现浇箱梁钢绞线张拉及压浆施工工艺及效益doc.docx
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现浇箱梁钢绞线张拉及压浆施工工艺及效益doc
现浇箱梁钢绞线张拉及压浆施工工法
目录
1前言…………………………………………………………3
2现浇箱梁钢绞线张拉及压浆施工工法的构成……………3
3工法特点……………………………………………………3
4适用范围……………………………………………………4
5施工工艺流程及操作要点…………………………………4
6材料与设备…………………………………………………15
7安全环保措施………………………………………………16
8效益分析……………………………………………………17
9应用实例……………………………………………………17
现浇箱梁钢绞线张拉及压浆施工工法
1前言
目前我国无论是公路、铁路还是城市立交桥粱，多采用“后张预应力箱梁结构”，在设计，施工及验收质量标准方面，都积累了相当宝贵的经验。
近几年，建筑市场竞争激烈。
相当一部分施工企业采用粗放经营，扩大外延的办法增加在建施工面积。
这种方法使得企业的整体素质、管理水平很难提高。
由于企业不重视技术积累和技术跟踪，很难形成具有本企业特色的综合配套技术。
为此，建设部干1989年颁布了《施工企业实行工法制度的试行管理办法》。
因而，我们应积极响应这一“办法”，以提高企业的整体技术素质和技术管理水平。
工法是理论与实践结合的产物，因而建立工法时必须将实践过程中遇到的问题采取措施加以解决，从而保证工程能顺利实施，才是一部完整的工法。
2现浇箱梁钢绞线张拉及压浆施工工法的构成
（1）预应力孔道布置
（2）预应力的施加
（3）真空压浆
3工法特点
预应力张拉是后张预应力箱粱结构质量的最终体现。
预应力的施加效果是由孔道位置线型、预应力筋的力学性能、张拉控制程序、锚具质量精度等多方面因素构成。
但其将归结为预应力施加量与预应力损失两部分。
这两者之差也就是预应力的施加效果。
与传统的压浆工艺相比，真空压浆工艺由于使孔道在压浆前形成了负压状态这一最大的特点.
4适用范围
本工法适用于各等级公路、市政桥梁现浇后张预应力箱梁的钢绞线张拉及压浆施工。
5施工工艺及操作要点
5.1现浇箱梁钢绞线张拉施工工艺
5.1.1安装波纹管
⑴塑料波纹管应符合JT/T529-2004标准，安装前，应按照下表示要求检查波纹管
塑料波纹管技术要求项目
项目
技术要求
外观质量
内壁均匀光滑，无分解变色线及无明显杂质；外壁波纹及颜色均匀一致，无气泡、裂口；内外壁紧密熔结，无脱开现象
环刚度（Mpa）
≥0.6
扁平试验
垂直方向加压致外径变形量为厚外径的40%时，立即卸荷，试样不破裂，不分层
冲击试验
温度25℃，高度6m的条件下，用0.5m长的ф15.2mm钢绞线竖直下落冲击10次，应9次以上无穿破现象
耐温性阻燃性
电焊渣在2m高处自由坠落到波纹管上，波纹管未引燃和熔穿
耐水压密封试验
温度20℃，压力50KPa条件下，保持24h，试样无渗漏
弯曲率（%）
≤2
弯曲半径（m）
≤0.3
纵向收缩率
≥3
⑵塑料波纹管在布管安装前，应按设计规定的管道坐标进行放样，设置定位钢筋，波纹管应固定在定位钢筋上用铁丝扎紧。
定位钢筋的间距直线段不宜大于1m，对曲线管道宜适当加密，但不宜大于0.5m，安装后对个别不平顺处做调整。
⑶塑料波纹管与锚座连接处应使用防水胶带缠紧密封；对锚座上的压浆孔连接螺孔，亦应使用防水胶带或其他材料堵塞密封，以防止浇注混凝土时水泥浆渗入管道内或螺旋孔内。
⑷塑料波纹管之间的连接采用连接套卡箍对接，或使用焊管孔焊接。
焊管机的可设定温度为250°，功率800W，加热时间30S～65S。
在使用焊管焊接前做连接试验，以确定连接温度和加热时间。
⑸曲线束的灌浆孔均设置在位于曲线波高施工缝的锚垫板上，为保证全线闭气，中部设排气孔。
