预应力工程作业指导书.doc

.京沪高速铁路 预制梁预应力工程作业指导书 单位： 中铁十四局 编制： 审核： 批准： 2009年7月1日发布京沪高速铁路预制箱梁预应力工程施工作业指导书1 适用范围适用于京沪高速铁路预制箱梁张拉、压浆、封锚、端面防水的施工。2 作业准备2.1 内业准备作业指导书编制后，在开工前技术部门组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，向设计单位反馈有关技术问题，熟悉规范和技术标准，对参与施工的所有人员进行技术交底。对参加施工操作人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。安质部门制定施工安全保证措施，提出应急预案。2.2 外业准备张拉架制作完成具备使用条件。张拉千斤顶及张拉油表全部进场并经过标定。压浆机及真空泵已经进场并经过检验合格。封端模板已经进场并经过检验合格。3 技术要求3.1 预应力工程施工之前，必须认真阅读“通桥（2008）2322A”系列图纸，根据箱梁的梁型确定所用锚具的类型以及钢绞线数量。3.2 张拉所用千斤顶及油表必须每月由试验室进行校验，技术部门根据校顶报告对张拉力进行计算，作业队必须根据技术部门发布的相关技术交底进行施工。3.3 张拉时预应力钢绞线的理论伸长值必须由技术部门提前进行计算，施工时根据技术部门发布的相关技术交底进行控制。4 施工程序与工艺流程4.1 施工程序预制箱梁的预应力工程施工程序主要包括：原材料进场试验各项性能指标钢绞线下料、制束预张拉初张拉提梁终张拉断丝锚穴凿毛压浆封端涂刷防水涂料。4.2 预应力施工工艺流程见下图。原材料进场试验各项性能指标不合格合格退 场钢绞线下料、制束强度达到设计值60预张拉强度达到设计值80初张拉提 梁强度、弹模达到设计值终张拉确认无滑丝现象断 丝锚穴凿毛涂刷防水涂料封端压浆5 施工要求5.1 施工准备5.1.1预应力张拉施工前要配备足够的千斤顶、油泵、油表、钢板尺并经过校验合格；5.1.2 张拉施工前要制作专门的张拉架；5.1.3 张拉施工前要设置安全警戒线，严禁非作业人员靠近张拉现场。5.2 施工工艺5.2.1 制束及穿束钢束下料：先将钢绞线盘立放在钢绞线施放支架内，抽出内圈的钢绞线的端头从前端牵引出来，然后利用人工或机械牵引至规定的长度，用砂轮机切断。钢束下料长度误差10mm。应注意检查外观，发现劈裂、死弯、锈蚀、油污等缺陷者不得使用。穿束前清除管道内的水分及其它污物。钢束在移运过程中，应采用多支点支承，支点间距不得大于3m，端部悬出长度不得大于1.5m，严禁在地面上长距离拖拉，以免创伤钢绞线。钢束穿入梁体混凝土孔道，采用机械穿入。在穿束过程中，如遇到钢束穿不进去，应查明原因，若是孔道死弯，则必须开刀修孔，取直管道，然后再穿入钢束，再在开刀部位的钢束周围包裹隔绝铁皮或套入塑料管等物，捆好固定并堵塞两端全部缝隙，再灌补与梁体同等级混凝土复原。在此特别注意堵缝一定要认真仔细，不能再次流入水泥浆堵死管道。5.2.2 张拉工艺要求5.2.2.1 主要材料与设备a、主筋采用75钢绞线束，钢绞线强度级别为1860MPa低松驰钢绞线，张拉油泵采用250T级和350T级的张拉千斤顶；高压油表采用0.4级标准油表（表盘刻度读数060MPa,表盘直径150mm）；高压油管采用钢丝耐油橡胶管，内径6mm外径18mm，标准油压60MPa，每根管长6m并带两端原配接头；张拉用油采用20号纯净张拉油。b、千斤顶必须经过校正后才允许使用。千斤顶校正采用与实际张拉情况完全相符合的直接标定法。为避免出错和消除校验误差，一般均采用三次试验平均值，作为实际张拉的使用数据。若出现试验数据反常，应及时查明原因，正确处理。 在正常情况下，千斤顶的校正系数K不得大于1.05。千斤顶校正后的有效使用期限，不应超过一个月。