先张法预应力长线台张拉施工(专项方案).doc

XX经济技术开发区XXX（XXX区）XX标先张法预应力砼空心板梁预制及安装施工专项方案编 制 人： 审 核 人： 审 批 人： 编制单位： 编制日期： 先张法预应力砼空心板梁预制及安装施工专项方案第一章 工程概况一、工程概况XX市民营经济科技产业基地（XXXX）市政基础设施工程XX标，桥梁工程共计12座，上部结构为先张法预应力空心板梁，型号有10m、13m、16m、18m、20m共计565片，其中空心板梁最重为20m预应力空心板梁边板，重约33.3t/片。二、设计要求及标准1、材料预应力钢筋：采用17标准型15.201860GB/T52242003，并符合预应力混凝土用钢绞线（GB/T52242003）标准规定；普通钢筋：采用级钢筋为R235钢筋，级钢筋为HRB335钢筋。钢筋标准应符合GB130131991、GB14991998规定。直径16mm的钢筋，采用焊接，钢筋焊接长度：双面焊不小于5d，单面焊不小于10d，d为钢筋直径；混凝土：采用商品混凝土C50、C40两种标号；2、设计要求1）各根预应力钢筋位置及其包裹隔离位置必须准确；2）预应力张拉工艺所采用的工具和仪表必须按有关规定进行标定和检验，未经标定、检验或超过张拉次数的工具和仪表不得使用；yb3）预应力钢筋的张拉控制应力为0.75R ，张拉程序必须符合公路桥涵施工技术规范的要求；4）空心板采用现场预制，现场吊装。空心板采用胶囊制孔，应设置位钢筋固定胶囊，防止胶囊上浮。5）空心板预制时应注意在泄水孔位置埋入泄水管；6）空心板边板预制时必须预埋钢筋以保证栏杆安装；7）空心板预制时应注意伸缩缝预埋件要求；8）板梁结构尺寸必须保证放样准确；9）板梁浇筑后，其上表面应充分拉毛，以利于与桥面铺装层结合；10）板梁混凝土强度达到其设计强度的80%和混凝土龄期保证7天以后，才能断张、移板和堆放。板梁混凝土达到其设计强度以后，才能运输和安装。堆放数不得超过2层。11）板梁的堆放和运输必须按设计图所示吊点位置进行，不得倒置。搁置点必须在对结构受力有利位置；12）板梁安装必须在桥墩盖梁强度达到设计强度并不少于14天要求后才能实施；13）板梁安装在两个方向应尽可能保持对称同步进行，以确保盖梁受力均匀；14）板梁安装时应保证四个支座共同受力，不得脱空，否则用不锈钢薄板垫平。3、标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62-2004公路工程技术标准 JTG B01-2003公路桥涵施工技术规范 JTJ041-2000公路工程质量检验评定标准 JTG F80/1-2004预应力混凝土用钢绞线 GB/T5224-2003三、工程数量本工程共计包括丁三号丁五号桥、丁十四号丁二十二号桥在内的12座桥梁，预应力板梁均为先张法预制，共计565块，具体预制板梁跨径、片数如下表：预制板梁统计表第二章 预应力混凝土空心板预制方案一、施工方案1、预制台座设计及起重设备张拉台采用墩台式张拉台，共设7排，每排按板形分别设置长度，台座之间相距为1.4851.4m，为便于拆装模板和施工畅通。台座底模用水磨石磨光磨平，并涂脱模剂，使空心板底面平整，光滑美观。台座预设外模对拉螺栓套孔，并用L5050的角钢包角。张拉台设置在台座两端，并与空心板预制台相连为一体，两端台座采用整体式张拉台，张拉台座基坑深2.4m，底宽3.6m坡锥体，上宽1.0m，上面有工50的工字钢做成活动的张拉底座，混凝土底座内布置钢筋，使其能保证足够的刚度和强度。其抗倾覆安全系数应大于1.5，抗滑移系数应大于1.3，张拉台布置图（见附图）。预制场内设置起重能力20t的自行龙门吊机两台，每台龙门吊上安装5t行车一台，以供浇筑混凝土用。龙门吊采用单轨，跨度为10.485m，起重净高度为6m。龙门吊驱动行走装置用XWEX型摆线针减速器，时速控制为1216m/min。