张拉技术方案.doc

B匝道桥 现浇箱梁张拉技术交底南京绕越公路东北段工程项目RY-DB6标B匝道桥现浇连续箱梁预应力张拉施工技术方案编制：审核： 审批： 中冶交通工程技术有限公司南京绕越公路东北段RY-DB6标项目经理部二一一年九月二十八日B匝道桥后张法混凝土箱梁预应力钢绞线张拉技术交底1、工程概况B匝道桥上部结构为支架现浇预应力混凝土箱梁，本桥共7联，各联长度为：5*25+4*25+4*25+（38+42+30）+4*23.4+4*23.4+5*25米，总长753.6米。箱梁相关参数为：管道摩阻系数=0.25；偏差系数k=0.0015；一端锚具变形引起的钢束回缩量为6mm；钢绞线松弛系数为0.3；支座不均匀沉降按5mm考虑。箱梁混凝土强度达到设计强度的90%，且梁体养护7天以上，方可进行张拉，张拉钢束应遵循均匀、对称的原则，张拉顺序按照中间下层顶层的原则，预应力钢绞线公称直径为15.2，面积为140mm，标准抗拉强度为fpk=1860MPa，弹性模量Ep=1.9510 5 MPa的低松弛钢绞线，锚具采用M15-9、M15-12、M15-15、M15-15P，预应力管道采用镀锌金属波纹管；通长束在梁端对称张拉。2、主要编制依据2-1、公路工程施工安全技术规程（JTJ076-95）2-2、公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)。2-3、设计图纸及业主提供的相关资料。3、危险源识别与监控3-1、预应力张拉施工事故的主要类型3-1-1、锚具(或夹具)组装件破坏。A、锚具、夹具和连接器进场时，应按出厂合格证的质量证明书核查其锚固性能类别、型号、规格及数量。B、预应力筋锚具、夹具和连接器验收批的划分：在同种材料和同一生产工艺条件下，锚具、夹具应以不超过10套组为一个验收批；连接器以不超过10套组为一验收批。3-1-2、预应力筋断裂或滑脱。预应力钢材的断丝、滑丝，不得超过表3-1-2规定，如超过限制数，应进行更换，如不能更换时,在许可的条件下，可提高其他束的控制张拉力，作为补救措施,但须满足设计上各阶段色限状态的要求。后张预应力筋断丝、滑移限制数表3-1-2类 别检 查 项 目控 制 数钢丝束和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数的1%单根钢筋断丝或滑移不容许注： 超过表列控制数时，原则上应更换。当不能更换时，在许可的条件下，可采取初救措施，如提高其他束预应力值，但须满足设计上各阶段限状态的要求。3-1-3、张拉设备故障。 A、张拉过程，预应力钢丝经常出现断丝时；B、千斤顶漏油严重时；C、油压表指针不回零时；D、调换千斤顶油压表时。3-1-4、不当操作事故(闪失、碰撞等。A、未按张拉顺序进行张拉，导致箱梁变形或扭曲；B、挪动千斤顶时，碰触已张拉钢束导致夹片飞出击伤人；3-1-5、施工机具伤人。3-1-6、现场火灾与触电。3-2、引发事故的主要原因3-2-1、预应力筋与锚具(或夹具)组装件的锚固性能差。3-2-2、预应力筋的质量不合格。3-2-3、张拉机具失效。3-2-4、作业面的外侧边缘与外电架空线路的边线之间没有保持安全操作距离。3-2-5、机具使用前没有进行检修，或操作不当。3-3、危险源的监控3-3-1、对预应力钢绞线的质量进行检查，对使用的机械、工具、用具进行检查与监控。预应力钢绞线采用强度等级为1860Mpa、直径为15.2的高强度低松弛钢绞线,其性能应符合预应力混凝土用钢绞线GB/T5224-2003，钢绞线应具有出厂证明，进场时应抽一组原材料进行检验，合格后方可使用（检查数量为60吨一批，每批任抽取三卷,截取钢绞线试件送检）。 A、预应力专用的机具设备及仪表，由专人使用和管理，并定期维护和校验(标定)。