后张法现浇箱梁预应力张拉作业指导书.doc

- 1 - 十六、后张法现浇箱梁预应力张拉作业指导书 1. 编制目的.2 2. 编制依据.2 3. 适用范围.2 4. 施工准备.2 4.1 张拉条件满足设计规定 .2 4.2 端头及孔道处理 .2 4.3 千斤顶、压力表已配套标定 .2 4.4 预应力材料经过检验合格 .3 4.5 理论伸长量已计算并交底 .4 5. 施工方法.5 6. 工艺流程.5 6.1 钢绞线下料及编束 .5 6.2 预应力筋穿束 .5 6.3 安装锚具及千斤顶 .6 6.4 张拉 .7 6.5 锚固 .9 7. 主要机具及设备.9 8. 劳动力组织.9 9. 质量标准及注意事项.9 9.1 质量要求 .9 9.2 注意事项 .9 9.3 滑丝原因及预防措施 .10 9.4 断丝原因及预防措施 .11 9.5 断丝滑丝处理 .11 10. 安全措施.12 11. 文明环保措施.12 - 2 - 1. 编制目的 预应力张拉在预应力现浇箱梁施工工序中既是关键工序，又是特殊工序， 其施工质量直接关系到桥梁的质量状态，是影响产品质量的关键因素。本作业 指导书规定了后张法预应力现浇箱梁的张拉工艺操作方法及质量控制要求、质 量缺陷处理方法及安全操作事项。 2. 编制依据 2.1铁路混凝土工程施工质量验收标准(TB10424-2010) 2.2铁路桥涵工程施工质量验收标准 （TB10415-2003） 2.3客货共线铁路桥涵工程施工技术指南 （TZ203-2008） 2.4公路桥涵施工技术规范 （JTG/T F50-2011） 2.5预应力混凝土用钢绞线 （GB/T 5224） 3. 适用范围 适用于后张法现浇箱梁（简支梁、连续梁）预应力张拉施工。 4. 施工准备 4.1张拉条件满足设计规定 张拉条件包括强度等级、弹性模量、龄期，按设计文件规定执行。 若锚垫板下混凝土不密实，应采取加固处理措施。待加固处理区域具备强 度后，方可实施张拉。 4.2端头及孔道处理 锚垫板处影响工作锚安装的混凝土残渣等缺陷要清理干净；先穿法预应力 孔道，浇筑混凝土期间应来回抽动预应力筋，确保孔道通畅。孔道内的杂物及 积水采用高压风清理。 4.3 千斤顶、压力表已配套标定 宜采用具有自锚功能的千斤顶。张拉千斤顶的额定张拉力宜为所需张拉力 的 1.5 倍，且不得小于 1.2 倍。 压力表应选择防振型产品，最大读数应为张拉力的 1.52.0 倍，标定精度 应不低于 1.0 级，表盘直径不得小于 150mm。 油泵的油箱容量宜为张拉千斤顶总输油量的 1.5 倍，额定油压数宜为使用 油压数 1.4 倍。 - 3 - 千斤顶与压力表要配套标定，以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线， 建立计算回归方程。超过半年或使用 200 次后，使用过程中千斤顶或压力表出 现异常情况，千斤顶检修或更换配件后，应重新配套标定。 千斤顶与压力表的配套数量，应能满足梁体均衡张拉以及施工进度的需要。 在某套顶表需要重新标定时，应有备用的顶表可供使用。 4.4 预应力材料经过检验合格 4.4.1 钢绞线 4.4.1.1 包装及标记 每一钢绞线盘卷均应拴挂标牌，注明供方名称、商标标记、产品标记、数 量、出厂编号、规格、强度级别、执行标准号等，每批进场的钢绞线应有出厂 质量证明。 