在特殊情况下，如千斤顶常压漏油或串缸，应及时检修。每次检修后，都必须经过校正后才允许使用。c、高压油表必须经过校正后才允许使用。在一般情况下，油表校正有效期为一个月。在特殊情况下，如张拉过程中预应力筋突然断裂或发现油表指针松动、无油压下和无自重影响下的指针不回零或其它异常现象时，均应拆换重校。常用油压应在表盘最大读数的三分之一至三分之二之间。5.2.2.2 预施应力按预张拉、初张拉和终张拉三个阶段进行。脱模时梁体混凝土强度达到43.5MPa条件下，将预张拉与初张拉合并为一阶段进行。预应力束张拉前，清除管道内的杂物及积水。预制梁带模预张拉时，内模板的变截面处松开，不得对梁体压缩造成阻碍。5.2.2.3 预张拉：预制箱梁预张拉在制梁台座上进行。当混凝土强度达到33.5MPa，拆除端模以及松开内模、外模紧固件，同时清除管道内的杂物和积水后，将预应力钢筋穿进，进行预张拉。预张拉能有效的控制混凝土预制梁的早期裂纹。注意预张拉的施加过程中，必须保证梁体的保温措施。5.2.2.4 当梁体混凝土强度达到43.5MPa和拆除外模后，按照张拉技术交底的要求对梁体进行初张拉。初张拉在预制台座上进行，初张拉结束后，方可将梁体移出台座。注意桥梁拆模后，如发现有较严重的蜂窝、空洞或其它缺陷，未经修补或修补后其混凝土强度未达到张拉时的规定值者，均不允许进行张拉作业。5.2.2.5 终张拉：当梁体混凝土强度及弹性模量达到53.5MPa且混凝土龄期不少于10天时，进行终张拉。终张拉结束达到30d时，应由质检人员对梁体进行上拱度测量。5.2.2.6 必须具备与千斤顶主缸油路串连的两块标准油表，以便互相校核，油表精度不得低于1.0级（采用0.4级的），两块油表的读数误差大于0.5MPa时，则应同时更换两块油表。同束钢束张拉，应两端同步进行，箱梁张拉同时使用四台千斤顶从中心对称张拉，并以串联千斤顶上的两块油表读数控制为主，钢束的伸长值作校核，实际伸长值与理论伸长值误差值不得超过6%。并且要对每片梁所用的钢丝或钢绞线的厂家、盘号、批号进行记录。正式张拉完后，应在锚圈外钢丝上用石笔划线，24小时后检查钢丝无滑动时，才允许断丝进行压浆工作。钢束的施工理论伸长值其中： L1为梁体锚底之间钢绞线的设计伸长量L2为工作锚与工具锚之间钢绞线的伸长量L3为卡片回缩量 5.2.2.7 主要张拉工艺（1）张拉钢束前，依次安装锚具、工作夹片、限位板、过度套及千斤顶、垫圈、工具锚、工具夹片，并要求预应力筋、锚具和千斤顶位于同一轴线上。安装锚头前，应先检查修整不合格的管道口（如管口不圆，不顺直，口径小等）。并铲除锚垫板上的灰碴污物。当托住锚圈贴紧锚垫板与管口扶正对中时，再打紧锚塞。图51 张拉千斤顶安装示意图（2）张拉时应按照设计的张拉顺序，两端两侧同时对称张拉（即四台张拉千斤顶同时工作）,当油表读数达到0.2con时，测量出各千斤顶活塞伸出长度和工具锚夹片外露量，待梁体受力稳定后，四台千斤顶分三阶段张拉到con，每阶段应力达到相应的规定，四台千斤顶全部停止工作待梁体受力稳定后，才可再次测量千斤顶活塞伸出长度和工具锚夹片的外露量，通过计算得出工具锚夹片回缩量，然后回油卸顶，并测量工作锚夹片外露量。取限位板的槽深与工作锚夹片的外露量的差值作为钢绞线回缩量，最终计算出实际施工伸长值=（千斤顶活塞伸出长度之差-工具锚夹片回缩量）/0.8。如果实测伸长值与理论伸长值之差超出6%，须查明原因，采取措施予以调整，此即张拉过程中的“双控”。张拉程序： 0初应力(0.2con）（作伸长量标记）con（静停5min）补拉到con（测伸长量）锚固。注：con指设计应力与各种实测摩阻之和。（3）针对第一次已进行预张拉和初张拉的钢绞线束，作第二次正式张拉，按标准再张拉到100%的设计张拉吨位。伸长值的测定是张拉至初张拉力时再测量L1，到100张拉力再测量出L2，算出本次张拉伸长值与初张伸长值之和，即为该束钢绞线伸长值。