张花高速公路高架桥空心板张拉压浆方案.docx

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张花高速公路高架桥空心板张拉压浆方案

湖南张家界至花垣高速公路

xx合同段

K77+977xxxx高架桥

张拉、压浆方案

xxxx张花高速公路第xx合同段

项目经理部

二○一○年十二月

审批栏

项目经理

项目总工程师

安全监督部

技术质量部

审核人

编制人

编制日期

目录

1工程概况4

2施工准备4

2.1施工用电、用水4

2.2试验准备4

2.2.1对钢绞线、锚具复核4

2.2.2强度检验4

2.2.3压浆配合比的配制4

2.2.4张拉千斤顶及油表的标定5

2.3机械配置5

3张拉施工5

3.1作业内容5

3.2后张法空心板预应力张拉工艺及质量控制流程图5

3.3预应力筋加工6

3.4预应力钢绞线的伸长量计算7

3.4.1钢绞线穿束8

3.4.2安装千斤顶8

3.4.3张拉9

3.4.4防止滑丝和断丝的措施11

3.4.5滑丝和断丝的处理11

3.4.6安全操作注意事项11

4孔道压浆12

4.1作业内容12

4.2工艺流程12

4.3压浆的准备工作12

4.3.1水泥浆的配制12

4.3.2压浆13

4.3.3质量控制及检验14

5安全及环保要求14

5.1张拉安全及环保要求14

5.2压浆安全及环保要求15

6附件115

6.1计算预应力筋的有效计算长度15

6.2预应力筋理论伸长值的计算15

6.3预应力筋张拉力计算：

16

6.4实际伸长量的计算17

7附件224

xxxx高架桥空心板张拉、压浆施工方案

1工程概况

xxxx高架桥中心里程桩号为K77+977，起点桩号K77+794.56，终点桩号K78+159.44，桥长364.88m，共有20米空心板324片，全部采用后张法，然后再进行压浆。

桥梁体系为先简支后结构连续，分别采用五跨和四跨一联，共4联。

在0、18号桥台采用D80伸缩缝，5、9、13号桥墩采用D80伸缩缝。

2施工准备

2.1施工用电、用水

张拉、压浆使用的水电已经计划到梁板的制作以内。

2.2试验准备

2.2.1对钢绞线、锚具复核

对每批到场的钢绞线、锚具严格按照规范要求进行抽验，并送有资质的检测机构进行检测，在检测合格后，才能进行钢绞线的下料及加工。

2.2.2强度检验

在混凝土浇筑7天以后，对同条件养护的混凝土试块进行试压，在试块强度达到张拉设计强度以上时，再对预制板实体进行回弹检验，回弹和试块强度都合格的情况后，方可进行张拉。

2.2.3压浆配合比的配制

在施工前对准备用于压浆的材料取样，并进行配合比试验，从中选取合格的材料，并确定设计压浆配合比。

2.2.4张拉千斤顶及油表的标定

在张拉前，把用于张拉的千斤顶及油表配套送有相应资质的检测单位进行检定。

2.3机械配置

拟投入本工程中主要机械设备表：

序号

机械、材料名称

规格型号

单位

数量

备注

1

砂轮切割机

台

1

2

张拉千斤顶

YCW250C

台

2

3

张拉工具锚

套

4

根据厂商和实际使用情况更换

4

压浆机

HB-3

套

2

其中1套备用

5

水泥浆搅拌机

JW180

台

2

其中1套备用

3张拉施工

3.1作业内容

本工艺作业内容主要包括：

施工准备、千斤顶的定位、张拉、锚固、放张（在滑丝状态下必须进行放张）。

3.2后张法空心板预应力张拉工艺及质量控制流程图

合格不合格

否

是

3.3预应力筋加工

预应力筋进场时分批验收，除对其质量证明书、包装、标志和规格等进行检查外，还按每批钢绞线中任取3盘，从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一根试样进行表面质量、直径偏差和力学性能试验。

