预应力作业指导书1.doc

中铁三局集团第二工程有限公司三亚田独制梁场 预应力施工作业指导书箱梁预应力施工作业指导书1、目的为确保客运专线有碴轨道后张法预应力混凝土简支箱梁预应力施工质量,达到设计及施工规范要求,提高产品质量,特制定本作业指导书。2、编制依据客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准铁建设2005160号铁路混凝土工程施工质量验收补充标准铁建设2005160号客运专线铁路桥涵工程施工技术指南TZ213-2005铁路混凝土与砌体工程施工规范TB10210-2001客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件（铁科技 2004120号）预应力筋用锚具、夹具和连接器（GB/T14370）铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件TB/T3193-2008铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件TB/T3192-2008施工图及设计文件3、 适用范围本作业指导书适用中铁三局二公司三亚田独制梁场箱梁预制工程的预应力施工。4、主要机械设备1、ZB4-500型高压油泵 8台；2、YCW300B型千斤顶8台；3、JS-300型高速搅拌压浆台车 (含真空机) 1套；4、高效立式水泥浆拌和机1台。5、概述预应力施工是箱梁预制工程中最为关键的工序之一，其施工质量的好坏,直接影响箱梁的最终质量及有效预应力值，被列为箱梁预制工程中的关键工序。采用抽拨橡胶管作为预应力孔道成孔器，拆除内模、端模后，孔道穿钢绞线，然后按照预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行张拉。初张拉后，将梁体从制梁台座横移到存梁区存放。在梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值后、龄期不少于10天时进行终张拉。终拉后48小时内，对预应力孔道进行压浆。压浆完毕，尽早封锚。6、预应力原材料及配件检验从物资部领取经检验合格的钢绞线、锚具，钢绞线公称直径为15.20mm，抗拉极限强度为1860Mpa。锚具为柳州欧维姆锚具厂生产的M15-8、M15-9、M15-10、M15-11、M15-12型锚具。7、预应力施工工艺流程制孔 穿束 张拉 压浆 封锚8、预应力张拉1、预应力设备选用及校正1.1千斤顶：我场采用额定张拉吨位为300吨的穿心式双作用千斤顶，张拉前对其进行标定，校正系数不得大于1.05。校正有效期为一个月且不超过200次张拉作业。若千斤顶拆修更换配件，则张拉前重新校正。张拉前要检查千斤顶标定有效期是否超限。1.2压力表：我场选用精度0.4级的防震型压力表，校正有效期为一周。若压力表发生故障，则重新校正。张拉前，检查油表标定有效期是否超限。1.3油泵：油泵型号ZB4-500,油泵在张拉前要预先试泵，若出现有油量不足或漏油等问题要及时解决。调整油泵卸油阀处于安全状态。1.4压力表与张拉千斤顶配套使用。预应力设备建立台帐及卡片，并定期检查。1.5劳动组织：每端每侧3人，共12人操作。技术人员现场旁站记录数据，用秒表记时，用口哨控制两端同步进行张拉，量测油缸伸长和夹片外露用4把标定过并贴有标签的30cm钢板尺。2、钢绞线的下料、编束及穿束钢绞线不得带有润滑剂、油渍等降低钢绞线与混凝土粘结力的物质，也不得有机械损伤、死弯、锈迹、氧化皮、泥污等，还不能有折断、横裂和相互交叉的钢丝等。2.1钢绞线的下料2.1.1下料长度下料长度=孔道设计长度+千斤顶长2+锚具厚4+限位板厚2+200mm2.1.2下料方法下料作业在较平整的场地上进行。