K17764怀远互通主线桥张拉压浆方案.docx

成都华川公路建设（集团）有限公司宜州至河池高速公路K17+764怀远互通主线桥预应力张拉及压浆施工方案 成都华川公路建设（集团）有限公司宜州至河池高速公路第二合同段项目部2011年9月5日目 录1.工程概况42.张拉工艺42.1张拉前的准备工作42.1.1张拉机具的选用及标定52.1.2钢绞线、钢筋的下料和穿束及锚垫板的安装62.1.3 钢绞线张拉力和张拉伸长量计算82.1.4 张拉前的构件检查及清理102.2 张拉工艺102.3张拉时易出现问题的原因分析和防治措施132.3.1钢绞线出现滑丝现象，可能由于以下原因132.3.2张拉中发生断丝现象一般有以下原因132.3.3发生夹片回缩不均匀、端部不齐可能由于以下原因143.压浆工艺143.1 真空压浆的优点143.2 压浆前的准备工作143.3 压浆工艺153.4 封端173.5 真空压浆过程容易出现的问题原因分析及防治措施173.5.1孔道堵塞的原因与防治173.5.2孔道注浆不密实的原因与防治184. 张拉质量控制措施184.1加强对设备、锚具、预应力筋的检查184.2严格执行张拉操作规程194.3滑丝与断丝的处理195. 安全操作注意事项206. 附件21附件1： 预应力张拉施工工艺流程图21附件2：纵向预应力钢绞线张拉次序表22附件3：预应力钢绞线分段图形、张拉力及伸长量计算成果表22附件3：预应力钢绞线张拉记录表22附件5：预应力孔道压浆记录表221.工程概况由我项目部承建的怀远互通主线桥，主线中心桩号K17+764.0，桥梁下部采用柱式墩、肋式台，钻孔灌注桩基础，上部采用（20+25+20）m预应力混凝土现浇连续式箱梁。全桥平面在R=4000m的圆曲线内，立面位于R=2800m，T=179.8m，E=0.401m。左幅梁体采用单箱三室，变截面、等高度结构。箱梁顶宽16.75m，底宽12.75m，箱梁中心顶板厚0.25m，腹板厚度0.4m0.609m，底板厚度0.22m0.40m。全桥设置0#、1#、2#、3#共4个墩台，分别在0#和3#设置两道D80型伸缩缝。纵向预应力：底板及顶板（T5、T6）索采用5 15.2高强低松弛钢绞线，强度级别，弹性模量，公称截面积，内径 50mm波纹管，OVM155型锚具。腹板（N1、N2、N3、N4）索采用15 15.2钢绞线，强度级别，弹性模量，公称截面积，内径 90mm波纹管，OVM1515型锚具。预应力张拉采用张拉力与引伸量双控，张拉控制应力，纲束引伸量误差不得超过，否则应查明其原因后再进行施工。混箱梁混凝土强度达到设计强度的90%时，且龄期不小于7天，方可张拉纵向预应力钢束。2.张拉工艺2.1张拉前的准备工作张拉前的准备工作主要包括张拉设备（包括千斤顶、压力表、油泵等）的配套选用及校验、钢绞线和钢筋的严格下料以及张拉前构件的检查和清理等。2.1.1张拉机具的选用及标定1) 千斤顶：张拉纵向预应力束的千斤顶采用两台YCW350B千斤顶,千斤顶编号分别为1010261（101253）对应压力表编号：10233.105（10392.105）.详细数据见预应力用液压千斤顶检验报告。2) 校验：采用校验标定的方法测定油压千斤顶的实际作用力与油压表读数的关系，得出其线形回归方程。校验时，应将千斤顶及配套使用的油泵、油压表一起进行，校验成果作为实际张拉力的计算公式。