如每批少于3盘，则逐盘取样进行上述试验。

试验结果如有一项不合格，则不合格盘报废，并再从该批未试验过的钢绞线中取双倍数量的试样进行该不合格项的复验，如仍有一项不合格，则该批钢绞线为不合格。

预应力钢绞线室外存放时，时间不超过6个月，采取垫枕木并用苫布覆盖等，防止雨露和各种腐蚀性气体、介质的影响。

钢绞线下料长度计算：

钢绞线下料应根据锚具类型、张拉设备条件确定下料长度，长度计算公式：

Ｌ＝Ｌ０＋n（L1+0.15m）

式中：

L――下料长度；

　　　Ｌ０――梁的管道加两端锚具长度；

　　　n――张拉端数目（２个）；

　　　L1---千斤顶支承端到夹具外缘距离（包括锚垫圈厚）。

钢绞线切断工序及误差，应满足设计要求及张拉操作需要。

钢铰线的切断采用切割机或砂轮锯，不准采用电弧切割

钢铰线编束时，逐根理顺，绑扎牢固，防止互相缠绕。

3.4预应力钢绞线的伸长量计算

预应力筋理论伸长值的计算（具体计算结果见附件1）：

△L＝ＰpＬ／（ＡＥ）

式中:

△L—预应力筋理论伸长值（mm）;

Ｐp—预应力筋的平均张拉力（N）;

L—从张拉端至计算截面孔道长度（mm）

Ａ—预应力筋截面面积（mm2）

Ｅ—预应力筋的弹性模量（N/mm2）

Ｐ—预应力筋张拉端的张拉力（N）;

θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）

k—孔道每延米局部偏差对摩擦的影响系数;

μ—预应力筋与孔道壁的摩擦系数,

本工程设计预应力管道采用塑料波纹管，系数K取0.0015，μ值取0.17；预应力的弹性模量Ｅ取现场钢绞线检测数据。

预应力筋的张拉力P按下式计算：

P＝nσconAb/1000

式中：

σcon—预应力筋的张拉控制应力（N/mm2）

A—每根预应力筋截面面积（mm2）

n—同时张拉预应力筋根数；

b—超张拉系数，不超张拉时为1.0

P—预应力筋的张拉力（KN）

预应力筋的张拉控制应力应符合设计要求。

3.4.1钢绞线穿束

A、穿束前检查锚垫板和孔道，锚垫板位置准确，孔道内畅通，无水和其他杂物。

B、穿钢绞线束前根据管道号数和长度，将钢绞线穿入端戴上铁帽（俗称“炮弹头”或者其他有利于穿钢绞线的辅助设备）固定紧。

C、穿钢绞丝束用人工或卷扬机牵引，在穿束过程中，当钢绞线端头接近管道口时，及时抬高钢绞线束，并放慢速度，使钢绞线端头全部入管道。

如发生个别钢绞线顶弯或者被尖锐物擦伤，应将其更换后再行穿束。

D、穿钢绞线束完成后，要对钢绞线进行仔细检查，确定钢绞线的型号，根数是否与设计一致，如果一致方能进行下道工序的施工。

3.4.2安装千斤顶

安装千斤顶时特别注意其活塞上的工具锚孔位和构件端位工作锚的孔位排列一致。

不允许钢铰线在千斤顶的穿心孔内交叉，以免张拉时发生断丝现象，工具锚的夹片，注意保持清洁和良好的润滑状态。

新的工具锚上的档板连同夹片一同卸下，向锚板的锥孔中重新涂上一层润滑剂，以防夹片在退楔时补卡住，润滑剂可用石墨、石腊等。

对于长钢铰线束一次张拉不到吨位时，只需把工具锚向前移动，重复张拉过程，直到达到所需吨位。

同时做好相应的张拉记录。

如遇个别钢铰线滑移，可更换夹片，用小千斤顶单独张拉。

千斤顶在工作过程中，加卸荷载力求平稳，避免冲击，初次使用前先将千斤顶空载反复运行二、三次，以排除内腔的空气。

3.4.3张拉

在混凝土强度达到85%设计强度且龄期不少于7天，预应力张拉采用整束张拉的方法，并采用两端同时张拉，张拉时采用“应力、延伸量”双控制并作好相应的记录，如实际延伸量与设计延伸量误差大于6%时，应查明原因及时处理。

