预应力张拉及管道压浆作业指导书.doc

.构皮滩乌江大桥连续梁预应力张拉及管道压浆作业指导书一、前言构皮滩乌江大桥连续梁长90m+160m+90m，预应力张拉及管道压浆施工工艺是搞好连续梁施工的关键工艺之一。为了规范施工，指导施工人员正确操作，特编制本作业指导书。二、工程概况构皮滩乌江大桥连续梁采用三向预应力混凝土变截面箱型结构。纵向预应力钢束采用的l5-75钢束和12-75钢束，横向预应力钢束采用3-75钢束，大桥使用的钢绞线规格为ASTMA416-92270级，低松型，75钢绞线公称直径15.24mm，标准强度Rby=1860MPa，弹性模量Ey=1.95105MPa；竖向预应力钢筋均采用32精轧全螺纹钢筋，其标准强度Rby=750MPa，弹性模量Ey=2.0105MPa。纵向钢束采用VLMl5-15和VLMl5-12锚具，102mm和97mm波纹管成孔，采用YCL320型千斤顶双端张拉；横向钢束采用VLMl5B-3和VLMl5B-3P锚具，6019mm扁形波纹管成孔，采用YCL25型千斤顶单端张拉；竖向预应力筋采用YCW-32锚具和YGD-32垫板，50铁皮管成孔，采用YCI70型千斤顶单端张拉。油泵均采用ZB4-500型。大桥每一节段预应力施工顺序为：先张拉部分竖向预应力筋(至少完成每一批数量的50)，再张拉纵向和横向预应力钢绞线，最后把余下的预应力筋张拉完。纵向预应力钢绞线张拉的顺序应遵循先上束后下束、先边束后中束、先长束后短束的原则进行。三、预施应力工艺1、预施应力前的各项准备工作11钢绞线、预应力粗钢筋、波纹管、锚具的外观检查和试验检查；12检查梁段砼是否达到张拉强度；13清除锚垫板上的砼，检查锚垫板是否与孔道垂直，如有偏差用楔形垫圈校正；14检查锚垫板上的砼是否有蜂窝和空洞，必要时需采取补强措施；15用空气压缩机向孔道内压风，清除孔内杂物；16在锚垫板上标出锚圈安放位置； 17检算钢绞线理论伸长值与设计院提供数据是否一致。 =(k-O)Ey(L-l2KL2-12MLc)100+式中：k预应力筋张拉时平均应力(Mpa)； 且 k =k1-12(KL+M) k预应力锚下控制应力(Mpa)； O测量伸长值时的初调应力(Mpa)；K考虑管道对其设计位置的偏差系数，1m； M孔道曲线摩擦系数； 孔道弯起角度之和(rad)； L孔道长度(m)； Lc孔道曲线段长度(m)； Ey预应力材料弹性模(Mpa)； 构件弹性压缩修正值。注：在使用本公式时应注意：孔道长度是直曲线累计实长，并非投影长度；当仅计算一端伸长值时，L1、LC、均应取整梁的一半。2、预施应力有关数据测定 21管道摩阻测试 管道摩阻测量是通过试验求出孔道偏差系数K和孔道摩阻。 试验方法和测定装置：试验前将两台千斤项，传感器、锚具及预应力筋等设备和材料进行检验和标定，对选定的试验孔在两端顺序安装传感器、锚圈(不放锚塞，以便反复张拉试验)、对中套、承压罩及千斤顶。测试时，先记录零荷载时传感器、油表、千斤顶油缸伸出量始读数；在传感器、锚具、千斤顶及管道中心四者同心的情况下，两端千斤顶同时充油至35Mpa压力，记录读数，检查设备状态；以一端为张拉(主动)端，另一端为被张拉(被动)端，以总张拉力的14为一级，逐级张拉到稍大于设计吨位为止。记录各级施力下的两端传感受器、油压表、千斤顶油缸长度变化值；放松千斤顶，将原主、被动端换位重复试验，至此，完成一个试验过程。以上试验重复三次，并计算对应结果的平均值。 其计算方法为： 直线孔道偏差系数K计算： 设PA为主动端张拉力，PB为被动端张拉力。 令r=PAPB 则K=1nrL 式中：L孔道长度： lnr各次读数分别计算出r，取平均值。求自然对数。 