位于连接器部位、P锚约束环附近的排气孔兼作真空抽吸空的安装注意安装质量。
⑹在张拉端端部，塑料波纹管必须插入喇叭管内一定长度，接口处密封确保完好。
5.1.2锚具安装
⑴锚具应符合GB/T14370-2000国家标准，进场后做规定的外观检查、硬度抽检和静载锚固性能试验。
⑵锚垫板必须与预应力管道垂直。
⑶加强局部承压的螺旋筋圈与圈的间距应保证有50～60mm，螺旋筋必须紧贴铸铁喇叭管承压板背面。
5.1.3穿束
⑴钢绞线
①钢绞线进场及检验
根据设计图纸，预应力钢束采用符合GB/T5224国标φj15.24mm的Ⅱ级（底）松弛钢绞线。
钢绞线分批进场，进场后应分批验收。
验收时，应检验其质保单、材料数量、规格、包装方法及标志内容是否齐全、正确。
并按批报试验室及监理现场取样进行抗拉强度、伸长率及弹性模量试验，同时还必须有锚具与钢绞线的配套试验，待取样试验合格后方可正式施工。
钢绞线离地存放，上盖蓬布等覆盖物，以防雨水的浸蚀。
钢绞线使用前，必须进行外观检查，表面无裂纹、毛刺、机械损伤或不得有降低钢绞线粘结力的润滑剂、油渍等物。
②钢绞线下料
预应力筋的下料长度应通过计算确定，计算时应考虑结构的孔道长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、张拉伸长值和外露长度等因素。
结合设计图及施工方案要求进行下料，下料长度必须满足用于永久性工程和工作长度要求，确保施工质量满足设计及规范要求。
⑵钢绞线穿束
穿束：
检查预应力孔道，发现被堵要及时排堵。
箱梁锚垫板与锚板接触处的焊渣、毛刺、砼残渣要及时清理干净。
曲线束穿束，可以采用逐根穿入，穿钢绞线时头部应包裹胶布或戴子弹头壳帽，以免戳穿波纹管。
对于直线束，如果束数不多，可以考虑整束一起穿。
5.1.4张拉方法
箱梁预应力筋，首先根据设计图纸要求选择一端张拉或两端张拉。
对于长束预应力筋对称张拉工艺，两端张拉预应力筋，用两台千斤顶同时张拉。
如果锚垫板角度和预留凹槽可插入前卡千斤顶，则进行直接张拉，否则采用变角张拉装置进行张拉。
张拉要保证两端对称，由专人统一指挥，保证张拉同步。
5.1.5张拉程序
张拉程序为：
0→0.1σcon（初应力，记录初读数L1）→0.2σcon（测量中值L2）→1.0σcon（持荷2分钟，量终值L3）→锚固。
（如果需要，可以适当超张拉至1.03σcon,以保证设计的锚下控制应力）
实际张拉伸长值计算公式为：
L＝L3-L2+2*（L2-L1）＝L3+L2-2*L1
建议实际张拉伸长值量测：
⑴在张拉端部依次安装工作锚、千斤顶和工具锚，安装锚具夹片时要求缝隙均匀，基本击紧，松紧一致；
⑵按设计的张拉程序将钢绞线张拉至初始应力（0.1σcon），使钢绞线处于绷紧状态，在千斤顶尾部的工具锚后用白色油漆笔在各钢绞线上做出平面状初应力下刻度线记号；
⑶千斤顶连续倒缸张拉钢绞线，张拉至张拉程序要求的最大张拉终应力时，再在千斤顶尾部的钢工具锚后用白色油漆笔在各钢绞线上做出平面状初应力下刻度线记号；
⑷现场量测从初应力至终应力间的实测伸长值△L1（应扣除千斤顶穿心孔内从初应力至终应力差值的弹性伸长）。
5.1.6张拉顺序、控制
（1）张拉顺序
根据设计要求，当混凝土强度达到设计强度100％要求后，一般控制在一周左右，严格按照设计提供的张拉顺序进行张拉。
腹板与底板钢束张拉顺序为先腹板后底板，腹板从高处束开始向低处束顺序张拉，底板束先中间后两侧。
顶、底板束多为直线束，可相对对称沿梁中心线张拉，先短束后长束对称张拉，每个工作面上必须保证至少两台千斤顶同时操作。
（2）张拉控制
预应力筋张拉，采用张拉力控制为主，伸长量进行校核。
以张拉力和伸长值作为张拉工作的双控标准，确保预应力张拉的质量。
张拉施工时的实际伸长值与理论伸长值差值应符合设计要求，控制在±6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，才可继续进行张拉。
