预应力张拉技术方案.docx

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预应力张拉技术方案

K13+495淡家冲中桥16M简支空心板

预应力张拉技术方案

K13+495淡家冲中桥16m空心板预应力体系采用四孔5Φj15.24夹片锚，预应力钢束为高强度松弛钢绞线，标准强度为=1860Mpa，公算面积为140mm2。

一、预应力材料

1、波纹管

㈠布置波纹管时首先用钢筋加工环形架作为波纹管的定位架，纵向间距为1m，横向位置按设计图纸上的坐标定位，波纹管中穿有内衬管，以保证波纹管成孔质量。

㈡筑混凝土前应检查波纹管是否有孔洞或变形，接头处是否用胶带密封好，在与锚垫板接头处，一定要用磁带或其它东西堵塞好，以防水泥浆渗进波纹管或锚孔内。

㈢筑混凝土时应尽量避免振捣棒直接接触波纹管，以防漏浆堵孔。

2、钢绞线和锚具

㈠钢绞线采用φs15.24（STM416-94a，270级，低松弛），标准强度Ryb=1860Mpa。

锚具型号为：

XM15-5.

㈡钢绞线下料要在干净整洁的地面上进行，并清除表面上的锈迹及杂物，下料时用砂轮切割机切割。

㈢穿束前，将钢绞线理顺，用扎丝绑扎好，以防在穿束过程中钢绞线打绞，张拉时受力不均，导致有的钢绞线达不到张拉控制应力而有的则可能被拉断。

㈣穿束时，将钢束中单根钢绞线编号，以便张拉时做到对应编号，对称张拉。

二、预应力张拉准备工作

准备工作：

1、对设计图纸提供的的预应力伸长值进行复核计算,对不符合要求的要会同监理、设计、业主进行更正。

2、现场须有具备预应力施工知识并懂得正确操纵的施工人员。

3、施工现场已具备确保全体操纵人员和设备安全的必要的措施。

千斤顶的吊装应有简单的支撑架，支架用钢管或角钢制作。

千斤顶的升降用倒链进行。

4、张拉设备校核：

张拉机具与锚具配套使用，在进场使用前进行检查与校核，每台千斤顶与压力表、压力盒、测力计及其他装置，应具有±1%的读数精度。

压力表精度不应低于1.5级。

千斤顶一般使用超过6月或200次，以及在使用中出现不正常现象时，应重新校准。

5、张拉前检查孔道是否堵塞：

检查锚垫板是否与预应力筋垂直，张拉力作用线与预应力的轴线是否重合一致；检查锚具与锚垫板是否紧密结合，清除锚垫板上的杂物；空心板混凝土的强度是否达到设计强度的90%以上（即36Mpa以上）

6、张拉前试验同条件养护砼试块抗压强度，达到设计强度90%后方可进行张拉。

张拉前检查孔道位置、孔道是否畅通、构件端部预埋件位置是否准确、千斤顶、油泵的油量是否充足、灌浆孔及排气孔是否满足施工要求，确认无误后开始张拉。

三、预应力张拉操纵程序

张拉程序：

参照《桥涵施工技术规范》JTJ041-2000和施工设计图纸，因设计所用钢绞线为φs15.24（STM416-94a，270级，低松弛），标准强度Ryb=1860Mpa。

