原创箱梁预应力施工及注浆施工方案.docx
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原创箱梁预应力施工及注浆施工方案
保沧高速沧州段崔尔庄互通立交DK0+776.5跨线桥
后张法预应力连续箱梁张拉及真空灌浆
施
工
方
案
编制单位:
科达集团桥梁公司
编制时间:
2006.09.20
后张法预应力连续箱梁张拉及真空灌浆
施工方案
一、预应力施工前的准备工作：
1、实验准备：
（1）、通过实验检测资料齐全，具体有50#灰浆配合比、预应力钢材检测报告（钢绞线，锚具，夹片）、箱梁砼试块强度等。
通过实验达到规定的设计要求以及技术规范要求。
（2）、张拉机具中的千斤顶、高压油泵及配套压力表、真空泵和螺杆泵、灰浆搅拌机都已配备齐全，相应的检测和标定数据及资料已检测完毕。
压力表与高压油泵以及千斤顶都已对应编号。
2、机具及配套设备的准备：
（1）、YDC4000型河南开封产穿心式千斤顶两台，千斤顶最大张拉力4000KN、直径满足设计要求。
（2）、YBZ2×2-50型河南开封产电动高压油泵两台，额定最大压力50MPa，油表精度不小于1.5级，读数精确到±2%，每台千斤顶配套一块油压表，并且千斤顶、油泵及配套的油压表预先送到监理部门认可的国家级检测单位进行标定、测量油压千斤顶的内摩阻和油表读数的关系（即PT曲线回归方程），以便张拉过程中控制，在施工过程中张拉设备必须配套使用，严禁任意更换。
（3）、与锚具配套的限位板，限位数7mm。
（4）、油管、锚具：
油管采用厂家配套的高压橡胶管，工作压力不小于50MPA，在使用前检测其压力已满足施工的要求。
锚具夹片采用柳州欧维姆预应力公司生产的产品，在进厂前要进行硬度和强度的检验，并达到规定的要求。
（5）小型机具：
如磅秤、钢板尺、灰浆试模、管钳、对讲机、砂轮切割机、灰浆稠度仪、潜水泵、空气压缩机、灰浆搅拌机、灰浆泵等工具。
3、人员准备：
参与张拉和真空灌浆施工的技术管理和主要操作的均是具有多年施工经验的专业人员。
具体分工详见附表。
二、钢绞线张拉前的准备工作：
a）检验箱梁砼浇注时同期制作的砼试块的强度。
当砼试块强度达到设计强度的100%时，方可进行预应力施工。
b）检查梁体的外观尺寸，外观是否满足质量标准的要求，张拉前全面检查垫板和波纹管孔道，如果锚垫板移位，造成垫板平面和孔道中轴线不垂直时，应采用钢斜形垫板加以纠正。
c）检查波纹管孔道内是否有砂浆进入，采用千斤顶进行抽拉检查，抽拉长度不小于30厘米。
d）清除锚垫板和钢绞线上面的污秽和油脂等杂质，擦洗锚具上面的油污，清除夹片上面的毛刺，检查制好的钢束是否牢固，端头有无弯折现象，发现问题及时处理。
e）锚环和夹片要进行静载锚固和洛式硬度试验，合格后方可投入使用。
f）根据钢绞线的实验报告提供的钢绞线弹性模量和千斤顶的校核P-T曲线数值，精确计算钢绞线伸长值和张拉应力值，将其换算成张拉油泵上油压表的读数，按照每束设计张拉力计算分级张拉中各级张拉力所对应的油压表读数，并将分级控制应力精确的标定在油压表上，以利现场施工人员控制钢束的张拉应力及伸长量。
（详见附表）
g）按照设计图纸规定的钢束张拉次序对钢束进行编号，以免在张拉过程中出错。
（详见附表）
三、钢束张拉的施工工艺：
1、钢束张拉顺序：
根据桥梁规范和设计图纸要求，我们采用两端对称同时张拉的施工方法，具体张拉顺序为：
在钢束布置图上，横向从中间向左右两侧对称张拉，竖向从中间向上下两侧对称张拉，张拉钢束顺序编号为：
2#N2-1#N2-3#N2-N7-N6-N8-N5-N5-N8-2#N1-3#N1-1#N1-N2-
N11-N3-N10-N4-N12-N9-N1-N4-N12-N9-N1（“2#N2”等编号是指中横梁钢束编号）。