图52 钢板尺测量伸长值5.2.2.8 钢丝伸长，回缩及断丝，滑丝等情况的处理。（1）预张拉、初张拉和终张拉，每束钢束在安装拉力下，其伸长值控制按照图纸的要求。（2）每一束钢束的一端回缩量不得大于6mm，否则应重新张拉。回缩量的测量方法为：张拉至控制应力时测量千斤顶活塞的外露长度L1，然后关闭电源打开回油阀，回油后再测量千斤顶活塞的外露长度L2，L1与L2之差再减去一端自由长度的伸长值即为钢束该端回缩量。（3）预加应力时，每片后张梁出现断丝的总根数不得多于钢丝总根数的0.5%，不在同一束，且不在同一侧，否则必须进行处理。处理断、滑丝时，应先退出夹片，放松钢束应力后，抽换所断或刮、滑伤的钢绞线，并重新更换锚具，然后才可对该钢束继续进行张拉。5.2.3 管道压浆5.2.3.1 材料试配管道压浆前，对采用的压浆料进行试配。各种材料的称量误差应准确到1（以质量计）。水胶比为0.33。5.2.3.2 施工设备及称量精度 施工设备搅拌机的转速1400r/min，浆叶的最高线速度限制在15m/s以内；压浆机采用连续式压浆泵。 称量精度在配置浆体拌和物时，水泥、压浆剂、水的称量准确到1（均以质量计）；计量器具均应经过法定计量检定合格，且在有效期内使用。5.2.3.3 搅拌工艺搅拌前，先清洗施工设备。清洗后的设备内不得有残渣、积水，并检查搅拌机的过滤网。浆体搅拌操作顺序为：首先在搅拌机中加入实际用水量的8090%，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1020%的拌和水，继续搅拌2min。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，其流动度应满足184s的要求，即可通过滤网进入储料罐。浆体在储料罐内继续搅拌，以保证浆体的流动性。不应在施工过程中由于流动度不够额外加水。5.2.3.4 压浆工艺压浆前，清除梁体孔道内的杂物和积水；浆体压入梁体孔道前，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的流动度一致时，方可开始压入梁体孔道。压浆的最大压力不超过0.6MPa。压浆的充盈度应达到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。关闭压浆口后，保持不小于0.5MPa且不少于3min的稳压期。压浆后应从压/出浆孔检查压浆的密实情况，如有不实，应及时补灌，以保证孔道完全密实。在压浆前首先将管道抽成真空，使管道内的真空度稳定在0.06MPa0.08MPa之间。真空度稳定后，立即开启管道压浆端的阀门，同时开启压浆泵进行连续压浆。压浆顺序先下后上，同一管道压浆应连续进行，一次完成。从浆体搅拌到压入梁体的时间不应超过40min。压浆过程中，每孔梁应制作3组标准养护试件（40mm40mm160mm），进行抗压强度和抗折强度试验，并对压浆进行记录。5.2.3.5 管道压浆时限管道压浆时限应满足下列要求：（1）终张拉完毕，在48h内进行管道压浆；（2）压浆后可以提前交库，但需保证28d标准试件的强度达到规定值；（3）压浆强度未达到28d抗折强度不小于10MPa，抗压强度不小于50MPa的要求，不得进行静载试验或出场架设。5.2.3.6 梁体、浆体及环境温度压浆时浆体温度应在530之间，压浆及压浆后3d内，梁体及环境温度不应低于5，否则采取篷布覆盖并生火炉保温的措施，以满足要求。5.2.3.7 高温施工在环境温度高于35时，应选择温度较低的夜间进行施工。5.2.3.8 低温施工在环境温度低于5时，按照冬期施工处理，适当掺加引气剂，含气量通过试验确定。5.2.4 封锚封锚混凝土采用干硬性补偿收缩混凝土，标号为C50。预应力筋锚固后的外露部分采用角磨砂轮机械切割。外露长度不小于30mm。