2、预应力张拉台座应力验算预应力墩台座尺寸如图所示：计算参数及验算公式：台座外伸部分重力：G1=1.51.0260=390KN； 钢筋混凝土的重力度：260KN;外伸重力矩：L1=3.5m；台座部分重力：G2=2.7（0.5+0.9-0.585）260=572.13KN； 台座部分重力矩：L2=1.4m预应力张拉筋应力合力：N=19414=2716KN；张拉应力矩：h1=0.9-0.585=0.315m 抗倾覆力矩安全系数K满足条件：K=MrMDV1.5N取台面抵抗力：300KN；摩擦系数取碎石：=0.5台座后最大土压力：Pcp=Htan2(45+2)-Htan2(45-2)台座底部和座面上土压力合：Ep=(Pcp+P(H-h）B2取土的重力度：=1.8取土的内摩擦角：=30台座埋设深度：H=1.5m台座板厚：h=0.18m台座宽度：B=10.485m 抗滑移安全系数K满足条件：K=N+F+EPN1.3混凝土台座与土的摩阻力：F=(G1+G2)抗倾覆验算平衡力矩:Mr=G1L1+G2L2=3903.5+572.131.4=2166kN.m倾覆力矩：MDV=Nh1=194140.9-0.585=855.54kN.m2.1抗倾覆安全系数：K=MrMDV=2166855.54=2.5321.5（安全）抗滑移验算 N=30010.485=3145.5KN； F=G1+G2=0.5390+572.13=481.06KN台座底部被动土压力： Pcp=Htan2(45+2)-Htan2(45-2)=1.81.5（tan260-tan230）=72KN/P=hPcpH=0.18721.5=8.64KN/；Ep=(Pcp+P)(H-h）B2=72+8.641.5-0.182.62=276.76KN；2.2抗滑安全系数：K=N+F+EPN=3145.5+481.06+276.762716=1.4371.3（安全）2.3张拉及锚固端钢横梁验算：计算参数： 最不利荷载（最大应力）：N=194KN19=3686KN(19根钢绞线) 横梁净跨距：l=1.6m； 钢材抗弯、抗拉强度值：f=315Mpa； 钢材弹性模量：E=2105Mpa； 工字钢截面抵抗矩：Wx (查热扎工字钢截面特性表)； 工字钢截面惯性矩：Ix (查热扎工字钢截面特性表)； 工字钢截面面积：A (查热扎工字钢截面特性表)；钢横梁最大弯矩值 考虑最不利均布荷载：q=Nl=3686KN1.6m=2303.75KNm 钢梁最大弯矩为（按简支梁计算）： M=18ql2=182303.751.62=737.2KN.m钢横梁需要的截面抵抗矩 W=Mf=737.2106315=2340103mm3 a查表选用：16Mn 2I45b Wx=1500.41032=3000.8103mm32340103mm3 安全系数为：1.28 b 查表选用：16Mn 2I50bWx=1942.21032=3884.4103mm32340103mm3 安全系数为：1.66 综合考虑安全选用：16Mn 2I50b钢横梁挠度计算钢横梁剪力：V=12ql=122303.751.6=1843KN钢横梁剪应力：=VA=1843103129252=71.3Mpafv=185Mpa钢横梁变形值（挠度）为： max=5ql4384EI =52303.75(1600)43842105485561042=1.01mm3686KN P=Af2K1K2=1180+501600151.251.5=2944KN3686KN 注：式中f1=19.5为C40混凝土轴心抗压设计标准值(查表)； 式中f1=15为C30混凝土轴心抗压设计标准值(查表)；按C1034730混凝土台面不能满足要求，按C40混凝土台面能满足要求2.5 台座张拉端传力柱偏心受压验算按偏心受压构件计算，算式为：Nfcmbxh0-x2+fyAgh0-ag计算参数说明 fcm-混凝土抗弯拉强度标准值；b传力柱宽度；（按现场取：600mm）x传力柱混凝土受压区高度；（按现场取：360mm） h0受压区截面有效高度；（按现场取：480mm） fy纵向受拉钢筋强度值；（取210Mpa） Ag受拉或受压钢筋截面面积；（取1220=3769.8mm2） ag截面近边距离；（按现场取：150mm）偏心受压应力值：N=（19419）2=1843KN按混凝土C30取fcm=16.5Mpa