2、钢束张拉的工艺流程：
1）、将每束的多根钢绞线理顺、平行，严禁交叉、相互积压。
2）、先在钢束两端装工作锚具，在工作锚孔内暂不安放锚夹片，再装限位锚板和千斤顶，并使千斤顶供油顶出5cm左右，然后安装工具锚和夹片，使千斤顶供油顶出20cm左右，然后回顶退出。
3）、在工作锚环内安装夹片：
首先清理干净锚垫板的附着污物，将钢绞线穿入工作锚环上对应的小孔，调整纲绞线平行顺直后，将工作锚环贴紧锚垫板。
在每个小孔的钢绞线外侧插入夹片，夹片的缝隙要调整均匀，用配套的弹性钢圈套在夹片的凹槽处。
3）、装限位板；使限位板上的小孔对准相应的钢绞线和锚环小孔后，使限位板紧贴锚环。
使之不留空隙。
4）、千斤顶：
将钢绞线穿过千斤顶的穿心孔道，使千斤顶紧贴限位板，千斤顶的穿心孔道、限位板、锚环、锚垫板都必须保证同心。
5）、装工具锚环和夹片：
按照操作（3）的步骤进行安装,但是在装工具锚环时要在工具锚环的光面和工具锚的内侧涂少许石蜡或者石墨粉后再装入,或者将夹片用塑料胶带缠绕,以利于张拉完毕后工具锚环和夹片的退楔.
6）、开始张拉工序：
千斤顶就位后,开动油泵少许打油,将千斤顶张拉缸保持适当的油压贴近限位板,然后调整千斤顶、锚环、锚垫板在同一中心线上，否则，必须采取措施进行调整，锚垫板承压面与孔道中心线不垂直时，应在锚圈下垫薄钢板，并用点焊焊接，以免在张拉的过程中发生移位。
本道工序在施工时，我们必须严格控制，防止在张拉过程中出现滑丝、断丝现象造成不必要的预应力损失。
7）、分级进行钢束的张拉：
张拉钢束采用张拉吨位与伸长量双控施工，主要以张拉吨位为主，伸长值作为校核值，要求张拉时同一断面上断丝率不得大于1%，任何情况下一根钢束不得断丝2根，实际伸长值与理论伸长值误差不大于±6%。
具体张拉应力控制程序为：
0→初应力0.15σK →0.3σK→分级张拉→1.05σK→持荷5分钟→锚固
根据设计图纸要求；钢绞线的控制应力为0.75Rby，箱梁纵向钢束张拉控制力为2343.6KN，1、3#墩中横梁钢束张拉控制力为1757.7KN，2#墩中横梁钢束张拉控制力为2929.5KN。
预应力钢束的实际伸长率应在初应力为0.15σK时开始测量，但必须加上在初应力下的推算伸长值（即0.15σK→0.3σK的伸长量）。
并且在分级张拉的过程中，每级张拉结束后都要进行实际伸长量和计算伸长量的校核。
若两者的差值超过±6%（图纸设计）,应立即停止张拉,待查明原因采取措施后方可继续张拉.
钢绞线的理论伸长值计算公式详见“八、张拉数据计算”。
在分级张拉的过程中,要使两端油泵上升速度稳定同步,钢束受力均匀,磨阻损耗小,分级调整两端的张拉伸长量,逐渐达到或者接近同步,利于千斤顶的进油速度控制伸长量,在调整两端伸长量的同时,伸长量大的一段油泵供油要慢,另一段稍快.依次逐步进行调整,张拉过程中两端随时采用对讲机进行联系张拉力和伸长量情况并作好记录.在张拉钢初进油0.15σK时,记录好张拉行程并作为计算伸长量的起点,在达到设计张拉力时最终测定伸长量是否符合规范的要求,并做好记录.
8）、锚固：
当张拉到1.05σK时，两端千斤顶保持控制张拉力不变，继续持荷5分钟，检测伸长量，当实际伸长量与计算伸长量相符时，打开高压油泵截止阀，千斤顶回程，锚具夹片自动跟进，即可进行锚固。
锚固时伸长值大的一段先行进行锚固，另一侧在补足张拉力后锚固，然后将油压表回零，拆卸工具锚。
将千斤顶全部回程。
拆除千斤顶。
检查钢绞线的回缩值，用红蓝铅笔划线标注以检查钢绞线是否有滑丝现象发生。
用砂轮切割机切除多余钢绞线（钢绞线在锚具外留3～5cm），严禁用电焊或气割切除。
9）、二次张拉：
当钢绞线的伸长量大于千斤顶的张拉行程时,或者钢束的预应力损失较大时,采用二次张拉,具体方法同上,当达到规定要求时然后进行锚固.