张拉时千斤顶并应先标定检验，配与之匹配的液压油表，梁两端同时先对千斤顶主缸充油，使钢绞线略微收紧，同时调整锚圈及千斤顶位置，使孔道、锚具和千斤顶三者之轴线相互吻合，并注意使每束钢绞线受力均匀，当钢束达到初应力时做伸长量标记，借以观察有无滑丝现象发生。

钢绞线束采用两端同时逐级加压的方法张拉，两端千斤顶的升压速度应接近，张拉至张拉吨位，保持张拉力不变，持荷2min，然后回油锚固。

张拉完毕，进行锚固，打开高压油泵截止阀，张拉油压缓慢降至为零，活塞回程，锚具夹片即自动跟进锚固。

张拉设备包括张拉千斤顶、高压油泵和压力表，在张拉前要进行检验。

张拉注意事项：

A、应选派富有经验的技术人员指导预应力张拉工作，所有操作预应力的人员，应通过设备使用的正式训练。

B、张拉前，张拉设备要到有资质的部门进行检查和效验，所有设备应每间隔两个月或使用200次或在使用工程中出现不正常现象或检修以后应重新校正及标定。

C、预应力张拉中，如果发生下列任何一种情况，张拉设备应重新进行校验：

a、张拉过程中，预应力钢丝经常出现断丝时；

b、千斤顶漏油严重时；

c、油压表指钟不回零时；

d、调换千斤顶油压表时；

D、张拉预应力束时的温度不宜低于-15℃。

E、张拉即将开始前，所有的预应力钢材在张拉点之间应能自由滑动。

F、张拉顺序为：

左N1→右N2→右N1→左N2

G、预应力张拉应两端对称同时进行。

张拉步骤：

A、0→初应力（控制应力的10%）→σcon20%→σcon（持荷2min）（锚固）

B、初始拉力是把松弛的预应力钢绞线拉紧，此时应将千斤顶充分固定。

在把松弛的预应力钢绞线拉紧后，应在预应力钢绞线的两端精确地标以记号，预应力钢绞线的延伸量或回缩量即从该记号起量。

张拉力和延伸量的读数应在张拉过程中分阶段读出。

当预应力钢绞线由很多单根组成时，每根应作出记号，以便观测任何滑移。

预应力钢绞线实际伸长值ΔL1，除上述测量伸长值外，应加上初应力时的推算伸长值，即：

ΔL=ΔL1+ΔL2-ΔL3

式中：

ΔL1—从初始拉力至最大张拉力间的实测伸长值；

ΔL2—初始拉力时的推算伸长值（可采用相邻级的伸长度）。

ΔL3—回缩量（回缩和锚具变形量之和）

C、预应力钢绞线张拉后，应测定预应力钢绞线的回缩与锚具变形量，对于夹片式锚具，一端不得大于6mm。

如果大于上述允许值，应重新张拉，或更换锚具后重新张拉。

D、预应力钢绞线的断丝、滑丝，不得超过规范规定，如超过限制数，应进行更换，如不能更换时，可提高其他束的控制张拉力，作为补偿，但最大张拉力不得超过千斤顶额定能力，也不得超过钢绞线或钢丝的标准强度的80%。

E、当计算延伸量时，应根据试样或试验证书确定弹性模量。

F、在张拉完成以后，测得的延伸量与计算延伸量之差应在+6%以内，否则采取以下的若干步骤。

a、重新校准设备

b、对预应力材料作弹性模量检验

c、放松预应力钢材重新张拉

d、预应力钢材用滑润剂以减少摩擦损失。

仅水溶性油剂可用于管道系统，且在灌浆前清洗掉。

记录及报告

每次预应力张拉以后，应详细记录下列数据。

a.每个测力计、压力表、油泵及千斤顶的鉴定号。

b.测量预应力钢材延伸量时的初始拉力。

c.在张拉完成时的最后拉力及测得的延伸量。

e.千斤顶放松以后的回缩量。

f.在张拉中间阶段测量的延伸量及相应的拉力。

3.4.4防止滑丝和断丝的措施

A、千斤顶和油表需按时检查校正，保持良好的工作状态，保证误差不超过规定，避免钢绞线受力超限而发生拉断。

B、锚环夹片应保证规定的硬度值，否则张拉后有可能产生内缩过大或滑丝。

C、钢绞线编束时，应认真梳理，避免交叉混乱。

D、锚具安装位置要准确，锚垫板承压面、锚环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，保证锚具和夹片均匀受力，且受力方向为轴向受力。