fcmbxh0-x2+fyAgh0-ag=16.5600360480-180+2103769.8（480-150）=1330.4KN1843KN (不能符合要求)按混凝土C40取fcm=21.5Mpa fcmbxh0-x2+fyAgh0-ag=21.5600360480-180+2103769.8（480-150）=1654.4KN1843KN (不能符合要求)按混凝土C50取fcm=26.0Mpa fcmbxh0-x2+fyAgh0-ag=26600360480-180+2103769.8（480-150）=1946KN1843KN (符合要求)按验算得：张拉及锚固端头钢筋截面面积 Ag3800mm2 现浇混凝土强度选择：C50砼3、模板工程空心板梁预制模板采用定型大块钢模，纵向分节为5m，面板采用8钢板，用贝雷片做加固框架，以确保强度、刚度和平整度满足施工规范要求。相邻两块模板采用楔形接口，用螺栓连接，可防止漏浆及消除相邻模板搭接缝痕，使浇注的空心梁板表面光滑美观。模板拼装前应将表面清理干净，并刷同一种脱模剂。模板制作及安装的质量检验标准如下：模板制作及安装质量检验标准项 目充许偏差（）模板制作外形尺寸长和高0，-1肋高5板面局部不平1.0板面和板侧挠度1.0模板安装模板标高10轴线偏位10模板表面平整54、先张法预应力筋的张拉预应力钢绞线按设计要求张拉力控制应力为1860Mpa0.75=1395Mpa乘以钢绞线截面积后的张拉吨位和设计伸长量双向控制。先张法张拉程序：0 初应力（10%张拉力） 105%k（持荷5min） 0 k(锚固) （1）张拉力计算（以20米预应力混凝土空心板设计要求钢绞线为例）1860Mpa0.75=1395Mpa，单根钢绞线截面面积A=140mm2张拉力 F=1395140=194KN（2）伸长量理论计算 L=FL(ApEp） =194000881031401.95105 =625.35（3）实际伸长值测量公式 L实=L1+L2-L3 L1从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值； L2初应力以下的推算伸长值； L3受压缩短长度，以现场测量为准；先张法张拉方式取以下方式：一端固定，一端单根张拉法长线台座生产先张预应力空心板，采用自块中间向两侧对称进行单根张拉的方式。采用25t穿心式张拉千斤顶进行张拉，配合使用量程为80Mpa的油压表，并进行配套检验，划出张拉力油表读数曲线确定不同控制张拉力的油表读数。确定钢绞线下料长度，穿索固定，确定预应力失效段，对预应力钢绞线有效长度以外的部分，采取黑铁套管进行失效处理。套管两端务必用塑料管或橡胶管封闭紧密，不得漏浆，确保预应力筋与混凝土不结合。张拉时，台座两端及两侧3m范围内严禁非工作人员进入。张拉采用应力与伸长量双向控制，按照设计应力值进行拉力操作控制并同时比较伸长量理论计算值和伸长量实测值，张拉伸长量实测值与理论值相差不超过6%，否则应停止张拉，检查原因。张拉过程中若出现钢绞线崩断应查明原因后进行处理，一般要求对断裂钢绞线进行更换。在整个操作过程中，台座上要保持清洁，钢筋和钢绞线切勿沾上油污。张拉力最终应力控制：1.03194=199.82KN5、钢筋制作与安装钢绞线张拉完成8小时后方可进行钢筋的安装。按施工设计钢筋图，在场外钢筋制作棚将钢筋按编号下料、弯制、分类堆放，并按设计位置进行人工绑扎安装钢筋。钢筋加工及安装质量应符设计及规范检验标准。6、空心板梁混凝土的施工混凝土浇注时先浇注底板，然后打开预留孔气胶囊并充气0.1Mpa后固定，再浇注气胶囊两侧和顶板。浇注层不得大于30。混凝土入模在充气胶囊内模两侧对称进行，并随时检查内是否位移、上浮和变形，上浮通过纵向和环形钢筋控制，对位移和变形应加强检查并随时加固调整。胶囊形号按设计预留空心尺寸，由于厂家统一定做，胶囊最终控制气压为0.30.4Mpa。