在下列情况之一时，应进行校验： 使用新的或刚修复的油压表； 使用新的或刚修复的千斤顶； 油压表指针不能退回零点时；千斤顶使用超过检验期一个月，或张拉次数达到200次时； 张拉过程中发生预应力筋实然断裂时； 计算值与实测值两者相差悬殊时； 改变千斤顶与油泵的组合时； 其他，认为有必要时。3) 设备的检查： 油量应充足，并应使用油泵用优质矿物油；千斤顶与油泵以及高压油管两端连接器的灰尘予以清除；应排除油泵内的空气； 不能有漏油现象；操作人员应熟悉油泵的操作顺序。4) 电动油泵使用注意事项： 运输过程中翻倒时，不能再使用； 供给油箱的油，应使用油泵用优质矿物油； 启动电动机时，应确认流量调整把手并缓慢进行，而且压力不超过规定；事先核对电源的电极和电压，而且不得拆掉软线的插头来使用；开动张拉侧控制阀时，应一边看压力表，一边慢慢打开； 试运转与排气：开机前泵内各容油空间都充有空气，将影响压力不稳，要不断打开控制阀，令油泵空运转至油液中无空气为止。5) 张拉用临时设备： 检查是否保证有所需的电源； 检查是否确保有张拉装置的作业空间； 检查作业脚手架是否齐备、安全；准备好平面和垂直搬运工具；张拉设备不能被雨淋湿，要准备有防雨设备。2.1.2钢绞线、钢筋的下料和穿束及锚垫板的安装预应力筋下料之前必须按批次抽取试件试验。以同牌号、同炉号、同规格、同生产工艺、同交货状态的预应力筋，每30t为一批，不足30t也按一批计。进行拉伸、弯曲或反复弯曲试验。预应力筋用锚具、夹具和连接器进场时，也必须按批次进行外观检查和抽取试件做硬度和静载锚固性试验。每1000套为一批，不足1000套也按一批计。检验项目：外观、硬度、静载锚固性能等。预应力筋和锚垫板都必须有产品质量证明书，否则，不予使用。 2.1.2.1 预应力管道的安装（1）预应力管道的安装应和钢筋安装同时进行，要注意组织好钢筋和波纹管安装顺序。（2）纵向预应力管道采用预埋90mm塑料波纹管。波纹管外观应清洁，内外表面无油污，无引起锈蚀的附着物，无孔洞和不规则的折皱，咬口无开裂、无脱扣。波纹管的接长采用接头管，两端用密封胶带封裹，以防接头处漏浆。（3）预应力安装时严格按图纸设计给定孔道坐标位置固定，要求保证安装的竖向，横向准确性，平弯、竖弯的地方要按设计设置准确的转弯半径。同时用井字定位网钢筋固定，定位网钢筋直线段每1米一道，曲线加密0.5m一道。定位网钢筋要与梁体钢筋用电焊焊牢，管道与定位钢筋用铅丝绑扎牢固，防止管道移动。（4）预应力筋应按照图纸设计长度进行下料，并符合相关技术规范。（5）波纹管安装时，要确保管内无杂物，管道敞口处，采用塑料胶布封堵。（6）施工中要注意保护波纹管，施工人员不得进行踩蹋或用工具敲击。或发现波纹管局部变形，要及时进行更换处理。（7）波纹管在安装时，如与普通构造钢筋发生矛盾时，应在现场技术人员同意的前提下将普通钢筋适当移位，以确保波纹管孔道位置准确。（8）安装时波纹管要远离电焊，要及时更换或用塑料胶布缠裹防漏。（9）两端安装锚垫板及加强螺旋筋，并按每种锚具的规格将其固定。锚垫板要牢固地安装在端头模板上，定位螺栓要拧紧，垫板要与孔道严格对中，并与孔道端部垂直，不能错位。2.1.2.2 钢绞线的下料和穿束（1）预应力筋的存放应有防雨措施，不能直接放在泥地上或露天堆放，以防生锈。（2）预应力筋下料时按设计图纸。下料长度误差：钢绞线控制在10mm内。 （3）钢绞线下料采用切断机或砂轮锯切割，在切口的两侧5cm处预先用扎丝绑牢，防止切割后切口松散。下好料的钢绞线下面必须垫木板或方木，防止泥土弄脏。（4）钢绞线编束时，钢束要顺直，不得扭结，其头部要适当后错位，形成一圆顺的尖端，用塑料胶布缠裹严密、结实，每隔2m绑一道扎丝。