4.4.1.2 表观质量 进场的钢绞线表面不得有油、润滑脂等物质，允许有轻微的浮锈，但不得 有目视可见的锈蚀麻坑。 4.4.1.3 尺寸检验 钢绞线的直径应用分度值为 0.02mm 的量具测量，在同一截面不同方向测量 两次取平均值。 17 结构钢绞线直径 17 公称直径 15.20mm 钢绞线尺寸及允许偏差、每米重量表 钢绞线结构公称直径直径允许偏差参考截面积每米参考质量 - 4 - Da（mm）（mm） (mm2) （kg） 1715.20+0.40 -0.20 1401101 4.4.1.4 每米质量测量 取 3 根长度不小于 1m 的钢绞线，每根长度测量精确到 1mm，质量精确到 1g，分别计算 3 个样品的每米质量。最后取 3 个计算值的平均值，做为实测每 米质量。 4.4.1.5 取样及判定 钢绞线分批检验时每批质量应不大于 60t。每批钢绞线由同一牌号、同一 规格、同一生产工艺捻制的钢绞线组成。 检验时从每批钢绞线中任取 3 盘，从每盘钢绞线端部正常部位截取一组试 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。 试样结果有一项不合格时，则不合格盘报废。并再从该批未检验过的钢绞 线中取双倍数量的试样进行不合格项的复验；如仍有一项不合格，则该批钢绞 线为不合格。 4.4.2 锚具夹具 锚具夹具进场后应进行外观和外形尺寸、产品合格证检查，并按同一种类、 同一材料和同一生产工艺且连续进场的，每 5000 套为一批，不足 5000 套也按 一批计，进行硬度、静载锚固系数性能试验。 外观和外形尺寸检查：施工单位每批抽检 10%，且不少于 10 套；监理单位 每批抽验数量为施工单位的 10%，且不少于 3 套。 硬度试验：施工单位每批抽验 5%，且不少于 5 套；监理单位为施工单位的 10%，且不少于 2 套。 静载锚固系数性能试验施工单位每批抽检一次（3 套） ，监理单位每批抽验 数量为施工单位的 10%，但至少一次（3 套） 。 4.5 理论伸长量已计算并交底 根据标定的顶表配套套数，分别计算出每束钢绞线在各张拉阶段的张拉力、 油表读数及最终理论伸长量值。 计算书应由总工程师签字，并报监理工程师审核批准后，方可使用。 - 5 - 5. 施工方法 预应力张拉按设计规定的顺序、规定的张拉程序进行，两端张拉要求同步 对称。预应力张拉以张拉应力和伸长量进行双控，以张拉应力控制为主，伸长 量校核为辅。 6. 工艺流程 6.1 钢绞线下料及编束 6.1.1 下料 钢绞线盘卷竖向置于专门制作的下料架内，防止钢绞线头弹出伤人。从内 圈端头开始往外拉，达到要求长度后采用切割机或砂轮机切断，严禁采用电弧 烧断。 钢绞线下料长度应满足安装千斤顶、锚垫板的需要，一般按下列公式计算： 4321 2)(2lllnllL 钢绞线下料长度； 锚具支承板间管道长度 L l 工作锚具厚度； 张拉千斤顶长度； 1 l 2 l 工具锚具厚度； 长度富余量（可取 100mm） ； 3 l 4 l 单端张拉为 1，两端张拉为 2。n 6.1.2 编束 可将一根钢束中的全部钢绞线编束后成整体装入孔道中，也可逐根将钢绞线 穿入孔道。孔道较长的连续梁，宜将一根钢束中的全部预应力筋编束后整体穿 入孔道中。 同一束钢绞线要采用强度相同的预应力钢材。各股要梳理顺直，不得交叉扭 结。编织成束后其端头部分要采用塑料纸包裹，避免穿管时尖锐的端头刺破孔 道。