现浇梁预应力张拉安全专项施工方案.doc

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现浇箱梁张拉、压浆、封锚施工方案

***B***匝道桥第二联7～10孔现浇箱梁于2013年11月27日浇筑完成，根据图纸设计要求，箱梁混凝土达到设计强度的90%，且混凝土龄期不小于5d时，方可张拉正弯矩区预应力钢束。

2013年12月3日，经对现场同体砼试块试验得出其抗压强度为41.4Mpa，满足张拉要求。

现对现浇梁箱梁张拉、压浆、封锚过程中技术要求做如下指导。

一、工程概况

***B***匝道桥第二联7～10孔现浇箱梁腹板纵向钢束为17φS15.2，两端对称张拉；7#横梁张拉钢束为7φS15.2，两端对称张拉，8#、9#横梁张拉钢束为9φS15.2，单端张拉；顶板横向预应力钢束为2φS15.2，单端张拉。

钢绞线标准强度为fpk=1860Mpa，张拉控制应力为σcon=1395Mpa。

腹板纵向张拉使用500t千斤顶2个，横梁张拉使用200t千斤顶2个，顶板张拉使用27t千斤顶1个。

张拉顺序按照先腹板，再横梁，最后顶板的顺序依次进行张拉。

张拉过程中以应力控制为主，伸长量进行复核。

二、施工准备

1、人员准备

现场配备张拉工2人，伸长量尺量工人2人，张拉指挥人员1人。

现场管理人员1人，技术人员2人，安全员1人，其他普工6人。

2、机具准备

（1）千斤顶：

500T/2台，200T/2台，240T/1台；

（2）吊车：

1台；

（3）切割机：

2台；

（4）电焊机：

2台；

（5）真空泵1台，灌浆机1台；

（6）水泥搅拌机1台。

3、数据准备

（1）张拉施工前，对设计张拉伸长量进行复核，用作现场张拉伸长量控制值。

计算所用公式如下：

张拉计算所用常量：

预应力钢材弹性模量Eg=1.9×105N/mm2（钢绞线试验数据见附表）

预应力单数钢材截面面积Ag=140mm2

预应力钢材标准强度fpk=1860Mpa

孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数k=0.0015

预应力钢材与孔道壁的摩擦系数μ=0.2

设计图纸要求：

张拉控制应力σ=0.75×fpk=1395Mpa。

计算所用公式：

《公路桥梁施工技术规范》（JTJ041-2000）中关于预应筋伸长值ΔL的计算按照以下公式

（1）：

ΔL＝

Pp×L

Ag×Eg

　　ΔL—各分段预应力筋的理论伸长值（mm）；

　Pp—各分段预应力筋的平均张拉力（N）；

　　L—预应力筋的分段长度（mm）；

　　Ag—预应力筋的截面面积（mm2）；

Eg—预应力筋的弹性模量（Mpa）；

《公路桥梁施工技术规范》（JTJ041-2000）附录G－8中规定了Pp的计算公式

（2）：

Pp＝

P×（1－e－（kx＋μθ））

kx＋μθ

P—预应力筋张拉端的张拉力，将钢绞线分段计算后，为每分段的起点张拉力，即为前段的终点张拉力（N）；

θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，分段后为每分段中每段曲线段的切线夹角（rad）；

x—从张拉端至计算截面的孔道长度，分段后为每个分段长度或为公式1中L值；

孔道每束局部偏差对摩擦的影响系数（1/m），管道内全长均应考虑该影响；

μ—预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数，只在管道弯曲部分考虑该系数的影响。

（3）每一段的终点力就是下一段的起点力，例如靠近张拉端第一段BC的终点C点力即为第二段CD的起点力，每段的终点力与起点力的关系如下式：

　　Pz=Pq×e-（KX+μθ）（公式3）

　　Pz—分段终点力（N）

　　Pq—分段的起点力（N）

　　θ、x、k、μ—意义同上

各段的起终点力可以根据公式3从张拉端开始进行逐步的计算。

（具体张拉钢绞线张拉伸长量见附表一）

）现浇梁张拉采用QYC270型液压千斤顶1台，YDC-5000型液压千斤顶2台，高压电动油泵及配套油表进行，施工前张拉机具分别经四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院道桥实验研究所和四川航天计量测试研究所检测，并出具相应检测报告，具体报告内容见附表报告证书。