B、张拉设备在使用时，必须在张拉前标定，鉴定证书附后。C、张拉设备（千斤顶与油表）应配套标定，以确定张拉力与油表读数的插值方程。D、张拉设备的标定期限，不宜超过半年。当发生下列情况之一时，张拉设备应重新标定：A）千斤顶经过大修；B）千斤顶久置后重新使用；C）压力表受过碰撞或出现失灵现象；D）更换压力表；E）张拉中预应力筋发生多根破断事故或张拉伸长值误差较大。E、根据施工规范及设计要求，本工程预应力张拉机选用两套350吨穿心式千斤顶。3-3-2、应由预应力筋与锚具(或夹具)组装件静载试验测定的锚具效率系数和达到实测极限拉力时组装件受力长度的总应变来确定预应力筋与锚具(或夹具)组装件的锚固性能，并应满足循环次数为30万次的疲劳性能试验。3-3-3、对预应力结构混凝土的强度，模板支撑体系的拆除时间进行明确的规定和监控。3-3-4、加强安全管理，对施工环境和条件进行监控。4、技术设计4-1、一般规定4-1-1、确定预应力结构的设计方法和需设计计算的项目（以第二联为例）。A、根据设计要求张拉控制应力（腹板：即张拉锚下控制应力为1339kN/mm2,每束12根钢绞线预应力张拉力为2249.9KN，张拉设备的标定值确定预应力筋张拉时油表的读数，计算预应力筋理论伸长值。按设计要求，箱梁砼试块抗压强度大于设计强度等级的90%时，不小于7d，才能进行预应力钢绞线的张拉，强度未达到要求时不得进行张拉，以混凝土报告为准。B、预应力钢绞线张拉时应遵循对称张拉的原则，张拉顺序为N2N3N1，两端张拉时可两台千斤顶同时对拉，张拉至设计张拉力。C、 张拉工序：清理锚孔安装锚具理顺外露预应力钢绞线长度一致安装千斤顶张拉至15%con张拉至30%con张拉至75%con（倒油顶，持力25分钟）100%con稳压（锚固）。D、采用应力控制方法张拉，并校核钢绞线的伸长值：张拉时必须逐根张拉逐根记录，必须专人操作、专人测量、专人记录，边记录边与理论计算值相对照，其相差幅度为+6%至-6%，如不符合应立即停止张拉，查明原因，并作出处理后再张拉。E、预应力钢绞线张拉时，应逐根填写原始记录，记录应精确到毫米。4-1-2、选用合适的预应力结构设计式和计算参数。见B匝道桥现浇箱梁预应力张拉力、伸长值验算表格；4-2、构造要求预应力钢绞线的布置、预应力锚固体系、张拉设备的要求详细说明：见钢绞线线形构造、张拉千斤顶就位附图；4-3、设计计算对于预应力混凝土构件和结构，应根据工程实际情况，选择合适预应力钢绞线形状进行布置，并根据布置形状对预应力筋的线性数据、预应力筋的下料长度、预应力张拉力、预应力损失、预应力张拉伸长值进行计算，刚度和稳定性进行验算。钢绞线伸长值计算：4-4、伸长值计算公式：L=(0.72fpk+0.72fpk*e-(KL+)*L/2Ey式中：fpk张拉锚下控制应力 K孔道每米局部偏差摩擦系数 L作用段长度 预应力钢绞线与孔道壁摩擦系数 Ey预应力钢绞线弹性模量 弧度 （1） L长度计算本计算以B匝道桥第二联为例,第二联为4*25m四跨后张箱梁（如下图所示），依据图纸第四册第三分册中SVI65钢绞线几何尺寸可知N1 、N2、N2、N3的线段角度和计算元素。由此计算如下： N1计算： 钢绞线长度计算（取对称一半计算） AB段：L=0.5(工作长度)+7.2/cos50-15*tan2.50=7.07m BC段：L=50*3.14*15/180=1.30m CD段：L=9.3-15*tan2.50-15*tan2.8150=7.82m DE段：L=5.63o*3.14*15/180=1.47m EF段：L=7/cos5.63o-15 *tan2.8150-15 *tan2.8150=5.55m FG段：L=5.63*3.14*15/180=1.47m