曲线孔道摩阻系数计算。 A、仅利用一个孔道或几个孔道，但L、值均相等的情况。 =(1nrk1) 式中：从张拉端至计算截面曲线孔道切线的夹角之和，以弧度计； K利用已测的直线孔道数据。 B、测两个不同L值与不同值的孔值，以解方程的方法求出k、u值。 KLl+1=lnrl K+2=lnr2 式中： Ll、L2、1、2表示两个不同孔道值。 22锚圈摩阻测试 锚圈摩阻系指由于钢绞线穿过锚圈出现弯折而产生的摩阻损失。 测试方法及设备：将钢绞线穿过1.5m长测试台座，钢绞线的固定端安设测力筒、对中套，并以锚具将锚绞线束固定(用人工把锚塞打紧)。在另一端钢绞线束上，先套上测力筒(测力筒支承在台座上)，将锚圈套置在测力筒内，再安设千斤顶。张拉时，在张拉端锚圈内不放锚塞(便于重复张拉)，张拉时的张拉力接近或稍大于使用吨位，每张拉一次，锚圈转动一个角度，同时读取两个测力筒的应变值和千斤顶油表读数，由两个测力筒读数之差，便可计算出锚圈摩阻损失值。 摩阻损失系数=1-PPK； 式中：P由测力筒测出的锚下力(测力筒外贴应变片，以应变仪测得) (kN)； PK千斤顶张拉力(kN)。 为使锚圈摩阻试验更加符合实际，测试工作宜在梁上进行。测试方法是：每一试验孔道穿束后，在两端锚下安设传感受器，锚外安装千斤顶，一端锚固作被动端，另一端作主动端。张拉时，在对中锚圈、传感器后，分级(每级5Mpa)张拉至最终控制吨位。每级记录两端读数(千斤油压表、传感器应变值、钢束伸长量)，两端传感器压力差即为孔道摩阻损失值，主动端千斤顶张拉值与传感器压力差，即为锚圈摩阻损失值。3、预应力钢束及预应力筋的下料及编号31钢绞线下料及编束钢绞线下料长度应等于预应力钢绞线通过孔道长加两倍工作长度。工作长度视采用的锚具、千斤顶及工作条件而定。一般采用7580cm。开盘下料时，宜摊置在平坦地面上，顺直后，按下料长度施用无齿锯或用氧炔焰切割下料。下料时，切割口两侧各5cm处，先用铁丝绑扎，然后切割。切割后应立即焊牢： 下料长度应根据所采用的锚具型式分别用不同公式确定，其计算公式分如下两种情况计算。 当两端张拉时： L=l+2(L1+L2+b+c)； 当一端张拉时： L=1+L1+2(L2+b)+c； 式中：1孔道长度(cm)； L1千斤顶长度(cm)； L2锚具长度，(锥形锚4cm)(cm)； b端部垫板厚(cm)； c外露卡环长度(cm)。 钢绞线需要编束时，宜将钢绞线理直，使其松紧一致。每隔lm左右用1822号铁丝绑扎成束。绑扎处衬以16mm，长20cm螺纹钢筋头一根编束后，应系上标签，注明束号、束长及钢绞线产地，分别存放在防雨棚内待用。 对较长的钢绞线束，为便于存放、运输，可将其盘成大盘，圈径应为3m左右。 32竖向精轧螺纹钢筋下料 竖向预应力筋宜采用高强精轧螺纹钢筋，由于整根钢筋上轧有螺纹，钢筋用连接器连接，螺帽锚固，不需特别加工，按需下料埋入腹板混凝土即可。 钢筋下料长度为： 一端张拉时：L=l+2(b+h)+11+l2 两端张拉时：L=1+2(b+h)+2l2 1孔道长度； b垫板厚度； h扣除45斜面高度后的锚具高度； 11非张拉端露出锚具的钢筋长度，取钢筋直径； l2张拉端露出锚具的钢筋长度，不少于6倍螺距，单位均为mm。 4、钢绞线穿束 穿束前，应先用压缩空气将孔内灰尘、杂物吹尽，然后用通孔器沿孔道全长通过一遍。通孔后，可进行穿束作业。 穿束有人工穿束，人、机结合穿束和机械穿束三种。对于长在60m以下钢绞线宜采用人工穿束；超过60m的多采用人机结合或机械穿束办法。 