浇筑梁体封锚混凝土之前，应先将锚垫板表面的粘浆和锚环外面上部的灰浆铲除干净，同时检查无漏压浆的管道后，才允许浇筑封锚混凝土。为保证与梁体混凝土接合良好，应将混凝土表面凿毛，并放置钢筋网片。封锚混凝土采用自然养护，在其上覆盖塑料薄膜，梁体洒水次数应以保持混凝土表面充分湿润为度。封锚混凝土养护结束后，对梁端面底腹板和腹板处满涂1.5mm厚的聚氨酯防水涂料。在进行封锚时应制作标准混凝土强度试件，在试生产时（一般为1个月）制作5组（未知法），试生产结束后制作4组。6 劳动组织6.1 劳动力组织方式：采用架子队组织模式。6.2 施工人员应结合施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。表61 预应力作业队人员配备表负责人1人技术主管1人专兼职安全员1人工班长3人技术、质检及试验人员3人普工5060人其中负责人、工班长、技术人员、专兼职安全员必须由施工企业正式职工担任，并可根据工程情况适当配备若干劳务人员。6.3 主要管理人员及技术人员岗位职责6.3.1 作业队负责人：（1）协调预应力工程施工作业上下工序的衔接工作；（2）负责落实预应力工程质量问题的整改措施；（3）参与一般质量事故调查、分析工作；（4）参加梁场组织的预应力工程技能培训工作；（5）负责提供预应力工程所需要的一切基本生产资料；6.3.2 作业队技术主管：（1）负责对预应力作业队的操作工人进行技术交底；（2）参与QC小组活动；（3）参加预应力工程质量缺陷的调查、分析和处理工作；（4）参加梁场组织的预应力工程技能培训工作；（5）负责与梁场职能部门沟通联系，确保各种信息的及时上传下达；6.3.3 技术、质检、试验人员：（1）做好预应力工程施工、检验批的质量自检和报检工作；（2）负责预应力工程质量保证体系的运行工作；（3）落实预应力工程质量监控检查的整改要求；（4）参加预应力工程质量缺陷的调查、分析和处理工作；（5）参与开展QC小组活动。7 材料要求7.1预应力钢筋7.1.1 预应力钢绞线采用强度级别为1860MPa的低松弛钢绞线，应符合预应力混凝土用钢绞线GB/T5224-2003的规定并满足设计要求，采用的钢绞线厂家必须提供每批钢绞线的弹性模量值。7.1.2 钢绞线的检验应符合下列规定：每批钢绞线应由同一牌号、同炉罐号、同一规格、同生产工艺、同一交货状态的钢绞线组成，并不得大于30t。钢绞线应从每批中任选3盘进行表面质量、直径偏差和捻距的外观检查及力学性能的试验，如每批小于3盘，应逐盘检查。力学性能的抽样检验应在选定的各盘端部正常部位截取1根试样，进行拉力（整根钢绞线的最大负荷、屈服负荷、伸长率）试验。当试验结果有1项不合格时，除该盘应判为不合格外，还应从未试验过的钢绞线盘中取2倍数量的试样进行复验。当仍有1项不合格时，则该批钢绞线应判为不合格。7.1.3 钢绞线应存放在干燥处，避免潮湿锈蚀。工地存放应高出地面不小于200mm。每批钢绞线应由同一批号、同一强度的钢绞线组成。钢绞线外观要求逐根检查，钢绞线不应有折断、横裂。7.2锚具、夹具和连接器7.2.1 锚具、夹具和连接器应符合GB/T143702007预应力筋用锚具、夹具和连接器及TB/T 3193-2008铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件的有关规定并经检验合格后方可使用。锚垫板应有安装密封盖帽的螺孔。7.2.2 锚具、夹具和连接器外观检查表面无裂缝、夹层、毛刺、气泡及锈蚀，尺寸符合设计要求，应视为合格；反之应另外取双倍数量重作试验，如仍有一套不符合要求，则应逐套检验，合格者方可使用。7.2.3 对首次进货或当质量证明书不齐全、不正确或有质量疑点时应从同一批中抽取6套锚具，组成3个组装件作静载锚固性能试验。7.2.4 外观检查：应从每批中抽取10%的锚具且不少于10套，检查其外观和尺寸。