设计所给的引伸量按照钢绞线试验检测得到的实测弹性模量值进行修正。
张拉时，应使千斤顶的张拉力作用线与预应力钢材的轴线重合一致。
预应力束的锚固，应在张拉控制应力处于稳定状态下进行。
预应力束张拉及放松时，应认真、如实填写施工记录。
5.2现浇箱梁钢绞线张拉施工操作要点
一、预应力孔道成型的主要施工要点是要求位置准确、线型圆顺、密闭性能好。
解决好下面三个问题对能否满足以上要求十分重要。
（1）施工前必须校验孔道符座标位置与曲线长度是否相符，否则常会发生孔道及锚区位置与断面不符的情况，造成孔道、模板的返工修改。
（2）在设计中，一般锚区钢筋与结构钢筋分别承担各自功能。
因而经常发生办钢筋密集地段相互位置发生矛盾的现象。
因此，施工中必须加以整理，排好位置，当处于隔梁处或结构钢筋直径较粗时，可通过设计进行精简，避免发生钢筋过密以至无法绑扎或混凝土无法浇筑的情况发生，一旦这种情况发生，极易造成锚区混凝土出现蜂窝，狗洞。
降低了锚座的承载能力，直接影响预应力的施加。
（3）在墩柱、隔梁处一般钢筋都比较密，必须对上述截面的钢筋与孔道位置进行排列。
特别是有横向预应力筋时，一般位置都排不开，通过设计调整时，应以纵向线型为中。
绑扎钢筋时也应特别注意绑扎顺序，避免钢筋绑扎成型后孔道无法就位或锚座预埋件无法放入。
二、在钢绞线张拉施工时，在预应力施加过程中经常会遇到断丝、滑丝、预应力损失这三个问题，解决好这三个问题，也就保证了预应力张拉的施工效果。
（1）造成断丝的原因：
a.预应力筋力学性能不合格。
b.锚板喇叭筒、锚板、锚环及千斤顶不同心，造成偏拉，受力不均。
c.锚垫板的选用也是原因之一。
目前采用的锚垫板有钢制与铸钢制两种。
钢制垫板喇叭筒较细、校长，端部也比较锋利，稍有连接不顺，张拉时就可能造成对预应力筋的伤害。
而铸钢制垫板喇叭筒较短粗，端部与孔道用内插式连接。
故应尽量选用后者。
d.采用高强钢丝做为预应力筋时，锚具夹片硬度不能太高，齿高也不能过大：
这样稍有偏控就造成刻痕过深，容易发生断丝。
（2）防止断丝的措施：
a.严格材料力学性能试胎。
强度相同，延伸率差异较大的两批材料不能同束使用。
b.在施工中应考虑锚垫板喇叭筒与波纹的连接。
安装千斤顶应做到安正与垫板方向垂。
C．钢绞线下料时，一定要使用切割机，严禁使用电焊机焊断钢绞线。
（3）断丝处理：
a.双张钢束时可先用卸锚器松锚，然后移动钢束，用单孔小顶进行张拉，这样就缩短了千斤顶占用长度。
b.当预应力束较短时，也可以用单张代替双张的办法加以解决。
c.当本身就是单张的钢束发生断丝时，一般采用超张拉的办法加以解决，超张时可采用全断面超张或同束号超张的办法。
因为一般设计都未用足0.75Rbv只用到0.7左右，超张时应根据断丝数量计算超张值。
计算时应以规范控制应力误差下限为准。
（4）造成滑丝的原因：
a.锚环、夹片硬度不够或夹片齿过浅。
b.钢束、夹片清理不彻底、有油、锈或杂物张拉时存在于夹片与钢束之间或夹片与锚环之间。
c.当铺环孔坡度过小、过大时都可能发生滑丝。
安装夹片顶面不齐也能造成滑丝。
d.千斤顶张拉时回油过快也可能发生滑丝现象。
拆卸工具锚时巨烈震动也可能造成滑丝。
（5）防止滑丝的措施：
a.张拉前对钢束锚锚固部分、锚环、夹片进行彻底清理，安装夹片时要保证外露部分相同，顶面平齐。
b.根据所采用的钢束种类选择锚具。
当用高强钢丝时宜采用XM型锚具，因该锚具夹片 有偏转角，锚固方向为360°无间隙。
当采用钢纹线时则OVM型锚具较为适宜。
（6）滑丝的处理：
滑丝处理一般采用单孔补张，补张不成功时可用叠加锚环法处理。
（7）预应力损失
在预应力的６种损失中，混凝土干缩损失、徐变损失两种不易控制。
但其损失值与其它４种相比也较小。
因此，要想减小预应力损失应在其它４种损失上想办法。
a.孔道库阻损失。