采用拉直下料方法，即用卷扬机将钢绞线在拉紧的状态下，用钢尺量出下料长度，做好切割标记，先在切割口两侧各5cm处用铁丝绑扎，然后卷扬机放松，再用无齿锯在标记处将钢绞线切断。断后平放在地面砖垛或枕木上，不得在地上拖拉。2.1.3储存及搬运钢绞线下料完毕后，及时覆盖，避免受雨水淋湿、露水受潮等，控制钢绞线不得受损伤和锈蚀。编号储存，不得混放。在搬运时支点距离不大于3m，端部悬出长度不大于1.5m。2.2钢绞线的编束钢绞线切割完后，须在平整的场地编束理顺。编束时用带孔眼的梳板进行梳理，保证各根钢绞线顺直。梳理完毕，再用钢丝绑线捆扎钢绞线，捆扎间距1.5m。同一束钢绞线作到顺畅不扭结，同一孔道穿束作到整束整穿。2.3注意事项钢绞线在开盘后应检查外观，及时纠正钢绞线的乱盘、扭结等情况。如发现有裂纹、小刺、机械损伤、死弯、油迹等情况，应局部剪除，若发现有脆断、劈裂等情况则必须及时反映，并复验材质。决定报废的钢绞线单独存放作好标记，严禁混杂流入下道工序。2.4质量要求2.4.1每片梁内钢绞线应由同一厂家、同一规格、同品种的钢绞线组成，不混用。同一孔道内不得穿入不同批号的钢绞线。2.4.2下料后的钢绞线长度一致，无死弯，无沾染油污，成束后两端应整齐2.4.3每束钢绞线根数必须与施工图一致。2.4.4如果下料时，遇到两个批号的钢绞线放入同一片梁体内时，两批不同批号的钢绞线不得穿入同一孔道，各批钢绞线穿入的孔道要做详细记录，按实际弹模进行不同的伸长量计算，否则不能同放。2.5安全注意事项：钢绞线盘重大、盘卷小、弹力大，为了防止下料过程中钢绞线紊乱后弹出伤人，事先制做一个简易防护架。下料时，将钢绞线盘卷装在防护架内，从盘卷中央逐步抽出，确保安全。2.6钢绞线穿束2.6.1穿束前，要清理锚垫板及其喇叭口内的胶条、灰浆，使管道顺直，对锚穴进行凿毛。2.6.2穿束方法：采用机械穿束，当穿至末端时，采用专用工具套住钢绞线前端，将穿束力作用线延长，便于多人穿束；当穿较高位置的钢束时，搭设穿束平台。穿束时，不得擦锚垫板进口，以免钢绞线擦伤。2.6.3穿束顺序：由上向下，由里向外。穿束时专人指挥，穿束后逐孔道按设计图纸或技术交底核对，以确认是否符合要求。确保梁体两端钢绞线外露长度基本一致。3、张拉工艺张拉分三阶段进行：预张拉，在制梁台座上进行，目的是防止梁体出现早期裂缝。在混凝土强度达到设计强度的60%后（超过33.5Mpa）进行，脱模(脱模时要控制芯部表层、表层与环境温度不超过15)，按设计要求张拉钢绞线。初张拉，在制梁台座上进行，目的是张拉之后将箱梁移出台座、加快台座周转。初张拉在混凝土强度达到设计强度的80%后进行（超过43.5Mpa）。终张拉，在存梁台座上进行，目的是按设计要求将预加应力值加足。在梁体混凝土强度（53.5 Mpa）及弹性模量达到设计值的100%后，且龄期不少于10天时进行。张拉时的强度与弹模，以现场与梁体同条件养护的混凝土试块的试验报告为准。张拉时，四个千斤顶两侧、两端同步且左右对称进行，最大不平衡束不超过一束。按设计规定的张拉顺序张拉。3.1 预、初张拉3.1.1安装工作锚板用手反复抖动钢绞线，使钢绞线端部自然顺直，然后按顺序穿入工作锚板、安装夹片，保证工作锚板进入锚垫板的对中止口凹槽内。3.1.2安装限位板、对中套、千斤顶、工具锚，保证千斤顶、锚具、管道三者同心。3.1.3梁体强度要求当梁体混凝土强度达到设计要求的预、初张拉强度时，即可进行预、初张拉作业。各梁型预、初张拉强度控制见表1。表1: 预、初张拉强度控制梁型设计图号预拉梁体强度(Mpa)初拉梁体强度(Mpa)跨度31.5m(直、曲线)通桥(2008)2224A-33.543.53.1.4张拉程序持荷3min0初始应力0.2k（测千斤顶出缸长度及工具锚夹片外露长度） 预、初张拉控制应力 （测千斤顶出缸长度及工具锚夹片外露长度） 千斤顶油缸回油锚固。 注：k为终张拉控制应力。