6%。

⑵每件后张预制梁断丝,滑丝总数不得超过预应力钢丝总数的0.5%,且一束内断丝不得超过一丝,也不得在同一侧。

⑶每端钢绞线回缩量不得大于6mm(L1-L2-L3≤6mm,L1、L2为油缸伸长值;L3为工作锚具与工具锚具之间钢绞线理论伸长值,根据现场实测两夹片的距离计算得L3=4mm)。

⑷两端伸长量应保持基本一致,不同步率控制在10%以内。

⑸因处理滑、断丝而引起钢绞线束重复张拉时,同一束钢绞线张拉次数不得超过3次。

若钢绞线与锚具因滑丝而留有明显刻痕时,必需更换夹片、钢绞线。

箱梁终张拉应对称进行,最大不平衡束不超过1束。

⑺张拉过程中出现以下情况之一者,需更换锚具或换钢绞线来重新张拉:

A.后期张拉时发现早期张拉的锚具中夹片断裂者;

B.锚具内夹片错牙在2mm以上者;

C.锚环裂纹损坏者;

D.切割钢绞线或压浆时又发生滑丝者。

六、张拉注意事项

⑴梁体如有影响承载能力的缺陷,应事先修补,并达到规定强度时,方可预加应力。

张拉时千斤顶升压或降压速度应缓慢、均匀,切忌突然加压或卸压。

预应力张拉采用两端同步张拉,并符合设计张拉顺序,预应力张拉过程中应保持两端伸长量基本一致,测量伸长值必须两端同时进行。

张拉时发现油泵、油压表、千斤顶、锚具等有异常情况时应停止张拉,查找原因。

张拉加力时,不得敲击及碰撞张拉设备。

油压表要妥善保存避免受震。

张拉作业区应标示明显的标记及防护工具。

张拉过程中,千斤顶后方不得站人,量伸长值或挤压夹片时,人员应站在千斤顶侧面。

更换锚具时两端都要装上千斤顶,采取其他措施放松钢绞线时更需作好场地的安全防护工作。

七、安全注意事项

(1)作业人员必须具有专业技术,必须进行岗前培训。

(2)油泵、千斤顶油路无泄露,确认正常后进行作业。

(3)专用张拉架安装要牢固可靠,保证安全。

(4)作业中,操作要平稳、均匀,张拉时两端不站人。

在测量伸长量时,操作人员站在侧面进行操作。

(5)千斤顶不准超载,不准超出规定的行程。

(6)张拉时,油压升降缓慢,切忌突然加压或卸压,两端伸长值基本保持一致,严禁一端张拉。

(7)张拉区域禁止非工作人员进入,周围要设置明显警示牌。

 

附表1:

31.5m梁张拉顺序、下料长度、控制应力表

张拉阶段

张拉顺序

钢束编号

下料长度(mm)

锚外控制应力(Mpa)

孔数

直线无声屏障

直线有声屏障

曲线无声屏障

曲线有声屏障

预张拉

1

2N1b

33332

930

12

13

13

13

2

2N6

33972

930

11

12

12

12

3

2N2b

33833

930

12

13

13

13

初张拉

4

2N8

33942

930

12

12

12

12

5

2N1a

33332

930

12

12

12

13

6

2N9

33973

930

12

12

12

12

7

2N4

33911

930

12

12

12

12

8

2N7

33911

930

12

12

12

13

终张拉

1

2N2b

33833

1413.60

12

13

13

13

2

2N10

34003

1435.79

11

12

12

12

3

N1a

33332

1413.60

12

12

12

13

4

2N2a

33833

1413.60

12

12

12

13

5

2N5

33942

1438.88

12

12

12

12

6

2N1b

33332

1413.60

12

13

13

13

7

2N3

33881

1438.88

12

12

12

13

8

2N6

33972

1438.88

11

12

12

12

9

2N9

33973

1435.79

12

12

12

12

10

2N4

33911

1438.88

12

12

12

12

11

2N7

33911

1435.79

12

12

12

13

12

2N2c

33833

1413.60

12

13

13

13

13

2N8

33942

1435.79

12

12

12

12

附表2:

24m梁张拉顺序、下料长度、控制应力表

张拉阶段

张拉顺序

钢束编号

下料长度(mm)

锚外控制应力(MPa)

孔数

直线无声屏障

直线有声屏障

曲线无声屏障

曲线有声屏障

预张拉

1

N1a

25332

930

10

10

10

10

2

2N5

25942

930

9

9

9

9

3

2N2a

25833

930

9

9

9

9

初张拉

4

2N7

25942

930

9

9

9

9

5

2N1b

25332

930

9

10

10

10

6

2N3

25881

930

9

9

9

10

终张拉

1

N1a

25332

1339.2

10

10

10

10

2

2N4

25911

1344.54

9

9

9

9

3

2N2b

25833

1339.2

9

10

10

10

4

2N8

25973

1372.77

9

9

9

9

5

2N1b

25332

1339.2

9

10

10

10

6

2N6

25911

1372.77

9

9

9

10

7

2N5

25942

1344.54

9

9

9

9

8

2N7

25942

1372.77

9

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