10）、滑丝和断丝数量控制指标;在张拉的过程中,由于各种原因引起的钢绞线断丝滑丝现象不少,甚至造成预应力大量损失,因此我们在施工中控制数量是每束钢束断丝和滑丝不超过1根,每束钢绞线断丝或滑丝不超过1丝.每个端面断丝之和不超过该端面钢丝总数的1%。
四、张拉过程中的注意事项及事故处理
1）、产生滑丝的原因:
主要是锚圈锥孔与夹片间有夹杂物;钢绞线表面有油污;锚垫板孔内有砼和杂物,锚具偏离锚垫板止口;锚具存在质量问题.另外千斤顶回油过快也是造成滑丝的主要原因.
2）滑丝的预防和处理:
在施加预应力的过程中,要针对以上容易产生滑丝的原因,制定预防措施,在张拉前要仔细检查锚具夹片、钢绞线及锚垫板等是否有油污和杂物,必须清理干净,特别是锚夹具要逐一检查;油泵及千斤顶在施加预应力和回油时要循序回放。
3）产生断丝的原因：
主要是钢绞线材质不均匀，或者表面产生严重的锈蚀；锚圈口处分丝交叉，操作过程中没有做到孔道锚圈千斤顶在同一中心线上。
造成钢束偏中，受力不均。
个别钢绞线应力集中；油压表失灵造成张拉力过大，张拉时千斤顶在使用过程中发生意外。
4）断丝的预防与处理:
在施加预应力的过程中，要针对以上容易产生断丝的原因，制定预防措施。
将材质不均匀严重锈蚀的钢绞线剔除，孔道、锚圈、千斤顶的中心线在张拉前必须放在同一条直线上。
随时对千斤顶和油表进行检查，发现问题及时采取措施进行整改。
在发现规定范围内的断丝情况时，采用提高其它钢绞线的控制应力来作为补偿，但不得超过钢绞线的最大张拉控制应力。
四、安全施工技术措施：
1）对进行张拉和压浆的施工人员进行岗前技术交底和安全培训。
2）在张拉现场设立明显的警示标志与张拉无关的人员严禁入内
3）张拉和退楔时，千斤顶后面不得站人，以防钢绞线和锚具弹出伤人。
4）油泵运转有不正常现象时，应立即停车检查，在有压力的情况下，不得随意拧动油泵和千斤顶上的各部位的螺栓，以免高压油喷出伤人，高压油管的接头应加防护套，防止油管接头处喷油伤人。
5）作业现场要设置专人进行指挥，操作时严禁踩踏碰撞钢绞线。
在测量伸长量时，应停止开动千斤顶。
6）检查工具锚和工作锚及夹片的加紧能力，必要时进行更换，防止锚具夹片滑出伤人。
五、孔道压浆
本桥预应力压浆孔道较长，按普通压浆方式进行压浆，阻力较大，难以保证压浆质量，拟采用真空灌浆的施工工艺。
真空灌浆的关键是保证孔道及锚固体系的密封性，能保证孔道内形成一定压力的负压，该工艺能够增加灌浆的饱满度和密室度，减少孔道注浆的阻力，大大加强了箱粱的耐久性和安全性，此项技术对设备和工艺的要求高，水泥浆的配合比、外加剂的型号和用量、水泥浆的温度、孔道的密封度等都将影响灌浆的质量。
同时、压浆应在张拉结束后尽快进行，以免预应力钢绞线松弛，产生预应力损失。
因此在孔道压浆前我们作了周密的安排，确保此项工序的顺利实施。
1）、孔道压浆前的准备工作
a切割锚外钢绞线；在张拉完成后先稳定两小时，检查滑线标志是否有滑丝和断丝现象。
然后进行切割钢绞线。
采用砂轮锯进行切割。
钢绞线切割后外露余长为3～5cm。
b封堵锚具及管道冲洗；锚具外边的钢绞线采用高压清水进行冲洗，排除孔道的杂物，利于孔道顺畅，冲洗后采用高压空气吹去孔道内的积水，但要保持孔道内湿润，以利于水泥浆和波纹管孔壁结合良好。
然后用砂浆进行封锚。
在冲洗的过程中，如果发现冒水漏水现象，应及时堵塞，当发现两个孔道穿孔时，在压浆时采用两个管道同步进行的方法进行。
2）水泥浆的拌制
水泥浆的技术要求；灌浆采用水泥净浆，在水泥浆中掺入减水剂等，抗压强度等级不低于50MPA。