编束后要进行编号标识，分别存放。 6.2 预应力筋穿束 后张法现浇箱梁预应力钢绞线穿束分为先穿法与后穿法两种。简支梁孔道 较短，一般采用先穿法；连续梁预应力孔道较长，宜采用后穿法。 6.2.1 先穿法 - 6 - 简支梁孔道较短，可不需要采用牵引装置，直接从一端穿入到另一端。整 体穿束时，束的前端应设置穿束网套或特制的牵引头。单根穿入的，应采用穿 束机逐根将其穿入孔道内。 穿束过程中，应保持预应力筋顺直，且仅应前后拖动，不得扭转，避免孔 道内钢绞线发生相互缠绕。触碰到孔道时不得强行硬顶，应先退出进行适当调 整后再往前穿，以免刺破孔道。 钢绞线穿入后，应检查校核两端外露的长度，并采用胶带或塑料纸包裹严 密。孔道端部开口应密封，防止湿气进入，加剧钢绞线锈蚀。 钢绞线先穿入时间不应提前过早，宜安排在即将浇筑混凝土时穿入，避免 钢绞线放置时间过长产生锈蚀。自穿入钢绞线到压浆的容许间隔时间见下表， 否则应采取防止锈蚀的措施。 暴露条件钢绞线安装后至压浆时的容许间隔时间 （d） 空气湿度大于 70%或盐分过大时 7 空气湿度 40%70%时 15 空气湿度小于 40%时 20 浇筑箱梁混凝土过程中，应经常来回抽动钢绞线，检查孔道变形及通畅情 况。 6.2.2 后穿法 浇筑混凝土之前，孔道内应设置内撑管（或叫抽拔管） ，防止孔道变形；在 浇筑过程中来回抽动，检查孔道变形及通畅情况。内撑管抽拔时间应通过试验 确定，一混凝土抗压强度达到 0.40.8Mpa 时为宜，抽拔时不得损伤结构混凝 土。抽拔后应采用通孔器或压水、压气等方法对孔道进行检查，如发现孔道堵 塞、有残留物或与邻孔有串通，应及时处理。 穿束之前应对孔道进行检查，采用压力水见可能粘附于孔壁的杂物冲洗掉， 同时可检查出有无串孔现象。然后用高压风吹干孔道内的水分。 简支梁采用后穿法的，要求同先穿法。连续梁采用后穿法的，宜采用穿束 机或卷扬机等牵引机具，从一端缓慢拖拽到位。 6.3 安装锚具及千斤顶 6.3.1 安装顺序 工作锚工作夹片限位板千斤顶工具锚工具夹片。 - 7 - 锚具、千斤顶安装示意图 6.3.2 锚具安装 锚具在使用前用柴油逐一清洗，除去铁屑、泥砂等杂物，锈蚀严重者一律 不得使用。 在检查钢绞线外露长度无误后，将外露部分钢绞线梳理顺直，工作锚各锥 孔与每根钢绞线相对应，逐步推向至锚垫板限位环槽口内，使喇叭垫板受力均 匀，严禁错位安装，形成喇叭口受到巨大的局部集中压力，造成喇叭口破坏。 工作锚中心应与孔道中心对齐，与锚垫板密贴。工作锚就位后，在每个锥孔内 钢束四周安装夹片。夹片安装时应轻轻敲打，均匀受力，不得重击。最后用 50cm150cm 长内径为 18mm 或 20mm 的钢管（两端切割整齐）敲紧敲齐夹片， 使其两端面在同一平面内，并且夹片之间的空隙不得夹有钢丝。 工具锚安装方法与工作锚相同，孔位与工作锚的位排列要一致，以防钢绞 线在千斤顶穿心孔内打叉。工具锚夹片在使用前应在表面均匀涂上一层蜡质润 滑剂，以利卸锚。 6.3.3 千斤顶安装 千斤顶应采用倒链吊住，以便整千斤顶的上下高度、前后角度。倒链悬挂 在固定于箱梁顶板上的悬挑支架上。 限位板及千斤顶安装，要不断校正其位置和角度，使张拉力的作用线与孔 道中心线（曲线段为孔道中心线末端的切线）重合，与垫板垂直。千斤顶上的 油管应自然垂向地面，不宜朝天扭曲，以免造成漏油。 