振捣采用插入式和附着式震动器进行捣固密实。使用插入式振捣器时，震动器不得碰撞预应力钢绞线、充气胶囊和黑铁套管。其插入点要交错排列，从两侧同时振捣，以防止充气胶囊芯模左右移动，并避免震动端头接触芯模，出现穿孔漏气现象。预制板顶面混凝土要按施工规范进行拉毛处理，以利于跟铺装层现浇混凝土的结合。7、预应力放张、当预应力空心板混凝土强度达到设计强度的80%以上后，且同时应满足：日平均温度20时，龄期不小于5天；日平均温度20时，龄期不小于7天，方可进行放张预应力钢绞线。最终控制放张应按砼设计强度值80%控制。放张采用形式有：（1）砂箱方法放张，张拉前将砂箱活塞全部拉出，箱内装满干砂，让其顶住横梁。张拉时箱内砂被压实，承受横梁反力。放松预应力钢绞线时，打开砂口，让砂慢慢流出，活塞缩回，逐渐放松预应筋。待全部放张后，即可用砂轮高速切割机切割外露钢绞线，切割后用砂浆或防腐蚀材料封闭外露端头，并作不易擦掉的标识，表明张拉日期和现浇日期，其标识在安装后不得外露。（2）夹片自动锚固法，张拉前先将一端用锚具固定，内设自动锚固夹片，预先张拉锚定，张拉后两端均以锚具固定。放松钢绞线时，应从张拉端松张，用砂轮高速切割机切割外露钢绞线，切割后用砂浆或防腐蚀材料封闭外露端头，并作不易擦掉的标识，表明张拉日期和现浇日期，其标识在安装后不得外露。（3）千斤顶固定松张法，张拉前先将一端用千斤顶锚定，张拉端用锚具锚定。放张时将千斤顶锚定端松顶。然后用砂轮高速切割机切割外露钢绞线，切割后用砂浆或防腐蚀材料封闭外露端头，并作不易擦掉的标识，表明张拉日期和现浇日期，其标识在安装后不得外露。根据公司已有的经验及熟练操作，我项目部采用第二种张拉松张。8、养生及梁的存放梁体混凝土终凝即开始养护，主要用洒水养生，洒水前用土工布覆盖混凝土表面。要经常洒水，操作中视梁体情况调整洒水次数（视天气温度而定，一般每天至少5次以上，温度在30以上每天保持7次以上）和时间间隔（浇筑后前3天尤为重要），同时必须保持梁体表面处于湿润状态中，直到达到一定强度脱模后必须连续养生7天。当混凝土试块强度达到20Mpa时，即可将胶囊放气抽出，并拆除外模。板梁采用龙门吊进行起吊，存放安置在存梁场。存梁用叠方木或叠砂袋在支座中心处支垫，中间必须全部悬空，并在混凝土完全达到设计强度后及时架设，使存梁时间控制在75天以内。存梁支垫仅考虑按设计支座位置放设两个支垫，拟定用砂袋58层架空50cm以上，堆放层数控制在2层以内。二、质量检验标准和要求1、钢绞线质量检验标准钢绞线先张法质检标准项次检 查 项 目规定或允许偏差检查方法和频率1墩头钢丝同束长度相对（束长620m）L/3000每批抽查2束2张拉值符合设计要求张拉记录3张拉伸长率6%张拉记录4同一构件内断丝根数不超过钢丝总数1%张拉记录2、预制板梁质量检验标准预制板梁质检标准的项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1混凝土强度（Mpa）在合格标准内按规范标准2梁体长度+5，-10尺量3宽度 （mm）干接缝10尺量3处腹板或梁肋+10，-04高度（梁、板）（mm）5尺量2处5跨径（支座中心至支座中心）（mm）20用尺量6支座表面平整度（mm）2水准仪检查7平整度（mm）5用2m尺检查8预埋件位置（mm）5尺量三、先张法预制混凝土板梁施工工艺先张法预应力空心板梁预制施工工艺拉预应力钢筋至K测定混凝土试件强度制混凝土试件拆除侧、端模拆除芯模封头起吊、移梁、存放放松切断预应力钢筋混凝土养护继续浇筑混凝土拉预应力钢筋至1.05K再退至0.5K修整台座内的底板预应力钢筋下料、调直模板制作普通钢筋加工绑扎其它部位钢筋安置芯模浇筑底板混凝土绑扎底板钢筋安装侧模、端模第三章 预应力混凝土空心板安装方案一、安装施工方案1、梁体运输空心板梁利用运梁板车运至桥头，汽车吊架设。2、梁体架设（1） 施工准备预制梁架设前确定吊机行走路线，吊机停放稳定后，要通过起吊重量和吊机自重验算地基承载力，如不满足要求，要对地基进行加固。调查吊机通行路线的宽度、弯道半径、高