3.1.5张拉顺序各梁型预应力束预、初张拉顺序及锚下张拉控制应力见表2。表2: 预、初张拉顺序及控制应力表张拉顺序预张拉初张拉12341234567钢束编号跨度31.5m （直、曲线）2N5bN5a2N1c2N4b2N1eN4a2N1b2N2b2N1dN2a2N1a预/初张拉锚下控制应力(Mpa)8008008008008008008008008008008003.1.6工艺细述3.1.6.1预张拉、初张拉、终张拉要由工程部下达张拉通知单。凡梁体混凝土有缺陷，必须要修补强度达到设计要求后方可张拉。3.1.6.2张拉前，调整梁体两端钢绞线外露长度，使其基本相等。抖动钢绞线，使钢束顺直，依次按自由状态穿入工作锚锚板，然后将夹片套入。用钢管击打夹片，将锚板固定在锚垫板端部槽圈内，使锚板中心与孔道中心一致。后用限位板挤推夹片，使其进入锚环内，并使其端部整齐，外露长度一致。在钢绞线尾端100mm处绑扎成束，以利千斤顶安装。按锚具厂家要求，正确使用限位板，限位槽深与钢绞线直径相适应。我场用柳州欧维姆锚具，钢绞线直径为15.2mm，限位板槽深为6.8mm。3.1.6.3安装千斤顶：使千斤顶与限位板顶紧（管道、锚具、千斤顶三同心）。为方便工具锚最后脱缸，千斤顶须预先出顶23cm。3.1.6.4安装工具锚：精确对中千斤顶后盖，且要使工作锚与工具锚之间的钢绞线顺直无扭结。工具锚夹片安装完成后，用特制的套管击打，使其进入工具锚环内，并使端部整齐，外露长度基本一致。 3.1.6.5预应力筋的张拉A.初始应力阶段：初始应力，主要是为了使钢绞线从松弛状态达到受力状态，消除伸长值测量误差，并使同束各根钢绞线受力趋于一致，初始应力值取终拉控制应力的20%。当4个千斤顶安装、调整完毕后，主管技术人员用口哨指挥两端两侧同时作业。当张拉到2MPa时，松开千斤顶吊绳，使千斤顶自动对中，用特制套管再次击打工具锚夹片，使夹片紧紧握裹钢绞线，以减少钢绞线的回缩。当张拉到初始应力值时，千斤顶停止供油，用标定过的钢板尺量出油缸外露长度及挤紧的工具锚夹片的外露长度，并记录。B.张拉阶段：向千斤顶油缸充油，平稳升压，升压速度用油泵侧面的节流阀进行控制。当油表指针接近控制应力的油表读数值时，减缓升压速度。由于预应力筋是自锚，因此严禁过张拉。 C. 控制应力阶段：张拉到预、初控制应力值后，关闭主油缸油路，持荷3min，测量油缸伸出长度及工具锚夹片外露长度，并记录。持荷期间，若油压稍有下降，则随时补油到预、初张拉控制应力对应的油表读数。D.自锚阶段：油泵关机，打开顶部控制阀(侧面节流阀处于拧紧状态)，完成钢绞线回缩自锚。锚固结束。E.油缸回程：开动油泵，打开控制阀及节流阀，使油缸回缩。当油缸回缩到外露长度剩12cm时，关闭油泵，油缸回程操作完成。3.2终张拉工艺3.2.1梁体强度及弹模值要求待梁体砼强度及弹性模量达到设计值后，龄期不少于10天时进行终张拉。随梁养护的底、腹、顶板各一组试件。用设计规定终拉强度加上3.5Mpa（全国梁场生产质量水平的标准差），作为终拉控制强度。各梁型终拉强度控制见表4。表4：梁体终拉强度控制值梁型终拉强度控制值（Mpa）终拉弹模控制值（Gpa）跨度31.5m （直、曲线）53.535.53.2.2张拉程序3.2.2.1 对于从未张拉过的钢束持荷3min 0初始应力0.2k (测千斤顶出缸长度及工具锚夹片外露长度) 终拉控制应力 (测千斤顶出缸长度及工具锚夹片外露长度) 千斤顶油缸回油锚固。3.2.2.2 对于已经预、初张拉过的钢束持荷3min0 预、初张拉控制应力(测油缸长度及工具锚夹片外露长度) 终拉控制应力 (测油缸长度及工具锚夹片外露长度） 千斤顶油缸回程锚固。3.2.3张拉顺序 各梁型预应力钢筋终张拉顺序见表5。