E、千斤顶进油、回油操作应缓慢平稳进行，特别要避免卸荷时回油过猛，产生较大的冲击振动而产生滑丝。

F、整体张拉时应保证每根钢绞线受力均匀。

3.4.5滑丝和断丝的处理

A、张拉完成后，及时在钢绞线上作好醒目的标记，如发现滑丝，则采用千斤顶配合卸荷座处理，将卸荷座支承在锚具上，用千斤顶张拉滑丝的钢绞线，将滑丝夹片取出，换上新夹片，张拉至设计张拉力后锚固即可，如遇严重滑丝或在滑丝过程中钢绞线受到严重伤害，则应将锚具上的所有钢绞线全部卸荷，找出原因并解决，再重新张拉。

B、对于断丝的处理一般采用提高其他钢绞线的控制张拉力作为补偿，但其最大超张力不得大于极限标准荷载的80%。

C、对于断丝数量超过规范要求的，只能采取换束的方法，更换新的钢绞线束再重新张拉。

3.4.6安全操作注意事项

A、张拉前准备工作：

检查设备是否符合安全使用要求，作业人员必须经安全培训后方准上岗作业，张拉区域必须做好安全警戒线。

B、张拉时，千斤顶后面严禁站人，以防预应力钢筋拉断或锚具、夹片弹出伤人。

C、油泵运转不正常时，应立即停止张拉作业并进行检查，检查合格后方可继续作业。

D、张拉作业时由专人负责指挥，专人记录，在测量伸长值时，应停止开动千斤顶。

操作千斤顶油泵的人员与测量千斤顶油缸伸长值人员，应该站在千斤顶的侧面操作尤其是操作千斤顶油泵的人员在油泵开动过程中，不得擅自离开岗位如需离开，则必须把油门全部松开或切断电源。

E、千斤顶支架必须与锚垫板接触良好，位置正直对称，严禁多加垫块，以防支架不稳定或受力不均倾倒伤人。

4孔道压浆

4.1作业内容

本工艺作业内容主要包括：

施工准备、水泥浆的拌制、压浆、封锚。

4.2工艺流程

张拉完成后，切割钢绞线后外露30～40mm→高压水冲洗管道→清除锚座面及装配螺孔内的水泥浆→密封锚头→压浆前准备工作→配置浆液→压浆→保压→压浆后清理→封锚

4.3压浆的准备工作

A、压浆前，采用砂轮机切割锚具前端钢铰线，使钢绞线头距离锚环夹片不小于30mm。

B、检查孔道，如有杂物应冲洗孔道：

孔道在压浆前应用压力水冲洗，排除孔内杂物，保证孔道畅通。

冲冼后用空压机吹去孔内积水。

C、封堵锚孔：

锚具外面的预应力筋间隙应用干水泥浆或棉花填塞，以免冒浆而损失灌浆压力。

D、预应力钢绞线张拉后，应尽早压浆。

4.3.1水泥浆的配制

采用强度等级不低于42.5级低碱普通硅酸盐水泥，掺的外加剂，在试验人员指导下进入砂浆搅拌机进行搅拌。

设计配合比水泥浆性能如下：

水灰比为0.40~0.45，水泥浆的泌水率不超过3%，拌和后3h泌水率控制在2%，泌水必须在24h内重新全部被浆吸回，掺入了膨胀剂的水泥浆其自由膨胀率小于10%，水泥浆稠度控制在14~18s之间，并符合相关规范要求。

水泥、掺和料、外加剂及水的加注有准确的称量措施，以保证各自的称量误差不超过±1%，水泥浆拌制均匀后，须经孔径3×3的滤网后加入压浆容器中。

拌合水泥浆时严格按给定的配合比施工。

先加实际用水量的80～90%，开动搅拌机，均匀加入全部压浆剂，边加入边搅拌，然后均匀加入全部水泥，全部粉料加入后再搅拌2min，然后加入剩余的10%～20%的拌和水，继续搅拌2min。