41钢绞线用人机结合穿束的方法步骤是： (1)用人工将一根5mm高强钢丝从穿束端送进孔内，直到另一端孔口； (2)利用已穿设的钢丝将牵引用的16mm钢丝绳从孔的另一端拉到穿束端； (3)在己编束的钢绞线束端头，插入一根带环的钢筋，并将钢束及12mm钢筋焊成一体； (4)钢丝绳系好钢筋环，开动卷扬机，收拉钢丝绳，便可将钢绞线从穿入端拉至另一端；(5)穿束后，将熔焊段割去，便可张拉了。42采用机械穿束的方法是： 将成盘钢绞线安放在钢绞线分配器上，通过穿束机将钢绞线送入孔内。当孔道口在箱内时，则钢绞线通过软导向管穿入。钢绞线穿入速度宜为26ms。 5、张拉机具配套、组装及运转 (1)对所使用的千斤顶、油压表进行配套，并根据千斤顶校验曲线查出各级张拉吨位下的油压表读数。填在油压表读数卡片上，供张拉使用； (2)将千斤顶、油泵及油管等张拉设备移至梁体张拉端组装，把千斤顶卡丝盘和楔子擦洗干净，并联接就序； (3)宜将油泵运转12min左右，然后令大缸进油，小缸回油，使大缸活塞外伸200mm左右。再令小缸进油，使大缸活塞回零。如此反复23次，以排出千斤顶缸内和油管路中的空气，以使张拉压力平稳。 6、钢绞线张拉 61张拉程序 0初应力(本桥设计规定为02 K，作伸长值标记)张拉至103 K，持荷5min(测量伸长值，与设计对照)大小油压回零(测量回缩量及夹片露量) 62张拉方法纵向钢绞线采用两端同步张拉，横向钢绞线采用单端逐根张拉。因单端张拉与两端张拉方法近似，现主要叙述两端同步张拉的方法。(1)穿束后，将工作锚的锚环套入钢绞线束，按钢绞线自然状态依顺时针方向插入夹片，并用小锤轻轻将夹片打入锚环内；安装千斤顶并与孔道中线初对位；安装工具锚于千斤顶后盖上，精确对中，钢绞线应在工作锚之间顺直无扭结；为使工具锚卸脱方便，可在工具锚夹片与锚环之间涂退锚灵； (2)两端千斤顶主缸同时充油张拉到初应力02K，读表读数。记录任意三根钢绞线的标记位置，作为测量伸长值的起点； (3)两端同步张拉，当张拉至103K时，停止供油，持荷5min测量伸长值； (4)千斤顶大、小缸油压回零，测量顶锚后的钢绞线向锚内滑移的数值； (5)检查数据，如有疑问，待查明原因后，重新张拉。正常时，可拆移千斤项，进行下束钢绞线张拉。 63钢绞线张拉质量要求 （1）实际伸长值两端之和不超过计算伸长值之和的6； （2）由锚具所引起的滑移量超过3mm部分即按滑丝计算，每一梁段中滑移量超过3mm的锚具不得多于2个； （3）每一梁段的滑丝量(指5钢丝)总和不超过钢丝总根数的0.5根。钢绞线张拉伸长值之和，在一束内的滑丝量不超过2根钢丝张拉伸长值之和。钢丝断丝和工具锚与工作锚之间断丝所造成的滑丝，均折算成滑丝量； （4）张拉过程中出现以下情况之一者，需要更换锚具或钢丝束，并重新张拉。A、锚具内夹片错牙在10mm以上者； B、锚具内夹片断裂在两片以下者(含有错牙的两片断裂)；C、一束中滑丝量(含断丝及断丝引起的滑丝)达到2根钢丝的张拉伸长值之和者；D、锚环裂纹损坏者；E、切割钢绞线或压浆时及发生滑丝者。 64滑、断丝情况处理 （1）在张拉过程中，由于工具锚的夹片牙齿被钢绞线挤平，致使工具锚卡不住钢绞线而发生滑线现象(当发生滑丝时，可以清楚地听到“咔、咔”响声。这说明钢绞线在滑动)。这时，必须更换新夹片。若更换夹片后仍发生滑丝现象，这说明钢绞线束硬度大，要更换钢绞线； （2）顶锚断丝有三种情况：一是顶力不当，顶锚时操作不稳、有误，致使千斤顶主缸出现较大的超拉力或顶锚力；二是在一端张拉，一端固定的张拉方式中，固定端钢绞线随张拉力的加大，连同锚塞向锚圈内滑移。当锚圈内口导角不圆顺时，靠锚圈一侧钢绞线不能顺利向锚圈内滑移而被锚圈楞口卡伤，致使断丝；三是钢材材质问题而断丝。