表5：预应力终拉顺序 跨度31.5m （直、曲线）张拉顺序孔道编号张拉顺序孔道编号1N6a92N1b22N1a102N2b32N6b112N1e4N3a122N4b52N1c13N4a62N3b142N5b72N1d15N5a8N2a3.2.4终拉控制应力终拉控制应力，由设计院根据锚口及喇叭口应力损失具体测试值，结合原设计值进行调整。3.2.5终拉工艺终拉工艺按预、初拉有关工艺流程操作，并符合下列规定：3.2.5.1对已预、初张拉过的预应力束，千斤顶安装完毕，开始张拉前，直接用特制套管压紧工具锚夹片，使预应力筋不致发生回缩。3.2.5.2对已预、初张拉过的钢绞线，终拉时第一次测量油缸伸出长度时的油表读数，对应本束预应力筋预、初张拉控制应力值。3.3张拉质量要求及注意事项3.3.1质量要求A、两侧两端四顶同步张拉，采用“双控”措施以油压读数（张拉力）为主，以预应力钢绞线伸长值为校核。实际伸长值与理论伸长值的差值，要控制在6%以内。两端伸长量应基本一致，不同步率控制在10%之内。B、各阶段张拉完毕，全梁断丝、滑丝总数，不得超过预应力钢丝总数的0.5%，且一束内断丝不得超过一丝，也不得在同一侧。C、每端锚具回缩量不得大于6mm。锚板要在锚垫板端部的对中止口槽圈内。D、张拉过程中，出现以下情况之一者，需更换锚具或更换钢绞线重新张拉：后期张拉时，发现先期张拉的锚具中夹片有断裂者；锚具内夹片错牙在2mm以上者；锚具内夹片断裂在1片以上者（含有错牙的两片断裂）；一孔梁中，断丝、滑丝量超过规定；锚环裂纹损坏者；切割钢绞线或压浆时又发生滑丝者。3.3.2注意事项A、油压泵上的安全阀，要调至最大工作油压下能自动打开的状态。B、张拉时千斤顶升压或降压速度要缓慢、均匀，切忌突然加压或卸压。C、必须按照设计张拉顺序且两端同步张拉，张拉过程中，保持两端伸长量基本一致，测量伸长值必须两端同时进行，两端伸长值差的绝对值不大于整束钢绞线理论伸长值的10%。D、张拉时若发现油泵、油压表、千斤顶、锚具等有异常情况，则立即停止张拉，查找原因。E、油压表安装必须紧密满扣，油泵与千斤顶之间采用的高压油管连同油路的各部接头均须完整紧密，油路畅通，在最大工作油压下保持5min以上均不得漏油。若有损坏，则及时修理更换。F、张拉作业区设置标示明显的标记。G、张拉过程中，千斤顶后方不得站人。量伸长值或挤压夹片时，人员必须站在千斤顶侧面。技术人员负责，监理旁站监督。3.4 终拉控制应力计算预应力张拉施工中，严格按设计的张拉力进行张拉作业。预制梁试生产期间，对2孔梁进行各种预应力瞬时损失测试，包括孔道摩阻损失、锚口喇叭口摩阻损失、锚头变形及钢绞线回缩损失、混凝土的弹性压缩损失。3.5实测及理论伸长值的计算3.5.1实测伸长值的计算钢束总伸长 = 小里程端钢束伸长值 + 大里程端钢束伸长值 + 预初张拉伸长值(若有)。小里程(大里程)端钢束伸长值 = 油缸伸长(控制应力)+工具锚夹片外露量(控制应力) - 油缸伸长(初始应力) - 工具锚夹片外露量(初始应力)。锚具回缩 = 限位板槽深工作夹片外露分两次张拉的钢束，其伸长值 = 第一次张拉伸长值 + 第二次张拉伸长值。3.5.2理论伸长值的计算，按照钢绞线弹性模量实测值计算。3.6终张拉后用石笔在每根钢绞线上（距夹片端头23cm处）标示出24小时后观测滑丝、断丝的标识。终张拉后两小时内技术人员立即观测梁体的弹性上拱度，并与设计对照，按1.05倍设计弹性上拱控制。9、真空压浆9.1、施工工艺工艺流程图如下图所示。压力表后张预应力砼梁三通管真空泵阀门4球阀2球阀1阀门3接浆桶尺寸按下图所示，拌合机吸浆管灌浆泵压力表真空压浆施工工艺图9.1.1终拉完24h经技术人员确认无滑丝、断丝、梁体弹性上拱度合格后，即可切割锚外钢绞线。先在梁端面向锚穴35mm(允许误差0+5mm)处用石笔画出钢绞线切割标识，再采用无齿锯切割，严禁用电弧、气割切割，防止对锚具造成损害。切除多余的钢绞线后，立即用无收缩水泥砂浆把锚下垫板、工作锚、夹片、外露钢绞线全部包裹，覆盖层厚度大于15mm。