根据千斤顶标定后标定公式，得出油表读数，具体千斤顶对应的油表读数见附表二。

4、张拉顺序

预应力钢束的张拉顺序为：

先纵向腹板，再横梁横向，最后顶板横向。

由内向外、由下向上，两端张拉的钢束需要同时对称张拉。

具体张拉顺序如下图示和编号：

腹板纵向预应力钢束张拉顺序：

F3-2→F3-3→F3-1、F2-2→F2-3→F2-1、F1-2→F3-1→F1-1；（见示意图1）

6#、7#横梁横向预应力钢束张拉顺序：

N1-4→N1-5→N1-3→N1-6→N1-2→N1-7→N1-1→N1-8；（见示意图2）

8#、9#横梁横向预应力钢束张拉顺序：

N1-3→N2-3→N1-2→N2-2→N1-4→N2-4→N1-5→N1-5；（见示意图3）

顶板横向预应力钢束张拉顺序：

分别从N1～37、N1～38开始，先左侧（38#）后右侧（37#），先小里程后大里程，由内向外逐根张拉；（见示意图4）

三、预应力张拉施工

1、预应力张拉施工工序

（1）张拉前，采用钢管支架加木板搭设张拉操作平台。

将油泵、千斤顶、工具锚圈、夹片、扳手、钳子、螺丝刀、石蜡、铜垫圈、棉线等准备好。

清除钢绞线及垫板上的锈迹及混凝土，力求钢绞线束里外均无锈迹且垫板表面平整无铁锈、混凝土等杂物。

并对混凝土龄期、弹性模量、强度再次确认。

对钢绞线的外漏部分外观进行检查，检查是否存在断丝或损伤污染情况。

（2）装工具锚环和卡片：

将钢绞线穿过锚环上相对应的小孔，使钢绞线平行顺直后，工作锚环贴紧锚垫板，在每道小孔中的钢绞线外周插入两块卡片，卡片缝隙大小要调整均匀，要求两卡片外露面要平齐、缝隙要均匀，否则进行调整重装。

当工作锚圈穿束不顺利时，切勿用锤子或其它硬的铁器直接敲击工作锚圈表面。

在工具锚圈表面垫上厚的木板或其它物件，使工作锚圈受力均匀，防止其损坏或变形。

待夹片安装完成后，最终橡胶圈套在卡片尾上的凹槽内。

（3）装限位板：

限位板上的每一个孔对准相应的钢绞线和锚卡环小孔后，使限位板紧贴锚环，无缝。

（4）装千斤顶：

钢束穿过穿心千斤顶的孔道，千斤顶紧贴限位板，保证千斤顶、限位板、锚环、锚垫板在同一中心线上（即四对中）。

由于纵向张拉千斤顶吨位大，施工前提前搭设支架，安装吊索，通过吊索提升千斤顶至张拉位置。

横梁张拉时，在支架内部搭设操作平台，安装吊索，通过吊索提升千斤顶至张拉位置。

顶板张拉时，在翼缘板外侧搭设操作平台，由于千斤顶吨位小，可采用人工搬至千斤顶至张拉位置。

（5）开动油泵少许打油，千斤顶张拉缸保持适量油压后，稍松千斤顶吊索，调整千斤顶使千斤顶、锚具、锚垫板在同一中心线上，以防张拉过程中出现断丝。

（6）张拉时，按照提前制定好且报监理工程师同意的张拉顺序，依次分级张拉。

张拉过程中，梁体两端每端安排2名工人（1人操作油泵，1人量伸长量），1名记录人员。

为确保两端张拉千斤顶同步，张拉时两端油泵操作人员通过对讲机及时沟通，确保张拉两端同步进行。

待张拉进行到100σk（持荷2分钟）时，两端负责伸长量量取的工人及时量取并计算实际伸长量，将实际伸长量同理论伸长量进行对比。

若实际伸长值与理论伸长值之差超过±6%时，分析、查明原因并采取措施处理。

若实际伸长量符合要求，两端千斤顶同时回油到零，同时退去工具锚，卸下千斤顶，进行下一束钢绞线张拉。

2、预应力张拉程序

张拉过程中，腹板、横梁和顶板按照设计图纸要求，分别进行单端张拉或两端张拉。

（1）横梁和顶板位置张拉程序如下:

0→初始应力（10%σcon张拉控制应力）→（20%σcon张拉控制应力）→100%σk（持荷2分钟）锚固。

松开回油线路的升压阀及相应的降压阀，拧紧进油线路的降压油阀，两端油泵操作员用对讲机（项目部测量提供）联系，保证两端同时张拉。

在张拉过程中，操作员须一手握进油阀，同时眼看油压表指针，进油以指针能缓慢匀速上升为准。

在张拉过程中，两端操作员经常保持联系，使两端油压表读数保持大体一致为宜。

根据附表二中对应油表度数，两端同时给予钢绞线10%σcon初应力，测量人员用直板尺量取千斤顶尾部伸长值，记录员进行记录，读数精确至毫米。

继续张拉，当油表到20%σcon测量人员用直板尺量取千斤顶尾部伸长值，记录员进行记录。

继续张拉，待到达100σk读数时，操作员记下时间,保持油表读数持压在100σk时2分钟，采用同样方法测量伸长量。

并按照L1（张拉从10%到20%时的伸长值）+L2（张拉从10%到100%时的伸长值）计算实际伸长值。

将实际伸长量同理论伸长量进行对比，若实际伸长值与理论伸长值之差超过±6%时，应停止张拉，查明原因并采取措施后再继续施工。

（2）腹板位置张拉程序如下：

由于本桥位于缺陷上且曲线半径较小，为防止钢绞线在张拉时拉崩砼。

纵梁在张拉过程中，每束钢绞线分两次进行分级张拉。

第一次张拉：

0→初始应力（10%σcon张拉控制应力）→（20%σcon张拉控制应力）→50%σk（持荷2分钟）锚固

第二次张拉：

0→初始应力（50%σcon张拉控制应力）→100％σk（持荷2分钟）锚固。

第一次张拉时，每根钢绞线按0→初始应力（10%σcon张拉控制应力）→（20%σcon张拉控制应力）→50%σk（持荷2分钟）锚固。

待纵梁钢绞线整体张拉至50%σk时，再按照原张拉顺序进行二次张拉。

二次张拉应力按照0→初始应力（50%σcon张拉控制应力张拉至100σk（持荷2分钟）锚固。

张拉过程中应力控制和伸长量量取方法同横梁、顶板一致。

每束钢绞线实际伸长量按照L1（张拉从10%到20%时的伸长值）+L2（张拉从10%到50%时的伸长值）计算实际伸长值+L3（张拉从0%到50%时的伸长值）+L4（张拉从50%到100%时的伸长值）计算。

并将实际伸长量同理论伸长量进行对比，若实际伸长值与理论伸长值之差超过±6%时，应停止张拉，查明原因并采取措施后再继续施工。

四、压浆施工

本桥腹板纵向、横梁横向以及顶板的横向预应力管道均采用真空辅助压浆。

1、施工准备工作

（1）检查确认材料数量、种类是否齐备，品质是否保证；

（2）检查机具是否完备,运转是否正常；

（3）张拉完成后，用砂轮切割机切除外露的钢绞线（外露量20≤H≤30mm），切割时用湿布裹锚头。

为保证压降过程中，水泥浆不从锚具夹片空隙内流出，采用水泥浆对锚具进行包封。

待包封水泥浆达到0.8Mpa后，方可开展压浆施工。

（4）水泥浆制作

①严格按照驻地办批复的水泥浆配合比水：

水泥：

外加剂=416：

1540：

216使用水泥制浆机在现场集中拌合。

搅拌水泥浆之前，加水空转数分钟，将积水倒净，使搅拌机内壁充分湿润。

搅拌好的灰浆要做到基本卸尽。

在全部灰浆卸出之前不得再投入未拌和的材料，更不能采取边出料边进料的方法。

②装料过程中，首先将称量好的水、水泥、膨胀剂倒入搅拌机，搅拌2min；然后再加入外加剂，搅拌3min出料；待水泥浆出料后马上进行泵送。

③浆体的具体技术指标：

水泥浆水灰比控制在0.26～0.28之间，水泥浆稠度控制在14～18秒；水泥浆的泌水性小于初始体积的2％，四次连续测试的结果平均值小于1％；拌和后泌水在24小时内重新全部被浆吸回；浆体的初凝时间6小时；浆体的体积变化率小于10％，浆体强度7天强度大于40Mpa，28天强度大于50Mpa。