弹性模量E=1.95×105Mpa；公称面积A=140mm2的钢绞线。

锚具为夹片式自锚式锚具，所以不需要超张拉。

张拉施工流程：

安装工作锚板→安夹片→安限位板→安千斤顶→安工具锚→张拉→锚固。

张拉采用两端对称张拉，钢束张拉采用双控即张拉力和伸长值。

伸长率容许误差控制在±6%以内。

为保证在张拉过程中的两端能同步进行，同时为便于张拉过程中实际伸长率计算，张拉过程如下：

0→初应力15%→终应力100%→持荷2mim→（锚固）。

张拉时，应先调整到初应力，初应力宜为张拉控制应力的10%～15%。

当浇筑混凝土强度达到设计强度的90%，同时龄期必须为三天以上方可进行张拉，张拉顺序为N1，N3，N4，N2

（一）预应力张拉操作：

1、对钢绞线预压，预压应力为15%设计应力，压到初始应力时，测定千斤顶的行程。

预压的目的是调整各束钢绞线的初始应力保持一致，便于整体张拉。

2、张拉及顶压：

预拉调整以后方可按规定张拉程序张拉。

张拉由两台千斤顶从梁板两端同时同步进行，统一指挥，张拉到控制应力，持荷3分钟，测定千斤顶的行程，然后开始回油。

3、张拉完毕，测出钢丝伸长值，苦与规定符合，就可进行顶压锚塞。

顶压锚塞时必须关闭大缸油路，给小缸进油，使小缸活塞猛顶锚塞。

当两端都张拉顶压完毕后，应测量钢丝滑入锚楦中的内缩量是否符合要求，如果大于规定数值，必须再张拉，补回损失。

4、钢丝断丝和滑脱的数量，严禁超过构件同一截面钢丝总数的3%，且一束钢丝只允许一根。

如超过上述规定，必须重新张拉，这时应把钢丝拉到原来的张拉吨位，拉松锚塞，用一根钢钎插入垫板槽口内，卡住锚塞，然后大缸回油，锚塞被拉出，取出整个锚楦。

分别检查锚环是否被抽成凹槽，锚塞的细齿是否被抽平，若有这类情况，要调换锚具，重新张拉，如果锚环、锚塞仍然完好无损，则只要在顶压时加大压力顶紧锚塞。

5、填写施加预应力记录。

（二）预应力张拉完成后注意事项

（1）当预应力筋完成后，卸去千斤顶，检查预应力筋有无滑丝、断丝现象，若有滑丝、断丝现象，必须对预应筋进行更换，重新张拉。

（2）检查夹片的外露量，一般情况下，锚头与夹片为配套产品，夹片外露量为1~3mm，当普遍存在夹片外露梁>3mm时，可认为锚具不标准，应退货或换货。

（3）张拉完成之后，对外露多余钢绞线进行切割。

（4）张拉时，应注意夹片的回缩量，并做好记录予以减除，采用自锚锚头时，夹片的回缩量即钢绞线的回缩量，一般为限位板槽深减去夹片外露量。

夹片外露量右张拉完毕后量得。

（三）特殊状况分析：

1、滑丝

㈠、可能在张拉时锚具锥孔与夹片之间有杂物。

㈡、钢绞线有油污，锚垫板喇叭口内有混凝土和其它杂物。

㈢、锚固效北系数小于规范要求值。

㈣、初应力小，可能钢束中钢绞线受力不均匀，引起钢绞线收缩变形。

㈤、切割锚头钢绞线的留的太短，或未采取降温措施。

㈥、塞片、锚具的强度不够。

2、断丝

㈠、钢束在孔道内部变曲，张拉时部分受力大于钢绞线的破坏力。

㈡、钢绞线本身质量有问题。

㈢、油顶重复多次使用，导致张拉力不准确，应重新标定油顶。

（四）施工安全技术措施和注意事项

1、安全技术措施

①台座两端应有防护措施，张拉时，沿台座长度方向每4-5m应设一防护架。

人员不得站在台座两端或进入台座。

②预应力钢绞线张拉到控制应力后，宜停2-3min在打紧夹具，此时，操作人员应站在侧面。

③操作高压油泵人员要带防护目镜，防止油管破裂及接头处喷油伤眼。

④张拉地区应标示明显的标记，禁止非工作人员进入张拉场地。

2、注意事项：

①每片板中断丝数量不能超过钢丝总数的1%。

②每端夹片外露量不得小于5mm。

③钢绞线瞬间回缩值不得大于3mm，张拉滑移量的总和不得大于该根总伸长量的2%。

④张拉横梁受力后，挠度不应大于2mm。

⑤预应力钢绞线张拉完毕后，对设计位置的偏差不得大于5mm，亦不得大于构件截面最短边长的4%。

⑥吊点支点位置应符合设计规定，其距离误差不得大于20cm。

⑦预应力空心板反拱值不应超过13mm，存梁时间不得大于60天，否则可能产生过大的反拱度

四、孔道压浆

1、压浆前的准备工作：

1）割切锚外钢丝：

应用切割机切割，严禁用烧割方式切割。

预应力筋割切后的余留长度不得少于3cm。

2）封锚：

锚具外面的预应力筋间隙应用环氧树脂胶浆或棉花和水泥浆堵塞，以免冒浆而损失灌闪压力。

封锚应留排气孔。

3）洗孔道：

孔道在压浆前应用压力水冲洗，以排气孔内粉渣等杂物，保证孔涎畅通，保持孔道润滑，而使水泥浆与孔壁的结合良好。

在冲洗过程中，如发现有冒水、漏水现象，则应及时堵塞漏洞；当发现有串孔现象，又不易处理时，应判明串孔数量，在压浆几个串孔同时压注，或者某一孔道压浆后，立刻对相邻孔道用高压水彻底冲洗。

2、水泥浆的拌制

水泥浆的主要技术条件：

（1）、水泥：

宜采用硅酸盐水泥或普通水泥；采用矿碴水泥时，应加强检验，防止材性不稳定，水泥的标号不宜低于P.O42.5号。

（2）、强度：

不低于设计强度40Mpa。

（3）、泌水性：

最大不超过3%，拌和后3h泌水率宜控制在2%，24h后泌水应全部被浆吸收。

（4）、流动性：

在流动性测定仪上进行试验，水泥浆片仪器内流出时间不超过6S。

（5）、膨胀率：

水泥浆中（通过试验）查渗入适当膨胀剂如铝粉等，铝粉等，侣粉的掺入量约为水泥用量的0.01%，水泥浆掺入膨胀后的自由膨胀应小于10%。

（6）、收缩率：

不大于2%。

3、水泥浆的拌和：

先下水再下水泥，拌和时间不少于1分钟，灰浆过筛后存放于储浆桶内，此时桶内灰浆仍要低速搅拌，并经常保持足够的数量以保证每根管道的压浆能一次连续完成，水泥浆自调制到压入管道的间隔时间不得超过40分钟。