（5）穿束前要对孔道进行清孔，可用空压机向孔道内吹气，将杂物吹出。（6）浇筑混凝土前要严格全面的对波纹管进行检查，包括坐标位置，线型，弯起半径和密封性。在混凝土浇注过程中，要注意保护波纹管，施工人员不得随意踩蹋，不能用振捣棒碰波纹管，防止管道移位或管道漏浆。2.1.2.3锚垫板的安装两端安装锚垫板及加强螺旋筋，并按每种锚具的规格将其固定。锚垫板要牢固地安装在端头模板上，定位螺栓要拧紧，垫板要与孔道严格对中，并与孔道端部垂直，不能错位。2.1.3 钢绞线张拉力和张拉伸长量计算预应力张拉采用张拉力与引伸量双控，张拉控制应力，纲束引伸量误差不得超过，否则应暂停张拉，查明原因并采取措施加以调整，再继续进行张拉。1) 预应力筋张拉端张拉力计算：式中： P张拉端张拉力，KN； 锚下张拉控制应力； 每束预应力钢绞线截面积；n预应力筋束数，5（15）束，n=5（15）； b超张拉系数，不超张拉，取1.0。2) 孔道摩阻损失计算： 第段预应力筋末端预应力损失，N; x预应力筋长度，m; 孔道转角与切线的夹角之和，rad； 孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，计算取0.0015，需做摩阻力试验确定； 预应力筋与孔道壁的摩擦系数，计算取0.25，需做摩阻力试验确定。3) 预应力筋理论伸长值计算：式中：理论伸长量，cm； P张拉端张拉力，N； 预应力筋长度，mm； A预应力筋截面积； 预应力筋的弹性模量；最终按试验结果；4) 实际预应力筋伸长值的量测及计算方法：预应力筋张拉前，先调整到初应力（取控制应力值的10）再开始张拉和量测伸长值。实际伸长值为张拉时量测的伸长值加上初应力时的推算伸长值。式中：从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值，cm；初应力时推算伸长值，cm。（采用应力值10%到20%的实测伸长值替代） 2.1.4 张拉前的构件检查及清理1)张拉前，必须对混凝土构件进行检验，外观和尺寸应符合质量标准要求；张拉箱梁混凝土强度要求达到设计强度的85。2)穿束前应用压力水冲洗孔道内杂物，观察孔道内有无串孔现象。用风吹干孔道内水份。3)张拉前检查锚垫板和孔道的位置必须正确，灌浆孔和排气孔应满足施工要求，孔道应畅通，无水份和杂物，锚具、垫板接触板面上的焊渣、混凝土残渣等要清除干净。4)将锚垫板喇叭口内外清理干净，剔除多余的波纹管，安装工作锚及夹片，密封工作锚和垫板，顶紧夹片。2.2 张拉工艺纵向预应力筋的张拉遵循“同步、对称、偏心荷载小”的原则，按设计图顺序和施工顺序逐束张拉。(1)顺序安装：安装工作锚锚板和夹片；安装限位板；安装千斤顶；安装工具锚组件；锚板不垂直度不得大于1（见下图） 锚环及夹片使用前用煤油或柴油逐件清洗干净，不得有油污、铁屑、泥砂等杂物。 钢绞线外伸部分要保持干净，施工人员不得随意进行踩蹋。 工作锚必须准确放在锚垫板的定位槽内，并与孔道对中，每个锚孔中，每个锚孔装入夹片拼用胶圈套好。穿入工作锚的钢绞线要顺直，对号入座，不得使钢绞线扭结交叉。先安装内圈的夹片，再安装外圈的夹片，最后用内径稍大于钢绞线的铁管穿入钢绞线，向前轻击顶紧夹片。 限位板要与锚环对中，不得错开。 安装千斤顶于孔道中线对位，注意不要接错大、小油缸。安装千斤顶时，不要推拉油管及接头，油管要顺畅，不得扭结成团。 工具锚安装前，应将千斤顶活塞伸出35cm，钢绞线穿入工具锚时，要对号入座，钢绞线的位置要与工具锚孔的位置对应，千斤顶内钢绞线要相互平行。 