孔道摩阻的损失值较大，实践证明，孔道布设对铺置轨道筋，加密架立筋，在张拉锡固前先不上夹片，反复单张拉数次都可以有效的降低孔道摩阻系数。
b.锚具回缩损失。
减小锐具回缩损失可以两方面入手。
一是选用机械顶锚的锚具及张拉机具。
二是当采用 自锚体系时，适当减小锚环与限位板之间的间距，但调整时必须注意不能调整过大，否则锚具回缩损失虽然减小，但锚口损失增加，得不偿失。
c.混凝土压缩损失。
减小混凝土压缩损失可在不影响结构受力状态的前提下，通过调整张拉顺序于以减小，一般原则是先长后短、对称施压，一次完成。
d.松驰损失。
减小松驰损失的办法，除采用高强低松驰钢纹线外，唯—的办法是及时饱满的灌浆并全水泥浆迅速达到设计强度。
5.3真空压浆施工工艺
5.3.1各项装置的布置如图所示
5.3.2真空压浆施工方法
1.预应力张拉后，采用压浆泵将水泥浆压入孔道内。
其作用是对预应力筋提供永久性保护并增强预应力筋与构件混凝土的粘结力。
真空辅助压浆是传统压浆基础上将孔道系统密封。
抽真空端用真空泵将系统内80％以上空气抽出，并保持真空度>80％，同时压浆端压入水泥浆，当水泥浆从抽真空端流出且稠度与压浆端基本相同时，再经过两端排气（排水及微沫浆）及保压以保证孔道内水泥浆饱满。
2.预应力钢绞线张拉施工结束后，应及时进行灌浆施工，以不超过24h为宜，最迟不宜超过3d，以免预应力筋锈蚀或松弛。
3.孔道压浆采用水泥浆，水泥浆的强度不应低于设计强度（C40），水泥采用42.5#的普通硅酸盐水泥，水灰比、流动度等要满足设计和规范要求，。
采用搅浆机搅拌水泥浆。
水泥浆性能要求如下:
（1）水泥浆的强度应符合设计规定，设计未规定时，在标准养护条件下，其7d龄期的强度应不小于25Mpa，28d龄期的强度应不小于40Mpa。
（2）水泥浆在加入添加剂后，其水灰比应控制在0.29～0.33。
（3）水泥浆在拌和3h后，其泌水率应不大于2％，且泌水应在24h内被浆体完全吸收。
（4）水泥浆中掺入适量膨胀剂后，其自由膨胀率应小于5％。
（5）水泥浆的流动度宜控制在13S～18S之间，拌制30min后宜控制在14S～18S。
（6）水泥浆的离析度不应大于5％，其密度应不小于2000kg/m3。
（7）水泥浆在掺入适量缓凝剂后，其初凝时间应不小于3h，终凝时间应不大于17h。
（8）用于施工的水泥浆，其温度宜控制在10～40℃之间。
如果水泥浆的温度不能保持在此限内，必须对其施工性能进行调查，并通过现场试验的手段验证。
水泥浆自调制至灌入孔道的延续时间，视气温情况而定，一般不宜超过30～45min。
水泥浆在使用前和压注过程中应经常搅动。
（9）压浆时，每一工作班应留取不少于3组的立方体试件，标准养护28d，检查其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。
4.用于真空辅助压浆的压浆机，其额定压力应不小于1.0MPa，压浆压力宜为0.5～0.7MPa，最大压力不超过1.0MPa，开始压力要小，逐步增加至最大压力，关闭出浆口后，应稳压2～5min。
流量应不小于1m3/h，且能在6min内搅拌出均匀的符合性能要求的水泥浆，并应使水泥浆能连续流动。
5.3.3真空压浆程序
压浆程序为：
孔道湿润--安装稳定阀--一端压浆--另一端冒出浓浆，关闭阀门--孔道稳压--压浆端关闭阀门--拆除阀门。
压浆前，须将孔道冲洗洁净、湿润，如有积水应用吹风机或空压机等排除积水。
压浆时，对曲线孔道和竖向孔道应由最低点的压浆孔开始，由最高点的排气孔排气和泌水。
孔道压浆顺序为：
先下后上，要将集中一处的孔道一次压完，若中间因故停歇时，应立即将孔道内的水泥浆冲洗干净，以便重新压浆时，孔道畅通无阻。
压浆应缓慢、均匀地进行。
比较集中和邻近的孔道，宜尽快先连续压浆完成，以免窜到邻孔的水泥浆凝固、堵塞孔道；不能连续压浆时，后压浆的孔道应在压浆前用压力水冲洗通畅。
5.4真空压浆施工要点