4、压浆：

压浆时应按孔道自下而上的顺序压浆，压浆时应缓慢、均匀的进行，不得中断，并应将所有最高点排气孔依次一一放开和关闭，使孔道内排气畅通。

较集中和邻近的孔道，宜尽量先连续压浆完成，不能连续压浆时，后压浆的孔道应在压前用压力水冲洗通畅，压浆进程中及压浆后48h内。

结构砼的温度不得低于5oC，否则应采取保温措施。

当气温高于35oC时，压浆宜在夜间进行。

浆的稠度控制，用标准稠度筒测试，一般控制在15秒至20秒之间。

（三）预应力张拉伸长量计算

1、预应力张拉计算参数说明：

式中：

Ap—预应力筋公算面积，φs15.24钢绞线公算面积为：

140mm2

EP—预应力筋弹性模量，取几捆钢绞线弹性模量平均值。

1.95×105N/mm2。

Pp—预应力筋平均张拉力（N）

P—预应力筋张拉端的张拉力（张拉控制力）（N）

X—从张拉端至计算截面的孔道长度（m）

L—预应力筋张拉长度L=X+A+B+C

（A代表预应力在千斤顶中长度，B代表限位板工作长度，C代表工作锚长度）

k—孔道每米局部偏差对摩檫的影响系数，取0.002

μ—预应力筋与孔道壁的摩檫系数，取0.14

2、预应力筋的理论伸长值计算过程

二、钢绞线理论伸长量计算：

1、N1束和N3一端的伸长量：

（见后面预应力钢筋构造图）

（一）锚下控制应力

σk=0.75×Ryb=0.75×1860=1395MPa

（二）张拉控制应力

单根钢绞线张拉力：

P=Ap×σk=0.75×1860×140=195300N

张拉盘控制应力：

195.3KN×5根=977KN

X=17.281/2=8.641m（N1单根下料长度为17.281m）

θ=2.5°×π/180°=0.043611rad

kx+μθ=0.002×8.641+0.14×0.043611=0.021643

Pp=195300×（1-e-0.021643）/0.021643=193202N

ΔL=PpL/（ApEp）=193202×8.641/（140×1.95×105）=61.2mm

N1和N3两端理论伸长值:

61.2×2=122.4mm

ΔL取值范围±6%:

（118mm≤ΔL≤130mm）

2、N2束和N4束一端的伸长量：

（见后面预应力钢筋构造图）

（一）锚下控制应力

σk=0.75×Ryb=0.75×1860=1395MPa

（二）张拉控制应力

P=0.75×1860×140=195300N

X=17.348/2=8.674m（N1单根下料长度为17.348m）

θ=12°×π/180°=0.20933rad

kx+μθ=0.002×8.674+0.14×0.20933=0.046654

Pp=195300×（1-e-0.046654）/0.046654=190814N

ΔL=PpL/（ApEp）=190814×80674/（140×1.95×105）=56.38mm

N2和N4两端理论伸长值:

56.4×2=112.8mm

ΔL取值范围±6%:

（108.3mm≤ΔL≤119.6mm）

三、张拉时理论伸长量计算：

1、N1束一端的伸长量：

X=15.812/2=7.906m

L=7.906+（0.56+0.07+0.025）=8.561m

θ=11.4×π/180=0.19897rad

kx+μθ=0.002×7.906+0.14×0.19897=0.0436678

Pp=201745×（1-e-0.0436678）/0.0436678=197404N

ΔL=PpL/（ApEp）=197404×8.561/（140×2.02×105）=59.8mm

2、N2束一端的伸长量：

X=15.821/2=7.9105m

L=7.9105+（0.56+0.07+0.025）=8.566m

θ=12.8×π/180=0.2234rad

kx+μθ=0.002×7.9105+0.14×0.2234=0.047097

Pp=201745（1-e-0.047097）/0.047097=197068N

ΔL=PpL/（ApEp）=197068×8.566/（140×2.02×105）=59.7mm

（四）张拉实测伸长值计算

实际伸长值的测量与计算：

预应力钢绞线张拉前调整到初应力δ0=15%δK，再张拉和量测伸长值，实际伸长值应为量测伸长值加初应力时的推算伸长值，计算公式如下：

ΔL=ΔL1+ΔL2

ΔL1——从初应力至最大张拉力之间的实测伸长值（注意：

要减去张拉过程中两端的回缩量）

L2——初应力δ0时（控制应力的15%）的推算伸长值ΔL2=δ0×L/Ep