后张法预制箱梁预应力张拉工序作业指导书

1 目的预应力张拉在后张法预应力简支箱梁预预制生产中是关键特殊工序，其施工质量直接关系到桥梁的质量状态，是影响产品质量的关键因素，本作业指导书规定了后张法预应力简支箱梁的张拉工序操作方法及质量控制要求、质量缺陷处理方法及安全操作事项。2 适用范围本作业指导书适用xxx通桥（2005）2211-后张法预制箱梁的张拉控制工序。3 引用标准客运专线高性能混凝土暂行技术条件（科技基2005101号）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）客运专线铁路桥涵施工技术指南（TZ213-2005）铁路混凝土工程施工技术指南（TZ210-2005）4 预施应力前准备工作4.1检查梁体混凝土表面，若有轻微的缺陷，允许在预施应力后进行修补处理；缺陷较大者要在预施应力前修补好，且达到设计强度，并将锚垫板及锚下管道扩大部分的残余灰浆铲除干净，否则不得进行张拉；缺陷严重削弱梁体断面者要另行处理，暂不予张拉。4.2 检查梁体梁号或台位号是否与张拉通知单上内容一致，梁体强度、龄期、弹性模量是否满足张拉要求，否则不允许预加应力。4.3 检查钢绞线是否有锈、砂等杂质，如有要清除，否则铁锈、砂子会塞满夹片的牙齿、缝隙，而导致滑丝。钢绞线经验证符合要求方能下料、使用。钢绞线要求整束穿，不得扭结。4.4 千斤顶YCW4000/300型液压千斤顶，千斤顶和油压表均已校正并在使用有效期内。其中，以下情况时要进行重新校正：千斤顶严重漏油；油压表和千斤顶使用期限达到校验的有效期；油压表指针不能回零；油压表使用时超过允许误差或发生故障。4.5 油压表要选用精度等级为0.4级，最小分度值为0.5MPa的油压表，油压表盘直径大于15cm，表盘量程为60Mpa。根据规定，油表、油泵与油顶配套校正、使用，其有效期为一个月4.6 使用的锚具要是经过铁道部认证的厂家生产的，有技术合格证且自检合格才能投入使用。锚具要经验证符合要求才能使用。4.7 准备好小铁锤、钢管、限位板、接长套、工具锚及夹片等施工用具。4.8 钢束穿放前要检查孔道是否有积水、弃渣，孔道是否堵塞。5 钢绞线束的制作5.1钢绞线必须先经试验室检定合格后方能使用，材质不合格者单独放置，并插上不合格标识，不得混杂。不合格材料及早清退出场，以免用混。5.2钢绞线散盘后要仔细检查表面质量，直径偏差，捻距和力学性能试验。钢绞线表面不得带有润滑剂，油污等降低钢绞线与混凝土粘结力的物质。钢绞线表面允许有轻微的浮锈，但不得锈蚀成目视可见的麻坑。其弯折度（弦与弧的最大自然矢高）不大于25mm，如发现有异常现象要及时向有关部门汇报并复检。 5.3钢绞线下料用切割锯片下料。钢绞线下料需用下料架，把钢绞线盘竖放下料架内，再切割包装带，并注意钢绞线头弹出伤人，下料要从内圈端头开始外拉。 5.4根据每束钢绞线的工作长度加1700mm下料（每端+850mm），钢绞线束要各束理顺，不得交叉扭结，钢绞线束要进行编号标识，分别存放。钢绞线采用整束整穿，要求每间隔1.5米左右用扎丝进行绑扎，同一束要顺畅。6 钢束的穿放及张拉6.1 钢束的穿放严格按施工图纸及张拉阶段穿入钢绞线束，钢绞线两端伸长量基本一致。 