6.4 张拉 限位板 工作锚 弹簧 千斤顶工作简图 钢绞线 150千斤顶 AB 工具锚 - 8 - 6.4.1 张拉顺序 预应力钢绞线张拉必须严格按照设计规定的顺序执行，做到两端张拉同时 同步，左右对称进行，最大不平衡束不得超过一束。 两端同时张拉时，两端千斤顶升降压、画线、测量伸长值等工作应基本一 致。 6.4.2 张拉程序 不需要倒顶的张拉程序：010%k（伸长量 L1）20%k（伸长量 L2） 100%k（伸长量 L3）持荷 5min（检查无滑丝现象）k回油锚固测 定回缩量（回缩量 L4）及夹片外露量。 注：1、k为张拉控制应力； 2、回缩量包括工具锚处、工作锚处回缩量。 实测伸长量 L=（L2-L1）+（L3-L1）- L4 如伸长量较大，超过千斤顶的最大行程，则在张拉过程中需要先张拉一定 长度后，在此位置临时锚固后重新安装千斤顶继续张拉至设计要求张拉力。 要倒顶的张拉程序：010%k（伸长量 L1）20%k（伸长量 L2） %k（伸长量 L3，值以千斤顶行程为准。 ）回油锚固重新安装千斤XX 顶%k（伸长量 L4）100%k（伸长量 L5）持荷 5mink回油锚固X 测定回缩量（L6）及夹片外露量。 实测伸长量 L=（L2-L1）+（L3-L1）+（L5-L4）- L6 6.4.3 张拉操作过程 6.4.3.1 两端张拉互相呼应，准备操作。由一技术员在一端用对讲机统一 指挥，另一人在另一端协助指挥。 6.4.3.2 打开油泵全部阀门，启动油泵，排除油路内的空气。 6.4.3.3 关闭张拉油路持荷阀，调节该油路调压阀，使张拉端油缸缓缓进 油，此时回油阀门全部打开。注意控制锚具、限位板、千斤顶对中情况。 6.4.3.4 张拉油路油压升至初应力读数（10%k）油压时，作伸长量标记 （测量油缸活塞伸长量） ，打紧工具锚夹片，调整千斤顶高度（放松倒链） ，使 其自然受力。 6.4.3.5 张拉油路油压平缓、均匀地升至 100%k 后，持荷 2 分钟后测量 - 9 - 油缸活塞伸长量。 6.4.3.6 松开张拉端持荷阀，缓慢调节张拉油路卸压阀，当卸压至初应力 所对应的油压时，停止卸压，测量油缸活塞伸长量，收紧倒链，不使千斤顶下 滑。继续调整张拉端油路卸压阀，直至油压为 0，此时钢绞线整齐地锚固在工 作锚上。 6.4.3.7 关闭顶压、回程油路持荷压阀，调节压阀升至 5Mpa 左右进行顶压， 千斤顶回程完毕后，马上松开该油路调压阀、持压阀，使该油路油压为 0。 6.4.3.8 关闭油泵。 6.5 锚固 6.5.1 当张拉力达到设计荷载，实际伸长量与理论伸长量之差不超过6% 时，方可卸载锚固。 6.5.2 两端张拉均达到设计控制张拉力后，应一端先锚固，在另一端补足 预应力值后锚固。 6.5.3 预应力筋锚固后采用砂轮机切割端头多余的预应力筋，外露长度不 宜小于 30mm，且不应小于 1.5 倍预应力筋直径。 7. 主要机具及设备 主要设备为穿心式千斤顶（按左右同时张拉要求，两端张拉要配 4 台，单 端张拉要配 2 台） 、高压油泵（与千斤顶数量相同） 、倒链、吊架以及对讲机、 钢板尺。 8. 劳动力组织 每台千斤顶处作业人员有高压油泵操作 1 人，千斤顶安装 1 人，技术员 1 人（兼顾伸长量测量及指挥） 。 9. 质量标准及注意事项 9.1 质量要求 9.1.1 张拉以张拉控制应力为主，伸长量校核为辅。实际伸长量与理论伸 长量之差不得超过6%。 9.1.2 断丝或滑脱数量不得超过预应力筋总数的 5，并不得位于结构的同 一侧，每束内断丝不得超过 1 根。 