GG1段：L=2-2*tan（5.63/2）=0.53m G1H段：L=5.63*3.14*15/180=1.47m HI段: L=7/cos5.63o-15 *tan2.8150-15 *tan2.8150=5.55mIJ段: L=5.63*3.14*15/180=1.47mJK段: L=9-2*15*tan2.8150m=7.52mKl段：L=5.63*3.14*15/180=1.47mlM段: L=8/cos5.63o-15 *tan2.8150-15 *tan2.8150=5.55mMN段: L=5.63*3.14*15/180=1.47mNN1段: L=1-tan（5.63/2）=0.26mN1伸长值计算见下表4-1（2）N2计算： 钢绞线长度计算（取对称一半计算）AB段：L=0.5+5.258/cos50-15*tan2.50=5.12m BC段：L=50*3.14*15/180=1.31m CD段：L=12.967-15*tan2.50-15*tan2.8150=11.57m DE段：L=5.63o*3.14*15/180=1.47m EF段：L=5.275/cos5.63o-15 *tan2.8150-15 *tan2.8150=3.83m FG段：L=5.63*3.14*15/180=1.47m GH段：L=2-2*tan（5.63/2）=0.53m HI段：L=5.63*3.14*15/180=1.47mIJ段: L=5.275/cos5.63o-15 *tan2.8150-15 *tan2.8150=3.83m JK段: L=5.63*3.14*15/180=1.47mKL段: L=12.45-2*15*tan2.8150m=10.97mLM段：L=5.63*3.14*15/180=1.47mMN段: L=5.275/cos5.63o-15 *tan2.8150-15 *tan2.8150=3.83mNO段: L=5.63*3.14*15/180=1.47mOP段: L=1-tan（5.63/2）=0.26mN2伸长值计算见下表4-2（3）N2计算： 钢绞线长度计算（取对称一半计算）AB段：L=0.5+5.8/cos7.950-15*tan(7.950/2)=5.31m BC段：L=7.950*3.14*15/180=2.08m CD段：L=12.425-15*tan(7.950/2)-15*tan2.8150=10.65m DE段：L=5.63o*3.14*15/180=1.47m EF段：L=5.275/cos5.63o-15 *tan2.8150-15 *tan2.8150=3.83m FG段：L=5.63*3.14*15/180=1.47m GH段：L=2-2*tan（5.63/2）=0.53m HI段：L=5.63*3.14*15/180=1.47mIJ段: L=5.275/cos5.63o-15 *tan2.8150-15 *tan2.8150=3.83m JK段: L=5.63*3.14*15/180=1.47mKL段: L=12.45-2*15*tan2.8150m=10.97mLM段：L=5.63*3.14*15/180=1.47mMN段: L=5.275/cos5.63o-15 *tan2.8150-15 *tan2.8150=3.83mNO段: L=5.63*3.14*15/180=1.47mOP段: L=1-tan（5.63/2）=0.26mN2伸长值计算见下表4-3（4）N3计算： 钢绞线长度计算（取对称一半计算）AB段：L=0.5+4.6/cos7.210-15*tan(7.9210/2)=4.11m BC段：L=7.9210*3.14*15/180=2.08m