6.2 装顶工作6.2.1 将钢绞线按顺直方向每根对要穿过锚具孔，使锚具靠近支承板；将夹片用橡皮圈捆住，使夹片沿钢绞线滑移到锚具孔内；夹片装完后，用一内径略大于钢绞线直径，长度约1000mm的钢管将夹片捅捣整齐并打紧。6.2.2 安装限位板及接长套，将钢绞线穿入油顶，使油顶、限位板、锚具、接长套尽量靠拢并对正。6.2.3 在油顶的后面安装工具锚及夹片。为使工具锚好退下，可在工具锚孔内涂油或在夹片上打腊；再用内径略大于钢绞线直径的钢管将夹片捅捣整齐并打紧，以防滑丝。6.2.4 通过千斤顶上的倒链葫芦调整顶、锚成一条直线，并与孔道中心线尽量保持一致，做到“三同心”。合肥武汉2#顶4#顶1#顶3#顶32m箱梁6.3 箱梁张拉在预应力筋张拉时，要采用双控即油表读数控制为主，伸长量校核以保证张拉质量。所以张拉时除严格按技术室下发的油表读数进行加荷控制外（因千斤顶、油表有校正期限要求故油表读数在不断更新中）还要对钢束伸长值进行现场计算控制，如实测伸长值与理论计算值偏差超过6%，要查明原因后再张拉。一般张拉调整到初应力后再正式分级张拉和量测预应力筋伸长值，而量测的伸长值并未包括从零张拉到初应力时的伸长值。因此，在确定实际伸长值时，除量测的伸长值外，还要计入初应力时的推算伸长值，以便与理论伸长值相对要，最初张拉时每根（束）预应力筋的松紧、弯直程度不一定一致。所以，初应力时的伸长值不能采用量测的方法，而采用推算的方法即：L0.2FK-L0.1FK=L0-0.1FK 6.4 预（初）张拉在混凝土强度达到30 Mpa后，可进行预张拉；在混凝土强度达到43.5Mpa后，方可进行初张拉。6.4.1 32m单线梁预张拉时张拉钢束顺序为：N1a、N2、6.4.2 32m单线梁初张拉时张拉钢束顺序为：N4、N6、6.4.3 每级加载时均要测量油缸外露量并做好记录，测量油缸外露量要指定专人，每次测量千斤顶油缸的同一位置。为保证梁两端张拉基本同步进行、方便伸长值测量计算、两端伸长量基本相同，张拉钢绞线束采用两端同时逐级加载的办法进行，10分级加载，初始0.1Fk0.2Fk 0.4Fk 0.6FkFpK。千斤顶升压、降压要缓慢均匀，切忌突然加载、卸载，每到一级均要测量千斤顶油缸外露量并做好记录。6.4.4 两端同时对千斤顶主油缸供油，使钢绞线束略为拉紧，供油时，随时调整锚圈、千斤顶位置，使孔道、锚具和千斤顶三者之轴线互相吻合，同时要注意观察使每根钢绞线受力均匀，使两端基本同步受力，保持千斤顶加压速度相近，使两端同时达到同一荷载值。6.4.5 两端同时加荷到0.1Fk量测油缸外露量及工具夹片外露量，并在钢绞线束上划上记号，作为观察滑丝的标记；两端同时加荷到0.2Fk、0.4Fk、0.6Fk、预(初)张拉Fpk，每到一级均要测量千斤顶油缸外露量并做好记录。加载到预(初)张拉Fpk时要持荷5分钟并维持油压表读数不变再次测量工具夹片外露量，此时两端记录人分别计算该束钢束的张拉伸长值以保证张拉数据的双控指标（油表读数控制为主，伸长量校核），单端伸长量计算公式为： L东（西）=（L Fpk L0.1Fk）- L钢绞线回缩量+（L0.2Fk-L0.1Fk）-L锚外钢绞线伸长量，总伸长量L =L东+L西。然后主油缸回油；钢绞线束锚固，最后回油卸顶测量工作夹片外露量，预(初)张拉结束并在钢绞线束上划上记号，作为观察滑丝的标记。