为保证完成张拉后，工具锚能顺利退下，必须在工具锚的夹片光滑面均匀地涂一层厚约1mm的润滑剂，也可在工具锚的锚孔中涂润滑剂。 工具锚的夹片与工作锚的夹片应分开放置，不得混淆。每次安装前要对夹片进行检查，如有裂纹及齿尖损坏等现象，应及时更换。 (2)将B路回油阀打开，A路截止阀关闭即可启动油泵电机，向张拉缸供油进行张拉；同时调节节流阀，以控制油压高低和张拉速度。 (3)在活塞外伸时，工具锚夹片可自行夹紧钢绞线。工作锚中的夹片此时因受限位板的支托，只可被带出一些而不会退出很多。 (4)先调整到初应力 （取控制应力值的10），再开始按10%con20%con 100%con（持荷2min锚固）张拉和量测伸长值,并做好伸长量记录。 (5)当活塞行程还余10mm20mm时，即停止向A路供油，此时可将节流阀回旋，同进转回回油阀，A路压力降至零点。由于钢绞线束的加缩，活塞被接回若干长度，这时工作锚的夹片被带入锚板内而自行夹紧。钢绞线的回缩量不得大于6mm。 (6)B路关闭截止阀，节流阀控制升压，活塞回程，留10mm20mm即可停泵。 (7)如果钢绞线张拉长度较短，一次张拉就可达到张拉控制应力；如果一次张拉达不到设计要求，则进行多次张拉；此时，自动工具锚的夹片已与锚板自行脱离，因此二次张拉前需将工具锚平片重新推入工具板锥孔中，然后重复以上步骤，直到达到设计张拉力。张拉至控制应力持荷5分钟，如油压有点下降则加油到张拉力后可锚固。当张拉的钢绞线为一端张拉时锚固可直接缓慢释放油缸压力到零；当两端张拉钢绞线时必须分端锚固，即先将一端张拉锚固后，再将别一端补足控制应力值后进行锚固。(8)张拉时进行双控，以张拉力控制为主，以张拉时的实际伸长值与理论伸长值进行校核，钢绞线束实际伸长值与理论伸长值相差要控制在6以内方可进行锚固，否则暂停张拉，查明原因并采取措施加以调整后，再续继张拉。纵向预应力钢绞线张拉次序见附表。竖向预应力筋的张拉采用顶端单向张拉，在此不详述。2.3张拉时易出现问题的原因分析和防治措施2.3.1钢绞线出现滑丝现象，可能由于以下原因锚环锥孔、夹片生锈或有杂质造成夹片回缩不到位。夹片或锚环硬度不足，发生变形造成夹片夹不牢。穿束时钢绞线混乱，造成钢束中钢绞线受力不均匀，个别钢绞线受力大于设计张拉应力。锚具和夹片的锚固性能不符合要求。钢绞线弹性模量较大，夹片夹不牢固。2.3.2张拉中发生断丝现象一般有以下原因穿束时钢绞线绞在一起，在波纹管中顺序较乱，张拉后个别钢绞线受力较大，超过钢绞线极限抗拉强度。夹片硬度太大，对钢绞线线产生损伤。钢绞线穿束前受到损伤。孔道阻塞，钢绞线受力不均匀。钢绞线存在质量问题。2.3.3发生夹片回缩不均匀、端部不齐可能由于以下原因锚具和夹片之间摩阻太大，卸载时回缩不均匀。锚具和夹片的锚固效率系数不符合要求。夹片质量不一致、硬度不同。限位板和锚具之间空隙不适当，夹片滑出太多或者不能自由滑出，锚固时回缩不一致。防治措施：严格控制钢绞线质量及下料长度，钢绞线一定要有质量鉴定合格证书；穿束顺序要合理，不能发生窜孔、扭绞现象；夹片、锚具质量和硬度等性能指标经过严格鉴定，符合要求方能使用，必要时更换；张拉前冲洗干净波纹管内附着物，以减小孔道壁摩擦；限位扳、锚具等的安装严格按说明书和作业指导书进行；控制张拉力缓慢均匀增加且不能过多超张拉。3.压浆工艺3.1 真空压浆的优点 1)可消除普通压力灌浆方法引起的气泡和混在稀浆中的气泡，减少有害水分的聚积地。 2)真空灌浆是一个迅速、连续的过程，管道抽真空只要几秒钟，灌浆只要34分钟，而普通压力灌浆需超过10分钟。 