CD段：L=14.842-15*tan(7.9210/2)-15*tan2.8150=13.06m DE段：L=5.63o*3.14*15/180=1.47m EF段：L=4.058/cos5.63o-15 *tan2.8150-15 *tan2.8150=2.60m FG段：L=5.63*3.14*15/180=1.47m GH段：L=2-2*tan（5.63/2）=0.53m HI段：L=5.63*3.14*15/180=1.47mIJ段: L=4.058/cos5.63o-15 *tan2.8150-15 *tan2.8150=2.60m JK段: L=5.63*3.14*15/180=1.47mKL段: L=14.884-2*15*tan2.8150m=13.41mLM段：L=5.63*3.14*15/180=1.47mMN段: L=4.058/cos5.63o-15 *tan2.8150-15 *tan2.8150=2.6mNO段: L=5.63*3.14*15/180=1.47mOP段: L=1-tan（5.63/2）=0.26mN3伸长值计算见下表4-4（5）预应力张拉力与压力表读数计算本次张拉采用350T千斤顶2台，由送检报告得知回归方程分别为1#顶：y=0.57+0.01562x2#顶：y=0.61+0.01568x式中yMPa（油压表读数），xkN（千斤顶荷载）张拉应力为fpk=1860MPa，锚下张拉力=0.72fpk=1339kN。控制拉力计算：由图纸知：每根钢绞线截面积A=140mm2，每束12根。 得出张拉力F=1339*140*12=2249.52kN，由于张拉时锚具有一定的摩擦影响，所以考虑到2%的拉力损失，所以在锚具下的张拉力为F=2249.52*（1+2%）=2294.51kN。油表读数计算：张拉顺序为 15% 30% 75% 100A、1#顶张拉时的油表读数计算：15%时候：张拉力F=2294.51*15%=344.18kN y=0.57+0.01562x =0.57+0.01562*344.18=5.930%时候：张拉力F=2294.51*30%=688.35kN y=0.57+0.01562x =0.57+0.01562*688.35=11.375%时候：张拉力F=2294.51*75%=1720.88kN y=0.57+0.01562x =0.57+0.01562*1720.88=27.5100%时候：张拉力F=2249.52*（1+2%）=2294.51kN y=0.57+0.01562x =0.57+0.01562*2294.51=36.4B、A、2#顶张拉时的油表读数计算：15%时候：张拉力F=2294.51*15%=344.18kN y=0.61+0.01568x =0.61+0.01568*344.18=6.030%时候：张拉力F=2294.51*30%=688.44kN y=0.61+0.01568x =0.61+0.01568*688.44=11.475%时候：张拉力F=2294.51*75%=1720.9kN y=0.61+0.01568x =0.61+0.01568*1720.9=27.5100%时候：张拉力F=2249.52*（1+2%）=2294.51kN y=0.61+0.01568x =0.61+0.01568*2294.51=36.6每根钢绞线的计算见下表4-5 共22页5施工准备5-1、现场组织管理机构设置根据该工程的规模和特点，我公司建立以项目经理为首的管理层，推行公司三表一体化施工，承担整个预应力工程施工全部过程中的质量、工期、安全、成本以及文明施工等的组织管理等工作。项目部经理、总工、安全员、并配备施工员、质安员、材料员、技术资料员各1名，张拉班长。具体预应力施工组织架构图见下图。