伸长量计算公式中：L：钢绞线总伸长量（mm）L东（西）：钢绞线东、西端伸长值（mm）L Fpk：预(初)张拉控制应力时油缸外露量（mm）L0.1Fk：初始应力时油缸外露量（mm）L0.2Fk：相邻级应力时油缸外露量（mm）L锚外钢绞线伸长量：工作锚与工具锚间钢绞线伸长量（mm），张拉至预（初）张拉应力时为12mm退顶锚固后，工作夹片外露量要求为：67mm；L钢绞线回缩量：钢绞线回缩值：张拉限位板深度（9mm）-夹片外露量=32mm。6.4.6 预(初)、终张拉伸长值控制范围:32米单线(曲线梁)伸长量范围表张拉顺序理论总伸长量(mm)伸长量范围-6%+6%预张拉N1a139.3130.9147.7N2137.0128.8145.2初张拉N4136.8128.6145.0N6138.1129.8146.4终张拉N1b198.05186.2209.9N1c198.05186.2209.9N3190.58179.1202.0N5192.41180.9204.0N2191.82180.3203.3N4191.50180.0203.0N6193.32181.7204.9N1a195.06183.4206.86.5 终张拉在混凝土强度达到53.5MPa，弹性模量达到35.5GPa，且混凝土龄期不小于10天后，方可进行终张拉。6.5.1 两端同时加荷到0.1Fk量测油缸外露量及工具夹片外露量，并在钢绞线束上划上记号，作为观察滑丝的标记；两端同时继续加荷到0.2Fk、0.4Fk、0.6Fk、0.8Fk、Fk，每级加载时均要测量油缸外露量并做好记录，测量油缸外露量要指定专人，每次测量千斤顶油缸的同一位置。加载到Fk时要持荷5分钟并维持油压表读数不变，测量工具夹片外露量，此时两端记录人分别计算该束钢束的张拉伸长值以保证张拉数据的双控指标（油表读数控制为主，伸长量校核），单端伸长量计算公式为：L东（西）=（LFk - L0.1Fk）- L钢绞线回缩量+（L0.2Fk-L0.1Fk）-L锚外钢绞线伸长量，总伸长量L =L东+L西，然后主油缸回油；钢绞线束锚固，最后回油卸顶测量工作夹片外露量，张拉结束并在钢绞线束上划上记号，作为观察滑丝的标记。伸长量计算公式中：L：钢绞线总伸长量（mm）L东、L西：钢绞线东、西端伸长值（mm）L Fk：控制应力时油缸外露量（mm）：L0.1 Fk：初始应力时油缸外露量（mm）L0.2 Fk：相邻级应力时油缸外露量（mm）L锚外钢绞线伸长量：工作锚与工具锚间钢绞线伸长量（mm），张拉至终张拉控制应力时为34mm退顶锚固后，工作夹片外露量要求为：56mm；L钢绞线回缩量：钢绞线回缩值：张拉限位板深度（9mm）-夹片外露量=43mm。6.5.2 终张拉的控制应力为经过现场孔道摩阻试验后校正的应力。6.5.3 每级加载时均要测量油缸外露量并做好记录，测量油缸外露量要指定专人，每次测量千斤顶油缸的同一位置。为保证梁两端张拉基本同步进行、方便伸长值测量计算、两端伸长量基本相同，张拉钢绞线束采用两端同时逐级加载的办法进行，每加载到一级后，两端张拉人员均要相互打信号，当确认两端均达到同一级荷载后，才允许同时进行下一级的加载。