3)它可提供均匀、密实不透水的灰浆保护层，密实度在99%以上。3.2 压浆前的准备工作1)校验：校验抽真空泵和压浆泵的工作性能，特别是压力表的读数是否正常，确保压浆过程顺利进行。2)割掉锚外预应力筋：露出锚具的多余钢绞线，应采用砂轮锯切割掉，不宜采用电弧焊等烧割方式，以免钢绞线过热产生滑丝，钢绞线切割后余留约3cm。竖向预应力筋螺母外留25mm。3)封锚：锚具外边的间隙应用水泥浆或环氧树脂胶浆填塞，以免冒浆而损失灌浆压力。4)冲洗孔道：在压浆前应用压力水冲洗管道，以排除管道内杂物，如果管道内有油污，应采用含碱水冲洗，以保证管道畅通。冲洗后用空压机使用不含油的压缩空气吹去管道内积水，但要使孔道保持湿润，以便水泥浆与孔壁结合良好。5)箱梁的压浆工作，宜在预应力筋张拉后2天内完成。3.3 压浆工艺（1）真空泵端设在高端。压浆端设在底端，因高差3米引起的浆液静力压强为0.06-0.07Mpa，那末对因高差造成的影响基本可忽略，却有利于压浆质量的保证。压浆时压浆泵的最大压力宜保持在0.60.7Mpa，孔道过长时压力稍加大到 1.0Mpa左右。（2）管道密封及封锚。封锚做法：张拉完毕，将多余钢绞线切割，用湿润水泥团封堵，为确保水泥团不掉落及养护期间不开裂，在水泥封锚作出后，又用双层塑料薄膜密封并绑扎固定在锚具上。对于其他可能漏气的连接点，采用玻璃胶进行密封，从而保证了管道的密封。封锚提前二天进行，在压浆之前进行检查，对有漏气的情况，再使用玻璃胶处理，以确保孔道密封。（3）检查设备连接及电源、水管路、材料准备到位情况，施工平台等措施，检查封锚及孔道密封工作，高压水洗孔并用高压风将孔内积水吹干。（4）两端抽真空管及灌浆管安装完毕后，关闭进浆管球阀，开启真空泵。真空泵工作一分钟后压力稳定在-0.06 Mpa至-0.10 Mpa，继续稳压1分钟后，开启进浆管球阀并同时压浆。（5）压浆后应立即检查压浆的密实情况，如有不密实，应及时处理。水泥浆应按规定制作试块，以检测其强度。（6）补压及稳压：真空泵、灌浆机停机，将抽真空连接管卸下，将出浆端球阀关闭，用预先准备的4磅铁锤将出浆端封锚水泥敲散，露出钢绞线间隙。再用灌浆机正常补压稳压。此时，从钢绞线缝隙中会被逼出水泥浆，再持续补压稳压过程中，水泥浆由浓变稀，由稀变清，由流量大至滴出清水。补压稳压结束，关闭球阀。补压稳压历时3分钟。球阀拆除清洗在半小时后至一个小时之间进行。（7）压浆时最高温度不宜高于35。（8）压浆中途发生故障、不能连续一次压满时，应立即用压力水冲洗干净，使孔道通畅，待故障处理后再重新进行压浆。（9）竖向预应力筋铁皮管的压浆拟采用非真空压浆的方式进行，在预埋的三通管上预先套上与其相对应径口的塑料管，自下而上压浆，直至浆液冒出已张拉预应力筋顶部并充满整个嘈口，浆液与原浆液颜色、浓度一致时方可停止压浆，封闭下端。真空压浆注意事项：压浆顺序自下而上，并应将其中一个断面的孔道一次作业中压完，以免孔道漏浆堵塞邻近孔道，如集中孔道无法一次压完时，将相邻未压浆孔道用压力水冲洗，使继续压浆时通畅无阻。 每个压浆锚塞进、出浆口均应安装一节带阀门的短管，以备压注完毕时封闭，保持孔道中的水泥浆在有压力的状态下凝结。 压浆的压力以保证入孔内的水泥浆密实为准，开始压力要小，逐步增加，保持为0.6MPa0.7MPa。每个孔道压浆至最大压力后，应有一定的稳定时间。压浆应达到孔道另一端饱满和出浆，并达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。 