处理办法是：由顶锚产生的断丝，若仅断12根，且断头在锚口处，因断丝内滑损失甚少，不影响预应力筋的总应力，这种情况，可以不作处理；若断丝3根以上时，需更新束；对于顶锚断丝发生的抽丝(即钢丝滑入孔道)及一束钢绞线全断者，应重新更换钢绞线。更换办法是：用氧气沿轴向把锚圈切割开，使锚具失效，在钢绞线应力失效后，从另一端抽出，穿入新钢绞线束。 65钢交线外露头切割，切割处距锚具表面5mm，严禁以电弧切割钢绞线。 7、粗钢筋张拉 (1)清除端杆、垫板上的水泥浆，将螺母拧紧至根部； (2)千斤顶就位、对中(为便于操作，千斤顶应放在特制的铁架子内并用手拉葫芦吊起能调整上下)小缸进油、活塞杆伸出，将套筒螺母(接头)拧紧在端杆上。将接头套入千斤顶套碗中，并扭转90度卡牢，将千斤顶找平就位；(3)小缸回油，大缸进油，活塞杆缩进，通过拉头张拉应力筋。张拉到 20K(K控制应力)在螺杆上做好标记，作为测量钢筋伸长的起点；(4)加荷至控制应力，持荷5min，量出伸长量。如与计算之差在-510之内(20K之差也应考虑在内)即认为合格。随后拧紧螺母，使其紧贴垫板；（5)大缸回油，小缸进油，伸出活塞杆把拉头反向扭转90度，卸下千 斤顶；小缸回油，大缸进油，把活塞杆退回到原来位置，张拉结束。四、管道压浆工艺1、管道压浆是防止钢束锈蚀和保证钢束与混凝土之间握成整体的重要 措施。因此，要求压浆必须密实和饱满。2、压浆时间，宜在张拉完毕后，尽快(不得超过5天)进行。按设计要求的灰浆强度(一般为3040Mpa)配制灰浆。灰浆配合比要严格控制，水灰比不得大于045；灰浆材料宜采用不低于425号硅酸盐水泥或普通硅酸盐 水泥，水泥浆之泌水率不得大于2；水泥浆中可掺加减水剂，掺量由试验确定，但不得掺入盐类；灰浆要求有较好的流动性(指标应不超过6s)、和易性，颗粒小、泌水率小，以保证灰浆能顺利压入管道。3、水泥浆样拌合应均匀，先加水，后加水泥，拌合时间不少于1min。水泥放入压浆罐时，应经过滤，过滤网孔不得大于2.5mm2.5mm。4、压浆工艺41压浆前，应清除孔道内杂物、积水，切割锚具外留有一定长的钢丝。切割位置应在锚塞尾端34cm处，但不要烧伤锚具；42用压力水(压浆泵供水)将管道冲洗干净，如有与相邻道串孔现象，应事先处理好才压浆；43在压浆孔及出浆孔(排气孔)上，分别安装阀门管节，并接上压浆咀；44用小型灰浆拌和机拌制灰浆。把拌好的灰浆经过筛后存放于浆桶内，此时灰浆仍应低速搅拌(防止沉淀)，并经常保持足够的数量，以使每根管道的压浆能一次连续灌注完成；45压注灰浆，采取从一端压注的方法。灰浆泵输出最高压力以保证入管道内的灰浆密实为准(一般为0607Mpa)，并有适当的保压量。当压注的灰浆从排气排出后，将排气孔堵塞，一直压注另一端出浓浆后，关闭出浆阀门，待压力达到1Mpa(长束管道)时，压浆泵停机，同时关闭进浆孔阀门，以保持灰浆密实。46孔道压浆完毕后，等待一定时间(夏季约30min左右，冬季则适当推迟23h)，待灰浆流动性消失后，拆除压浆孔及出浆孔的阀门管节，并冲洗干净。卸管时，应先检查孔道内灰浆压力是否完全消失，可先稍扭开旋塞阀，观察是否有灰浆“反溢”现象，如有灰浆“反溢”，则应推迟拆卸时间。拆卸下来的扣碗应及时冲刷，准备下次再用。47压浆过程中，如发现孔道有局部漏浆时，可在漏浆处用毡片盖好、贴严、顶紧堵漏。如堵漏无效，则应用水压入孔道，将已压进的灰浆冲洗出来，待漏浆处理修补完毕后，重新压浆。5、夏季压浆施工时，水泥浆温度不应高于25，冬季施工时，温度不应低于+5。否则，应采取降温或保温措施。6、当环境温度低于+5时，不宜对孔道进行压浆。如果梁体孔道压浆后遇到气温下降，应立即采取防寒保温措施(压浆后最初7天内或灰浆强度未达到35Mpa之前，环境温度降至5