不应在施工过程中由于流动度不够额外加水。

水泥浆从搅拌至压入孔道内的间隔时间不超过45min，在此时间内要不断搅拌水泥浆。

水泥浆压入管道温度为5～30℃；压浆时及压浆后3d内，梁体及环境温度均不得低于5℃。

当环境温度低于5℃时按冬期施工处理，并适当加入引气剂；当环境温度高于35℃时，选择在夜间进行。

4.3.2压浆

水泥浆拌制合格后，再启动压浆泵，让水泥浆以合适的流速进入管道。

当水泥浆达到另一端，直至排气孔排出的水泥浆畅通并与压浆端水泥浆稠度一致时，停止压浆，关闭出浆口。

压力控制在不小于0.5MPa的一个稳压期，持压不少于2min，然后再关闭进浆口阀门，停止压浆。

移到下一管道，继续压浆，压浆完毕后，应把所有压浆用机具设备、容器用清水冲洗干净。

压浆过程中，若发现孔道局部漏浆，堵塞不漏浆后，重新将管道冲洗干净后再重新压浆。

如中途发生故障不能连续一次压满一个孔道时，应立即用高压水将未压满的孔道冲洗干净，故障处理后再进行正常压浆。

压浆过程中不得污染梁体，如已污染应立即用水冲洗干净。

4.3.3质量控制及检验

水泥浆的28d强度不应低于50MPa。

水泥浆的性能检验严格按照试验操作规程要求进行，试件取出浆口的水泥浆制作，并注明梁号及施工日期。

每一个班应做不少于3组的压浆试块，进行抗压强度试验。

5安全及环保要求

5.1张拉安全及环保要求

1、张拉、压浆作业前对使用的工机具的安全性能进行检查，符合要求后，方可进行操作，做好警示标志，作业点5米范围内不得有非操作人员进入；

2、安装锚具时，必须清理干净锚具上的包装纸以及不得人为的带有杂物，以免妨碍锚具的正常工作。

3、高压油泵应经耐压试验合格。

油泵上的安全阀应调到最大工作油压下能自动打开。

4、油表安装必须满扣，高压油管各接头必须紧密，油路畅通，在最大工作油压下，保持5min以上，不得漏油，否则应修理或更换。

5、电路系统检修不准带电操作，油路系统检修不准带压操作。

6、张拉过程中，两端油泵司机应统一送油或回油。

工作完毕应打开油阀，切断电源，非油泵司机禁止操作油泵。

7、千斤顶不得超过最大拉力和最大行程。

8、张拉过程中，特别是在高压下，千斤顶后方不准站人，油管不准踩踏攀扶。

9、设备运转声音异常时，应及时检查修理。

10、张拉油泵操作时，油泵司机应全神贯注，不准与外人交谈，更不准在油泵工作时离开或兼顾其他工作。

11、张拉过程中，位于高处的张拉束操作人员不得踩在钢绞线上作业，应自行搭好作业平台。

12、张拉区域设置明显的安全标志，禁止非工作人员进入。

参加张拉人员穿戴好劳动防护用品，特别要戴好防护眼镜，以防高压油泵破裂喷油伤眼。

13、张拉时，构件两端不准站人，操作人员站在侧面，两端设置防护栏（罩）高压油泵放在构件端部左右侧。

14、张拉时如遇临时停电，要立即拉闸断电，以防突然来电发生危险。

15、每班施工完毕后清点整理器具、材料、机械，收集废弃物，保持场地整洁。

完工后，恢复场地。

5.2压浆安全及环保要求

1、压浆操作工人需穿戴好防护用具方可进行压浆操作。

2、压浆时操作工人不能正对压浆口，防止压浆管漏浆或爆裂。

3、操作过程中注意操作安全，需制作一个上下的爬梯。

4、压浆完成后及时清理设备及现场，剩余压浆液运至沉淀池。

6附件1

20米空心板预应力钢绞线张拉理论伸长量计算

6.1计算预应力筋的有效计算长度

由于工作锚到工具锚之间的这一段预应力筋同样有受力伸长，且通过摩阻试验得到的预应力钢筋与孔道壁的摩擦系数μ与孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数k，都考虑了这一段的钢绞线，所以钢绞线的有效计算长度必须加上工作锚到工具锚这一段。