终拉完成后48小时内，完成管道真空辅助压浆。9.1.2搅拌水泥浆，使其水胶比、流动度、泌水率达到相应技术指标要求。9.1.2.1采用无锡康瑞机械有限公司GJS-300型高速搅拌压浆台车，该设备保证水、压浆剂、水泥称量误差为1%，水泥浆高速搅拌1000转/分。9.1.2.2搅拌前，先清洗施工设备。清洗后的设备内不能有残渣、积水，并检查搅拌机的过滤网。在压浆料由搅拌机进入储料罐时，要经过过滤网，过滤网空格3mm3mm。9.1.2.3浆体搅拌操作顺序为：首先在搅拌机中加入实际拌和水用量的80%90%，开动搅拌机，均匀加入全部压浆剂，边加入边搅拌，然后均匀加入全部水泥。全部粉料加入后，再搅拌2min；然后加入剩余的10%20%的拌和水，继续搅拌2 min。9.1.2.4搅拌均匀后，现场进行出机流动度试验，每10盘进行一次检测，其流动度在184s范围内，即可通过过滤网进入储料罐。浆体在储料罐中继续搅拌，以保证浆体的流动性。9.1.2.4施工过程中，即使流动度不够，也不能额外加水。9.1.3压浆工艺9.1.3.1压浆前，清除梁体孔道内杂物和积水，对孔道进行抽真空，使孔道内的真空度稳定在-0.06Mpa-0.08 Mpa之间。真空度稳定后，立即开启进浆口管道压浆端阀门，同时开启压浆泵进行连续压浆。真空泵继续抽真空。9.1.3.2浆体压入孔道之前，首先开启压浆泵，使浆体从压浆嘴排出少许，以排除压浆管路中的空气、水和稀浆。当排出的浆体流动度和搅拌罐中流动度一致时，方可开始压入梁体孔道。9.1.3.3当灰浆从出浆端进入真空泵透明管后，关闭真空泵阀，打开出浆阀。压浆充盈度要达到孔道另一端饱满并于排气孔排出与规定流动度相同的浆体为止。关闭出浆口后，保持0.5 Mpa压力下保持3min稳压时间。9.1.3.4压浆顺序，按照先中间后两边、先下后上的原则进行。9.1.3.5同一管道压浆连续进行，一次完成。从浆体搅拌到压入梁体的时间不超过40min。9.1.3.6压浆后，从锚垫板压/出浆孔检查压浆的密实情况，如有不实，则及时补灌，以保证孔道完全密实。9.1.3.7压浆过程中，每孔梁制作3组标准养护试件（40mm40mm160mm），进行抗压强度和抗折强度试验，并做好压浆记录。压浆试件龄期为7天、28天。提前吊梁出场， 同时出具强度报告。记录项目包括：压浆材料、配合比、压浆日期、搅拌时间、出机流动度、浆体温度、环境温度、保压压力及时间、真空度、现场压浆负责人、监理工程师等。9.2、注意事项：A、孔道密封检查：将灌浆阀、排气阀全部关闭，打开真空阀，启动真空泵抽真空，观察真空压力表读数，当管内真空度维持在-0.08Mpa左右时停泵约1min时间，若压力保持不变，即可认为孔道能达到并维持真空，否则重新检查密封。B、水泥浆搅拌：搅拌好的水泥浆要做到基本卸尽，在全部灰浆卸出之前不得投入未拌和的材料，更不能采取边出料边进料的方法，严格控制浆体配比。C、压浆时浆体温度要在530之间，夏季高温天气，压浆时间避开白天高温，选择在夜晚进行压浆施工。D、浆体不再流淌后方可卸下压浆管件。及时清洗管件和压浆设备。E、压浆及压浆台车人员应带防护眼镜。F、本梁场地处于海南，不存在梁体（浆体）受冻现象。10、封端10.1、锚穴进行凿毛处理，清除锚垫板表面及锚环外皮的灰浆。10.2、锚垫板上的安装孔，拧入带丝口的Q235材质10钢筋，另一端做标准弯钩。对切割的钢绞线端头要用聚氨酯防水涂料涂刷。10.3、绑扎封端钢筋网片，检查确认无漏压浆的管道，浇筑封锚采用C50无收缩砼，封锚混凝土配合比同梁体混凝土。配合比中减部分水，加微膨胀剂、坍落度控制在120mm20mm范围内。10.4、封锚混凝土要加强人工捣固，要求混凝土密实，无蜂窝麻面，与梁端面平齐，错台不超过2mm。封锚后及时抹面压光。10.5、封锚混凝土分两次浇筑成型，采用自然养护。在梁端悬挂一块麻布或草帘，对混凝土进行洒水养护7天，防止封端混