项目经理总工桥队施工负责人（材料）质量安全部(试验)工程部(测量)桥梁队及张拉班5-2、技术准备5-2-1、钢绞线力学性能检测报告；5-2-2、预应力锚具硬度检测报告；5-2-3、千斤顶与压力表配套标定检验报告；5-2-4、水泥混凝土抗压强度试验（箱梁试压块7d强度报告同条件养护）；5-2-5、孔道压浆配合比报告；5-3、物质准备工作锚具、P52.5级孔道压浆水泥及相应的减水剂已经到场，并送检。6. 主要施工方法6-1、流程图：开 始 张拉方案设计预应力筋检验张拉设备检验锚具夹具检验孔道摩阻试验松弛试验张拉工艺检验 不合格 合格 砼浇注后养护 否达到张拉条件 拆除端模、松开内模 是 张拉纵向通长束张拉纵向短束封端结束6-2 、施工技术措施6-2-1预应力钢束加工、编束预应力钢绞线运到现场后，应及时检查其规格尺寸和数量，逐卷检查其批号与出厂合格证书无误后，方可防潮堆放。预应力钢绞线下料、编束制作，根据下料长度在预制场指定的预应力加工场地加工，下料时采用无齿砂轮机切割，下好的成品钢绞线束不能有死弯及磨伤。下好料的钢绞线应贴上标签,按标签分类堆放，再运送已浇筑箱梁端部，待穿。6-2-2钢束布设安装A、N1-N3预应力钢绞线布置A）预应力钢绞线布设前应先安装波纹管。一般波纹管进场后在室外保管时间不宜过长，不得直接堆放在地面上，并应采取有效措施防止雨露和各种腐蚀性气体的影响；B）波纹管安装前，应事先按设计图中预应力钢绞线的曲线坐标在梁侧模或箍筋上定出曲线位置。波纹管的固定应采用钢筋“井”字定位筋固定，预应力钢束定位筋直线段1米/1道，弯起段0.5米/1道,钢筋定位筋应焊在箍筋上，箍筋底层保护层应垫实可靠；C）焊好波纹管定位筋后即可开始穿入波纹管,保证波纹管的钢带螺纹方向一致,方便穿钢绞线。D）波纹管就位后按照图纸要求将钢绞线打开后单根从一端顺着波纹管螺纹方向穿入波纹管并从另一端穿出，穿钢绞线时注意不要戳伤波纹管,提前用磨光机打磨钢绞线的锋角。波纹管搬运时应轻拿轻放，不得抛甩或在地下拖拉，吊装时不得以一根绳索在当中拦腰捆扎起吊。两端张拉预应力钢绞线须保证穿入后两端外露的钢绞线长度基本相等；穿完预应力钢绞线后应将波纹管在每一支承点处用铁丝绑扎固定，并在张拉端位置安装螺旋筋、网片及锚垫板；E）梁端模板、预应力钢绞线张拉端模板应在预应力钢绞线张拉端处承压板焊接固定后再支，支此处模板时不可更改预应力钢绞线的方向及位置。当张拉端设置在箱梁端时，张拉端考虑张拉端端部模板角度，确保千斤顶与钢绞线延长线角度一致，且与端部混凝土面垂直，布置见下图：350吨千斤顶F）预应力波纹管铺放完毕之后，应逐点检查波纹管曲线、弯点位置及高度，检查限位筋高度和焊接点是否牢靠，对波纹管破损处应用胶带缠绕修补；6-2-3预应力张拉A、施工要求A)除非另有书面允许，张拉工作应在监理工程师在场时进行。B)张拉预应力钢材时的温度不宜低于-15。C)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，同时构件可以自由地适应施加预应力时产生的水平和垂直移动。D)张拉时混凝土强度不应低于图纸规定，当图纸无规定时，混凝土强度应不低于设计强度标准的75%。张拉力应按图纸规定，边张拉边量测伸长值。E)预应力筋的张拉顺序应符合图纸规定，当图纸未规定时，可采取分批、分阶段对称张拉。F)预应力张拉应从两端同时进行。除非监理工程师同意另外的方式。J)图纸所示的控制张拉力为锚固前锚具内的拉力。在确定千斤顶的拉力时，应考虑锚圈口预应力损失。这些增加的损失以采用的预应力系统及通过现场测验而定，但一般对钢绞线为3%的千斤顶控制张拉力。B、张拉步骤A)除图纸有规定或监理工程师另有指示外，张拉程序可按表7-3-3进行。 