我项目部根据千斤顶的型号取工作锚到工具锚的长度为470mm（为一端长度）。

L—计算预应力筋的有效计算长度

L1—设计预应力筋的长度（不包括工作长度）

L2—工作锚到工具锚的长度

6.2预应力筋理论伸长值的计算

△L＝ＰpＬ／（ＡＥ）

式中:

△L—预应力筋理论伸长值（mm）;

Ｐp—预应力筋的平均张拉力（N）;

L—从张拉端至计算截面孔道长度（mm）

Ａ—预应力筋截面面积（mm2）

Ｅ—预应力筋的弹性模量（N/mm2）

Ｐ—预应力筋的张拉力（N）;

θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）

k—孔道每延米局部偏差对摩擦的影响系数,可查下表;

μ—预应力筋与孔道壁的摩擦系数。

本工程设计预应力管道采用塑料波纹管，系数K取0.0015，μ值取0.17；预应力的弹性模量Ｅ=2.02×105MPa（设计值为1.95×105MPa）取现场钢绞线检测数据。

6.3预应力筋张拉力计算：

工具锚处的张拉力计算

P＝nσconAb/1000

式中：

σcon—预应力筋的张拉控制应力（N/mm2）

A—每根预应力筋截面面积（mm2）

n—同时张拉预应力筋根数；

b—超张拉系数，不超张拉时为1.0

P—预应力筋的张拉力（KN）

本工程采用Φs15.2mm，抗拉强度标准值fpk=1860MPa，单根张拉控制应力σcon=0.75fpk，A=140mm因此

P=0.75×1860×140×1÷1000=195.3KN

xxxx高架桥空心板正弯矩预应力钢绞线布置图见附件2，采取分段计算，每段认为是独立的一端张拉，下一段张拉力为上一段张拉力减去上端的摩擦力损失。

根据钢绞线布置图，把钢绞线从左到右分为AB、BC、CD、DE、EF、FG六段，每段对应的θ为θAB，θBC，θCD，θDE、θEF，θFG、。

每段的张拉力计算

式中：

P—每段张拉力

Pj—预应力筋的上段张拉力（N/mm2）

θ—为上段从张拉端至上段结束曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）;

k—孔道每延米局部偏差对摩擦的影响系数;

μ—预应力筋与孔道壁的摩擦系数.

6.4实际伸长量的计算

△L=（L3-L1）+（L2-L1）-L4

L1—10%σcon下的油缸伸出长度

L2—20%σcon下的油缸伸出长度

L3—设计σcon下的油缸伸出长度

L4—回缩量

根据以上公式计算得张拉数据见下表。

xxxx高架桥正弯矩伸长量计算表1

跨径

梁位

钢束号

规格

钢束有效计算总长度

（mm）

分段

分段长度

（m）

θ（rad）

（kL+μθ）

张拉控制力T

（KN）

每段起点预应力

（KN）

Ｐp预应力

平均张拉力

（KN）

每段

伸长量

（m）

总伸长量

一端伸长量

20m

边跨边板

N1

ΦS15.2—5

20413

AB

2.944

0

0.004416

0.995594

0.997736

976.500

976.500

974.289

0.020

138

69

BC

2.793

0.070

0.016090

0.984039

0.991983

972.198

964.404

0.019

CD

4.4695

0

0.006704

0.993318

0.996718

956.681

953.541

0.030

DE

4.4695

0

0.006704

0.993318

0.996718

956.681

953.541

0.030

EF

2.793

0.070

0.016090

0.984039

0.991983

972.198

964.404

0.019

FG

2.944

0

0.004416

0.995594

0.997736

976.500

974.289

0.020

N2

ΦS15.2—5

20439

AB

5.907

0

0.008861

0.991178

0.995599

976.500

976.500

972.202

0.041

140

70

BC

1.745

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