水泥种类及外加剂的选用见灰浆配合比报告。
水泥浆要保持较好的稠度，设计稠度为30－50S，水灰比宜为0.25～0.45。
水泥浆的细度模数必须满足要求。
必要时水泥浆进行过筛，结块的水泥严禁使用，水泥浆的泌水率最大不超过4％拌和后3小时泌水率控制在2％，24小时后应全部完成。
3）、压浆施工工艺
a、压浆前检查封锚（密封波纹管道内空气）混凝土的强度、清理锚垫板上的灌浆孔以保证灌浆通道的畅通。
B、确定抽真空端及灌浆端，安装引出管，球阀及短接头。
先认真检查阀门、管道、和接头处是否堵赛，然后安装真空泵和灌浆机并检查其功能，试抽真空，负压应在0.07～0.09MPa。
C、按照试验确定的灰浆配合比进行水泥浆的配置，搅拌水泥浆确定水泥浆的稠度，并做好记录。
将拌制好的水泥浆处理后放到灌浆筒内，灌浆筒的容量应满足一条管道的浆体体积。
D、启动真空泵抽真空，使真空度达到－0.07MPa～－0.09MPa并保持不变.记录起动真空泵抽真空的开始时间和达到真空时的结束时间的表压。
计算出抽成规定真空度所用的时间。
E、启动灌浆泵，当输出浆体达到规定的要求时，将灌浆泵上的输出管接到锚垫板上的引出管上，开始灌浆，并记录灌浆开始时间。
灌浆的过程中真空泵应保持连续的工作，并委派专人观测真空压力的变化情况，每2分钟记录一次。
F、待抽真空的透明空气管中有浆体经过并准备到达三通接头时，关闭空气滤清器前端的阀门4，稍后打开排气阀门3，当水泥浆从排气阀顺畅流出，并且水泥浆的稠度同灌入的水泥浆相当时，关闭阀门2，并记录完成的时间。
g灌浆泵应连续工作，不得中断，注浆完成后，在压力≤0.7Mpa的状态下，持压1－2分钟，委派专人观察压力的变化情况，如果在持压2分钟后压力有所下降，应重新开启灌浆泵补足压力，再持压进行观测，直到压力稳定为止，我们在预埋波纹管时在波纹管最高点预留了排气孔。
当所有以上工序完成后，我们打开排气孔观测灰浆灌注情况，防止波纹管道内形成高压气囊使灌注的浆体脱节、形成半管等现象，当打开观测孔后如果发现有高压气体或者浆体没有溢出。
我们应继续开启灌浆泵进行灌浆，直到排气孔内有灰浆溢出，且溢出的灰浆稠度和配置的稠度相当为止，再次持压。
然后关闭灌浆泵端所有阀门，并将排气孔封住，灌浆完成，记录注浆完成的准确时间。
h拆卸外接管路及附件，清理空气滤清器及阀门等工具。
循环以上作业程序，完成下一束孔道的灌浆工作。
i安装在压浆端和出浆端的球阀，应在浆体灌注6-8小时左右（大约是浆体不再流动）时拆除并清理干净。
4）、孔道压浆注意事项：
A、当封堵锚具两端的砂浆抗压强度不足10MPA时，不得进行压浆作业。
B、每个孔道的压浆作业必须一次完成，不得中途停止，如果因故障而使压浆作业中断且停顿时间超过20分钟，则需要用高压水将已经管入孔道的水泥浆全部冲洗干净，然后重新压浆。
C、压浆的顺序为先压下面孔道，后压上面孔道。
当在发现两个孔道串孔时，应两个孔道同时压浆。
D、水泥浆从拌制开始到压入孔道所需的时间不得超过40分钟，在这个时间里不间断的进行低速搅拌水泥浆。
E、压浆操作过程中，实验室及质检人员应对浆体配合比、流动性、泌水性、体积变化率、初凝时间、灌浆的速度认真检测，并做好记录。
F、在灌浆的过程中，每个台班至少做3组沙浆试块进行标养，以利于评定水泥浆的强度。
G、操作人员应配戴防风镜，以免泵管断裂，灰浆飞溅，伤害眼睛。
六、封锚砼：
在孔道压浆施工结束后，应立即将梁端水泥冲洗干净，同时清除支撑垫板、锚具、端面砼的污垢。