9.1.3 回缩量不大于 5mm。 - 10 - 9.2 注意事项 9.2.1 确认所用千斤顶、高压油泵、压力表为配套检定，液压油容量满足 要求（油箱容量的 2/3） ，试机运转正常，两端通话正常。 9.2.2 两端张拉要求两端左右侧同步对称稳步进行。操作过程应随时通过 对讲机进行联系，使两端张拉行动协调一致，分级施加的张拉力和伸长量基本 保持一致。如出现相差较大时应及时采取两端加压速度进行调节。 9.2.3 张拉时应认真做到孔道、锚环与千斤顶三对中，以便张拉工作顺利 进行，并不致增加孔道磨擦损失。工具锚的夹片，应注意保持清洁和良好的润 滑状态。 9.2.4 无论是张拉油路还是张拉油路回油，均应平稳、缓慢、均匀，无冲 击。千斤顶操作必须严格遵守千斤顶的操作规程和注意事项。 9.2.5 观察千斤顶、锚具、限位板、孔道对中以及千斤顶与锚下结构的垂 直情况，发现异常立即停止进油，处理好后再进行张拉。 9.2.6 张拉后检查端部和其他部位是否有裂缝。出现以下情况之一者，需 要换锚具或换钢绞线重新张拉： 9.2.6.1 锚具内夹片断裂者。 9.2.6.2 锚环可见裂纹者。 9.2.6.3 切割钢绞线或者压浆时又发现滑丝者。 9.2.6.4 断丝、滑丝超过规定要求。 9.3 滑丝原因及预防措施 9.3.1 原因 9.3.1.1 锚具锚孔内有油污、泥沙或锈蚀。 9.3.1.2 钢绞线表面有油污，或锈蚀未除。 9.3.1.3 夹片硬度不符合要求，夹片有裂纹或丝牙磨损后不完整 9.3.1.4 夹片安装不到位或没有装弹性圈。回顶时夹片与钢绞线的摩擦力 变小而易导致夹片不跟进，高速回缩的钢绞线回损坏夹片牙齿，产生滑丝。 9.3.1.5 限位板磨损。随着限位板使用次数的增加，在相当大的压力作用 下，限位板的支撑部分会压瘪下去一部分，限位尺寸变小，张拉钢绞线向后移 动时，夹片内孔打不开，小于钢绞线的直径，因夹片硬度高于钢绞线，当千斤 - 11 - 顶带着钢绞线强行向后移动时，夹片会刮伤钢绞线外表，造成钢绞线直径变小， 夹片牙齿间充满铁屑，回顶时，高速回缩的钢绞线会损伤夹片牙齿，产生滑丝。 9.3.1.6 张拉时千斤顶与锚具不同心，造成张拉伸长时一边夹片刮伤钢绞 线，而刮掉的铁屑会充满夹片牙齿的缝隙，回顶时，由于夹片牙齿缝隙中充满 了铁屑无法嵌入钢绞线，此时钢绞线高速回缩损伤夹片的牙齿，造成滑丝。 9.3.2 预防措施 9.3.2.1 锚具在使用前用柴油逐一清洗，除去铁屑、泥砂等杂物，锈蚀严 重者一律不得使用。有油污的钢绞线不得使用，锈蚀处用砂布擦去。 9.3.2.2 夹片进场后按要求进行检测，使用前逐一检查外观时候有裂纹或 丝牙磨损；安装后检查夹片打入深度及弹性圈安装情况。 9.3.2.3 张拉前准确调整千斤顶前后位置和角度，确保张拉力方向与孔道 方向一致。 9.4 断丝原因及预防措施 9.4.1 原因 9.4.1.1 钢绞线编束或安装锚具时，各钢丝或小股钢束相互交叉扭结，张 拉过程中钢丝受力不均，使某些钢丝受力过于集中，超过极限而断裂。 9.4.1.2 高压油泵压力表失灵，不能如实地反映实际张拉力，造成超张拉 而使钢丝断裂。 9.4.1.3 夹片安装不整齐，钢丝受力不均，局部钢丝受力过大造成断丝。 9.4.2 预防措施 9.4.1.1 钢绞线较多、孔道较长的，宜采用先编束的方法。编束后形成整 体再穿束。 9.4.