6.5.4 两端同时对千斤顶主油缸供油，使钢绞线束略为拉紧，供油时，随时调整锚圈、千斤顶位置，使孔道、锚具和千斤顶三者之轴线互相吻合，同时要注意观察使每根钢绞线受力均匀，使两端基本同步受力，保持千斤顶加压速度相近，使两端同时达到同一荷载值。6.5.5 终张拉伸长值L =L东+L西控制范围如上表。6.5.6 张拉时，要以油压表读数为主，以钢绞线的伸长值作校核，且要左右对称进行，以免产生偏心矩。6.5.7 补拉对于部分钢绞线，已进行了预张拉、初张拉，在终张拉时其逐级加载方法：初始预初张拉FpkFk。操作过程为：两端同时对千斤顶主油缸供油加荷至预（初）张拉Fpk时，测量油缸外露量；继续加荷至Fk时持荷5分钟并维持油压表读数不变，此时两端记录人分别计算该束钢束的张拉伸长值以保证张拉数据的双控指标（油表读数控制为主，伸长量校核），单端伸长量计算公式为：L东（西）=（LFk -L（工具夹片外露差）- LFpk -L油缸回缩，总伸长量L =L东+L西，然后主油缸回油；钢绞线束锚固，最后回油卸顶测量夹片外露量，张拉结束。6.5.8 计算所得钢绞线的伸长量与设计计算值相差要控制在6%以内，计算伸长值要按钢绞线实测弹性模量计算，两端钢绞线回缩量要控制在8mm以内，才能回油锚固，否则要查明原因，适当调整张拉力。6.5.9 张拉完成后，在锚圈口处的钢绞线做上记号，以作张拉后钢绞线锚固情况的观察依据。7 质量要求7.1 实际伸长量不超过理论计算伸长量的6%（两端之和）。两端钢绞线回缩量之和要不大于8 mm。7.2 以应力控制为主，伸长值作为校核。7.3 锚固后，夹片外露要平齐，错牙不超过1mm。终拉后的24h内，每端钢绞线的回缩量不要大于1mm。7.4 夹片式锚具回缩量：无顶压时不得大于6mm.。7.5 每片梁滑丝、断丝总数不得超过钢绞线总丝数的5，并不得位于梁体同一侧，且一束内断丝不得超过一丝。7.6 后张梁终张后要实测梁体弹性上拱，实测梁体弹性上拱不要大于1.05倍设计计算值。终张拉30天后梁体拱度L/3000。7.7 张拉过程中出现以下情况之一者，需要换锚具或换钢绞线重新张拉：7.7.1 后期张拉时发现早期张拉的锚具当中夹片断裂者；7.7.2 锚具内夹片断裂者；7.7.3 锚环可见裂纹者；7.7.4 切割钢绞线或者压浆时又发现滑丝者。8 滑丝与断丝的产生原因及其处理8.1 在整个张拉过程中，严密注意钢绞线滑丝、断丝情况及其它意外情况。钢绞线的滑丝除与夹片的质量有关外，还与许多施工因素有关。如：8.1.1 张拉时千斤顶与锚具不同心。张拉时千斤顶与锚具不同心时，会造成张拉伸长时一边夹片刮伤钢绞线，而刮掉的铁屑会充满夹片牙齿的缝隙，回顶时，由于夹片牙齿缝隙中充满了铁屑而无法嵌入钢绞线，此时钢绞线的高速回缩损伤夹片的牙齿，造成滑丝。8.1.2 限位板磨损。随着限位板使用次数的增加，在相当大的压力作用下，限位板的支撑部分会压瘪下去，限位尺寸变小，张拉钢绞线向后移动时，夹片内孔打不开，小于钢绞线的直径，因夹片硬度高于钢绞线，当千斤顶带着钢绞线强行向后移动时，夹片会刮伤钢绞线外表，造成钢绞线直径变小，夹片牙齿间充满铁屑，回顶时，高速回缩的钢绞线会损伤夹片牙齿，产生滑丝。8.1.3 安装工作夹片时不要弹性圈。安装工作夹片时，有时套在夹片上的弹性圈会损坏或丢失，有的工人图省事不要弹性圈，这样，当回顶时，夹片与钢绞线的摩擦力变小而导致夹片不跟进，高速回缩的钢绞线回损坏夹片牙齿，产