并将端面砼凿毛处理，以备浇注封锚砼
a设置钢筋网，将安放锚座时切断的所有钢筋进行焊接处理，采用双面焊接，焊缝长度不小于5d。
b支撑模板并浇注封锚砼，带模养生7天后进行脱模。
封锚完成。
七、质量控制要点及注意事项
1、质量控制要点
A、孔道必须密封、清洁。
B、浆体水灰比控制严格。
C、现场施工质量管理控制。
2、注意事项
A、针对曲线孔道的特点，在波纹管每个波峰的最高点设置排气管且高出混凝土20～30cm。
B、输浆管应选用高强度胶管，抗压能力≥2Mpa，高压灌浆时不易破裂，注意要连接牢靠，不得脱管。
C、灰浆进入灌浆泵之前应通过3～5mm的筛网进行过滤。
D、搅拌后的水泥浆必须做稠度、泌水性实验，并浇注浆体强度试块。
E、灌浆工作宜在灰浆流动性下降前进行（约30～45分钟时间内）孔道一次灌注要连续。
F、中途换管道时间内，继续启动灌浆泵，让浆体循环流动。
G、灌浆孔数和位置必须做好记录，以防孔道漏注浆。
H、储浆罐的储浆体积必须大于所要灌注的一条预应力孔道体积。
八、张拉数据计算:
每个千斤顶配三块油表，以作备用，所以后附的钢束分级张拉数据表中包括每个千斤顶对应的三块油表的数据。
其中N16、N17分别为2#墩中横梁N1、N2#钢束；N18、N19分别为1、3#墩中横梁N1、N2钢束。
理论伸长量计算公式：
（桥规12.8.3-1）
式中:
PP------预应力钢束的平均张拉力，N；具体公式为:
（桥规附表G-8）
P-------12束预应力钢束张拉力取2343.6KN；（设计图纸）
15束预应力钢束张拉力取2929.5KN；（设计图纸）
9束预应力钢束张拉力取1757.7KN；（设计图纸）
P为预应力筋的张拉力，N；
为预应力筋的控制张拉力，MPa；
为每根预应力筋的截面积，mm2；
n为每束预应力筋的根数；
k-------管道偏差系数取0.001（设计图纸）
μ-------管道磨阻系数取0.15（设计图纸）
-------从张拉端到计算截面曲线孔道部分切角切线的夹角之和,以弧度表示，rad；（设计图纸）
L-------从张拉端到计算截面的孔道长度，m；（设计图纸）
AP-------预应力筋的截面面积，单根钢绞线取140mm2；（设计图纸）
EP-------钢绞线的弹性模量，取2.02×105MPa；（外委试验数据平均值）
油表读数计算：
P=a+bR
式中：
P-------油表读数，Mpa；
a-------千斤顶PT回归方程之参数，试验确定；
b-------千斤顶PT回归方程之参数，试验确定；
R-------千斤顶控制张拉力，KN，设计图纸提供。
主要施工人员表
序号
姓名
负责内容
备注
1
张拉与真空灌浆总指挥
2
张拉与灌浆技术
3
高压油泵操作
4
灰浆注浆泵司机
5
灰浆搅拌机司机
6
真空泵司机
7
张拉测量与灰浆试验
张拉设备表
序号
名称
规格型号
数量
序号
名称
规格型号
数量
1
千斤顶
YDC4000
2
10
砂轮切割机
1
2
高压油泵
YBZ2×2-50
2
11
空气压缩机
1
3
油表
6
12
灰浆稠度仪
1
4
螺杆注浆泵
1
13
磅秤
1
5
灰浆搅拌机
1
14
灰浆试模
3付
6
吊链
4
15
管钳
4
7
真空泵
1
16
注浆短节及阀门
30付
8
钢板尺
2
17
注浆软管
20m
9
对讲机
4
张拉人员表
岗位
数量
张拉技术员
4
张拉技师
2
测量人员
2
技术工人
10
记录人员
2
升级会员 