如有一套表面有裂纹或超过产品标准及设计图纸规定尺寸的允许偏差，则应另取双倍数量的锚具重做检查。如仍有一套不符合要求，则应逐套检查，合格者方可使用。7.2.5 硬度检验：应从每批中抽取5%的锚具且不少于5套，对其中有硬度要求的零件做硬度试验，对多孔夹片式锚具的夹片，每套至少抽取5片。每个零件测试3点，其硬度应在设计要求范围内，如有一个零件不合格，则应另取双倍数量的零件重做试验。如仍有一个零件不合格，则应逐个检查，合格者方可使用。7.2.6 静载锚固性能试验：当质量证明书不齐全、不正确或质量有疑点时，经上述两项试验合格后，应从同批中抽取6套锚具（夹具或连接器）组成3个预应力筋锚具组装件，进行静载锚固性能试验，如有一个试件不符合要求，则应另取双倍数量的锚具（夹具或连接器）重做试验。如仍有一个试件不符合要求，则该批锚具（夹具或连接器）为不合格品。对用于其它桥梁的锚具（夹具或连接器）的进场验收，其静载锚固性能可由锚具生产厂家提供试验报告。7.3 管道压浆剂管道压浆剂应满足下表的要求。表71 管道压浆剂的技术要求序号项 目技术要求1凝结时间h初凝42终凝243流动度s出机流动度184430min流动度305泌水率24h泌水率063h毛细泌水率0.17压力泌水率0.22MPa（当孔道垂直高度1.8m时）3.580.36MPa（当孔道垂直高度1.8m时）9充盈度合格107d强度抗折6.511抗压351228d强度抗折1013抗压501424h自由膨胀率 0315对钢筋的锈蚀作用无锈蚀16含气量 1317氯离子含量0.068 设备机具工装配置制梁场设置1个预应力作业队，设备机具工装配置如下表。表81 主要施工设备、机具及工装配置表预应力作业队张拉油泵10台初张拉千斤顶8台终张拉千斤顶10台初张拉架1套终张拉架1套压浆设备1套翻斗车1台9 质量控制及检验9.1 预制梁张拉按预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行。预制箱梁预张拉在制梁台座上进行。当混凝土强度、弹性模量达到设计要求，拆除端模和内模，松开外模紧固件，同时清除管道内的杂物和积水，将预应力钢筋穿进，进行预张拉。初张拉在预制台座上进行，初张拉结束后，方可将梁体移出台座。预张拉在拆除端模后即可进行；初张拉和终张拉根据张拉技术交底进行张拉。预、初张拉及终张拉由质检员旁站检查。9.2 预应力筋的下料预应力筋的下料应采用无齿锯进行切割。每根钢绞线的下料误差为10mm，每束相对误差为5mm，检员检查预应力筋总数的3%，且不少于5根（束）。9.3 预应力筋的张拉 预应力筋张拉前检查预应力筋用锚具、夹具的品种、规格、数量必须符合设计要求。预施应力应采用两端两侧同步张拉且两端的伸长量差值不得大于10mm。 张拉过程中检查预应力筋的预施应力、张拉顺序和张拉工艺是否符合设计要求。预应力筋实际伸长值与计算伸长值的偏差不得大于6%。张拉过程中预应力筋断裂或滑脱的数量不得超过预应力筋的5，并不得位于梁体的同一侧，且每束内断丝不得超过1根。质检员旁站监理过程中，应即时填写张拉记录。如果张拉过程中出现与要求不符合之处，应重新张拉。终张拉过程中应即时测量梁体的上拱度，其不应大于1.05倍的设计计算值。预应力张拉结束后，紧贴锚圈位置用石笔在预应力钢绞线上划一圈线，过8h后，对其进行检查，查看是否有滑丝的情况。如果没有滑丝应及时填写断丝通知单，通知工管部及时进行断丝。断丝采用角磨砂轮切割。断丝后外露长度不少于30mm。断丝由质检员抽查预应力筋的3，且不少于5根。9.4 压浆封端终张拉完成后，在48h内进行管道真空辅助压浆。压浆前应清除管道内杂物及积水。压浆时及压浆后3d内，梁体及环境温度不得低于5。真空泵和压浆泵应分别与同一管道的排气口和压浆口连接。水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不超过40min。压浆过程中，