2、真空压浆工艺

张拉完毕后，孔道在24h以内进行压浆，压浆采用真空压浆工艺。

压浆前采用用清水冲洗孔道，使之湿润，检查灌浆孔、排气孔畅通后进行孔道内压浆。

首先，将梁体两端注浆阀、排气孔全部关闭。

启动真空抽气泵，打开抽气阀门，对压浆管道进行抽气。

待真空度压力达到-0.6～-0.1MPa时，停泵2分钟左右，若压力表保持不变，证明管道已达到压浆条件。

这时同时启动真空抽气泵和压浆泵（注：

压浆和抽气泵设在构件的两个端头）对构件管道进行压浆。

考虑到每根管道水泥浆需求量不同，每根管道压浆前，计算压浆需求量。

全桥最大波纹管长度最长为7#墩～10台段落，纹管外径为87mm，波纹管面积为5941mm²,17根钢绞线面积为2380mm²，压浆需求量为0.30方。

每根管道灌浆前，提前拌合足够一次使用的水泥浆，采用适当大小的塑料桶盛放，并随时搅拌，杜绝压浆过程中水泥浆中断。

当浆体达到真空压力瓶时，关闭真空泵及抽气阀门，打开排气阀门，继续注浆2～3分钟。

管道压浆的压力达到0.5～0.7MPa时，关闭压力阀门。

采用真空注浆工艺的构件在24小时内不得受到振动。

管道内水泥浆在压浆后48小时内，结构混凝土温度不低于5℃,否则采用保温措施。

当温度高于35℃时，选择夜间温度低时施工。

压浆时，每班留取3组试件（每组70.7×70.7×70.7mm），标准养生28天后进行试验，作为水泥浆质量的评定标准。

待压浆完成后，及时拆卸外接管路，清洗灌浆泵、搅拌机及所有沾有水泥浆的设备和附件。

3、压浆注意事项

①锚头一定要密封好，并尽早开始灌浆。

②灌浆管选用牢固结实的高强橡胶管，抗压能力≥1Mpa，带压灌浆时不能破裂，连接牢固，不得脱管。

③严格掌握水泥浆的配合比，浆体材料误差不能超过规定值。

④灰浆进入灌浆泵之前应通过筛子。

⑤灌浆工作宜在灰浆流动性没有下降的30—45分钟时间内进行，孔道一次灌注要连续。

⑥中途换管道时间内，继续启动灌浆泵，让浆体循环流动。

⑦压浆的顺序为：

先压下层孔道，后压上层孔道。

在冲洗孔道时如发现串孔，则两孔同时压注。

⑧每班应制作7.07×7.07×7.07cm立方试件三组，标准养护28d，检查抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。

⑨做好压浆记录，包括灌浆日期、作业时间、温度、灰浆的比例和所有的掺加剂，灰浆数量，压浆压力以及压浆过程中所发生的异常情况等。

五、封锚施工方法

1、混凝土的凿毛

（1）待孔道压浆工作完毕后，经检查无漏浆的管道后，在24小时内进行梁体封锚。

封锚混凝土采用C40混凝土，与梁体混凝土一致。

（2）梁端锚穴处凿毛处理，必须做到充分、均匀，露出新鲜混凝土面，凿毛时注意保护梁端面及锚穴棱角免遭破坏。

（3）凿毛后锚穴及时清理干净，封锚前用水清洗润湿。

（4）绑扎封锚钢筋之前，为加强后灌部分混凝土与梁体的连接，及时将锚垫板表面的粘浆和锚环上的封锚砂浆铲除干净。

2、封锚钢筋的安装

（1）封锚钢筋按设计图加工绑扎，下料长度必须准确，以便放入锚穴中。

（2）凿毛、清理工作之后，在锚具的四周及钢绞线端部进行防水处理。

（3）放置钢筋网片时，网片要确保保护层不小于设计5cm，并且利用锚具安装孔连接一端带螺纹一端带钩的短钢筋，使之与封锚钢筋连为一体。

3、混凝土的灌注

（1）封锚混凝土可分几次填塞，保证填塞密实，并用振捣棒振捣密实，不能有空洞、不饱满现象；如有塑性变形造成其与原混凝土之间有缝隙的现象，必须在混凝土未凝固前重新捣固与原混凝土之间达到密实状态。

（2）封端混凝土表面平整光滑，与梁体颜色基本一致，封锚混凝土必须加强捣固，做到混凝土密实，无蜂窝麻面，与梁端面平齐，封端混凝土各处与梁体混凝土的错台不超过2mm。

4、混凝土的养护

封锚砼终凝后，在表面及时覆盖土工布并洒水养生。