（1）控制好水泥浆的制浆时间以及由制浆到灌浆结束的整个时间；水泥浆在灌注前必须不停的搅拌。
（2）如遇堵，必须更换灌浆口必须在第二个灌浆口灌入整个孔道的水泥浆量，把第一灌浆口灌入的水泥浆排出，使两次灌入水泥浆之间的气体排出，保证灌浆饱满密实；
（3）在灌浆过程中，不允许出现中断的情况，必须一次性不间断灌完一根孔道，若遇特殊情况不得已停断时，储浆罐中的浆液必须不停地搅动；
（4）制作试块用的水泥浆必须用从排浆口排出的水泥浆制作。
（5）对应埋置在梁体内的锚具，压浆后应先将其周围冲洗干净并凿毛，然后设置钢筋和浇筑封锚混凝土。
封锚混凝土的标号应符合设计规定。
（6）孔道压浆及时填写施工记录。
（7）孔道压浆结束后尽快用混凝土封裹端部锚具，用手提砂轮机割除外露多余的钢绞线，钢绞线外露夹片外不小于30mm，切割时要采取措施不使锚固处的预应力筋过热而滑移。
6.材料与设备
6.1原材料必须有质保书，包括波纹管、钢绞线、锚具、夹片等，并要认真做好检验工作，按规定进行分批验收，并取样送检，检验合格后方可用于工程中。
6.2本工法施工应由专业施工队伍进行，需配备设备如下：
1.张拉设备:
千斤顶：
YCQ-400型2台、YCQ-250型2台、YCN-150型2台、YCQ-25Q型2台；
高压油泵：
YBZ型-80型6台；
压力表：
精度为1.5级标准压力表，千斤顶与压力表配套检验、配套使用；
测量工具：
300mm钢尺。
2.灌浆设备：
预应力真空泵：
MBV80型1台；
搅浆机：
JW-250型1台；
灌浆机：
UB3C型2台；
挤压机：
GYJA型2台。
张拉机具应由专人使用和管理，并应经常维护，定期校验。
张拉机具长期不使用时，应在使用前全面进行校验。
使用时的校验期限应视千斤顶情况确定，一般使用超过规定期限或200次以上及在千斤顶使用过程中出现不正常现象时，应重新校验。
7．安全环保措施
7.1安全措施
（1）施工前应对所有施工人员进行施工安全知识培训，确保人人掌握安全操作规程；
（2）张拉时，张拉端部在两侧的45°范围内不允许站人，以免钢绞线意外断丝飞出伤人；
（3）量测钢绞线伸长值时，要停止千斤顶操作；
（4）在高压油管接头要加防护套，以防高压喷油伤人；
（5）张拉时千斤顶两端应放置挡板，以防断丝伤人；
（6）操作人员应站在千斤顶两侧，千斤顶后严禁站人；
（7）所有机电设备均需设漏电保护；
（8）压浆时，应在吸浆端设置一屏障，以免排气管道损坏时对周围物体或人身造成意外伤害；
7.2环保措施
（1）禁止随意处理废弃浆液，应用管道引流至弃物堆积场所沉淀后再排放到指定地方；
（2）若因浆管爆裂而引发的浆液污染结构及其他物件，须立即冲刷清理；
（3）封端完成后要及时清扫场地，随时保持清洁；
（4）压浆完毕应将现场整理干净，一次性排气阀门或耐压胶管等废弃物应由专人收集集中处理，做到“人走场清，工完料清”；
（5）车辆在运输原材料过程中，严禁抛洒漏滴。
8.效益分析
与传统的压浆工艺相比，真空压浆工艺由于使孔道在压浆前形成了负压状态这一最大的特点，使其具有如下优点：
（1）在压浆之前，冲洗孔道的残留水珠在接近真空的情况下汽化随同孔道中的空气被抽出，另外搅拌水泥浆中的气泡亦在负压环境下破裂而被抽出，消除了采用传统的压浆法所引起的气泡、孔隙，增强了浆体的密实度和饱满度。
（2）浆体中的微沫浆及稀浆在真空负压环境率先流入负压容器，使稠浆流出后，孔道中浆体的稠度能保持一致，使浆体密实度和强度得到保证，特别是对于高低弯曲的空间孔道更能体出真空灌浆的优越性。
（3）灌入的水泥浆在负压环境下流动，由于没有受到来自孔道中空气的阻力，浆体能轻易地到达孔道的所有空隙，并提供连续、迅速的施工，缩短了灌浆时间。
（4）真空压浆之前对孔道进行压力测试，对孔道的密封性要求较高，为水泥浆充盈孔道提供了良好的保证。
9.应用实例
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