为检查孔道内水泥浆的实际密度，压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实及时处理和纠正。要在拌制水泥浆同时，制作标准试块，经与构件同等条件养护到20MPa撤消养护后，方可进行移运和吊装。真空压浆时最高温度不宜高于35。3.4 封端1)孔道压浆完毕后立即将梁端水泥浆冲洗干净，同时清除支承垫板、锚具及端面混凝土的污垢，并将端面混凝土凿毛，以备浇筑封端混凝土。 2)设置端面钢筋网。为固定钢筋网的位置，可将部分箍筋点焊在支承垫板上。 3)固定封端模板，以免在浇筑混凝土时模板走动而影响梁长。立模后校核梁体全长，其长度应符合允许偏差的规定。 4)浇筑封端混凝土时，要仔细操作并认真振捣，保证锚具处的混凝土密实。3.5 真空压浆过程容易出现的问题原因分析及防治措施3.5.1孔道堵塞的原因与防治产生原因：由于孔壁受外力和振动影响，因方向不正确而产生挤压和附加振动所致。另外穿束时，如用力过大，速度太快也可导致波纹管破裂或连接处开缝而导致堵塞现象。 防治措施：在混凝土浇筑振捣时，不能出现过振现象；在穿束前，将钢束端部用绝缘胶带封闭包成球状，以防顶破波纹管。3.5.2孔道注浆不密实的原因与防治产生原因：注浆顺序不当，可能实施了先上层后下层的压浆顺序；注浆压力较小，或未设排气孔，部分孔道被空气堵塞；注浆未连续进行，部分孔道被堵塞；水泥标号过低；水泥中未加入膨胀剂。 防治措施：注浆前用压力水冲洗孔道，按先下后上的顺序压浆；孔道设排气孔，控制压浆压力在0.50.7MPa；每个孔道一次注浆完成，中间不停顿；采用高标号如C50水泥，灰浆水灰比控制在0.4左右，为减少收缩，在水泥浆中掺入适量的铝粉。4. 张拉质量控制措施 在张拉过程中，由于各种原因会导至预应力束断丝或滑丝，使预应力筋受力不均，甚至使构件不能建立足够的预应力，所以在预应力筋张拉过程中，张拉力及与之对应的预应力筋伸长量都要认真做好量测和记录，以作为检验张拉效果时的依据。4.1加强对设备、锚具、预应力筋的检查1) 千斤顶和油压表需按时进行校正标定，保持良好的工作状态，保证误差不超过规定范围；千斤顶的卡盘、楔块尺寸要正确；没有摩损沟槽和污物，以免影响楔紧和退楔。2) 锚具尺寸要正确，保证加工精度。锚环、锚塞应逐个地进行尺寸检查，有同符号误差的应配套使用。3) 锚环不能有内部缺陷，应抽样进行电磁探伤，锚环太软或刚度不够都会引起锚塞的内缩超量。4) 预应力筋使用前应按规定检查：钢绞线编束应认真梳理，避免交叉混乱；清除钢丝表面的油污锈蚀，使钢绞线能正常楔紧和正常张拉。5) 锚具安装位置要准确：锚垫板承压面，锚环等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。4.2严格执行张拉操作规程1) 垫板承压面与孔道中线不垂直时，应当在锚圈下垫薄钢板调整垂直度。2) 锚具在使用前须先清除杂物，刷去油污。3) 楔紧束的楔块其楔紧程度务求一致。4) 千斤顶给油、回油工序应缓慢平稳进行。特别是要避免大缸回油过猛产生较大的冲击振动，以免发生滑丝。5) 张拉操作要按规定进行，防止钢丝受力超限发生拉断事故。4.3滑丝与断丝的处理预应力张拉过程中或锚固时，预应力筋断丝与滑丝的处理原则应遵循设计和下表（预应力筋断丝、滑丝限制）的规定，否则，必须处理。项次类别检查项目按制数1钢丝束、钢绞线束每束钢丝断丝或滑丝1根每束钢绞线断丝或滑丝1丝每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总