后张法预应力筋张拉程序 表7-3-3预 应 力 筋张 拉 程 序钢绞线束对于夹片式等具有自锚性能的锚低松驰力筋0初应力（持荷2min）con (锚固)注：表中con为张拉时的控制应力，包括预应力损失值； 两端同时张拉时，两端千斤顶升降压、划线、测伸长、插垫等工作基本一致；B)初始拉力(一般为张拉力的15%30%)是把松驰的预应力钢材拉紧，此时应将千斤顶充分固定。在把松驰的预应力钢材拉紧以后，应在预应力钢材的两端精确地标记号，预应力钢材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。当预应力钢材由很多单根组成时，每根应作出记号，以便观测任何滑移。预应力钢材实际伸长值L，除上述测量伸长值外，应加上初应力时的推算伸长值，即： L=L1+L2式中：L1 从初始拉力至最大张拉力间的实测伸长值； L2 初始拉力时推算伸长值(可采用相邻级的伸长度)。C）张拉应力和张拉值计算附后表 D)预应力钢材张拉后，应测定预应力钢材的回缩与锚具变形时，对于钢制锥形锚具，其值不得大于6mm；对于夹片式锚具，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。E）预应力钢材的断丝、滑丝，不得超过表7-3-3规定，如超过限制数，应进行更换，如不能更换时,在许可的条件下，可提高其他束的控制张拉力，作为补救措施,但须满足设计上各阶段色限状态的要求。6-3、灌浆、封锚等6-3-1、孔道灌浆A、张拉完成验收合格后，方可进行灌浆工作；B、灌浆机选用压力为0.81.5Mpa压力的电动灌浆机；灌浆前应先用水将灌浆管道冲洗干净，灌浆前孔道应保持湿润、洁净；C、灌浆前应做好水泥和外加剂（微膨胀剂）的试配工作（按设计要求在水泥浆中掺加一定数量的微膨胀剂），水灰比应为0.40.45。孔道压浆采用M40砂浆，水泥采用海螺水泥PO42.5,7d强度为43.2MPa。D、灌浆时预应力筋两端阀门均打开，一端加压灌浆，观察另端出浆情况。每一孔道灌浆应一次完成，应作好浆体的搅拌工作，及时往水泥浆槽中补充浆体，灌浆应缓慢均匀地进行，防止中间停顿；E、设专人堵孔,灌浆时当排气孔出浆即用专门准备的堵孔工具(尖木塞)将排气孔堵死,不使流浆;从靠灌浆孔最近的排气孔堵起,直至最后一孔,不出浆不得堵孔,以保证水泥浆在全管道内通过;水泥浆灌至端头出浓浆且成抛物线形流出时即可堵住最后的孔道；F、灌浆的同时制作水泥试块（一组试件由6个试件组成，试件应标准养护28d），认真作好记录；J、所有的灌浆工作完成后，当水泥浆的抗压强度40MPa； K、灌浆时如遇特殊情况，一端加压灌浆，另一端出浆口未见浓浆排出，孔道中部可能因浇砼漏浆而造成部分孔道堵塞，此时可将出浆口（或排气口）改为进浆口继续压浆，用预埋排气孔(泌水孔)作为出浆口，同样可达到灌浆效果。6-3-2、封锚A、张拉完24小时后经检查无误，即可用砂轮切割机切除多余预应力钢绞线（保留预应力钢绞线伸出锚具大于30mm），不得用电焊和炔氧焊烧割；B、清除孔穴内杂物、油脂，涂环氧树脂做防水保护，要满涂锚垫板、锚板和预应力钢绞线；C、用微膨胀细石混凝土分两次封填密实，筋头、锚具不得外露。7. 人、机、料计划特殊管理与作业人员计划、主要施工设备计划、主要材料计划7-1、张拉设备、机具机场情况主要选用机械设备计划见下表：序号机械设备名称型号单位数量1千斤顶YCD350台22高压油泵ZB4-500台23灰浆泵UB3台14搅拌机JW180台15电焊机台46手提切割机PWS6-100台27-2、主要材料材料名称单位数量备注钢绞线12s15.2kg23968.3M15-9套16M15-12套216M15-15套41M15-15P套5连接器L15-12套24波纹管内径=90m13328.6波纹管内径=80m869.18.施工安全保证措施8-1、