预应力张拉专项方案

福州市霞洲路道路工程箱梁预应力张拉方案编制：.复核：.审批：.中铁二十四局集团福建铁路建设福州市霞洲路道路工程项目经理部二〇〇九年四月二十四日

预应力张拉方案一、工程概况本工程K0+569桥梁在直线段，全长126.82米，桥梁分为左右两幅，单幅宽度为25.5米，第三跨为25.5m曲线过渡到28.798m。跨径组合为25+60+单幅箱梁断面为单箱三室截面，混凝土强度为C50。梁高为2～4m，直腹板，顶板厚度为30cm，底板厚度边跨为40cm，中跨为30cm，腹板厚度边跨为80cm，中跨为60cm。悬臂长3～3.2m，悬臂部分厚度为0.2～0.55m。中横梁宽为3m，端横梁宽为2.5m。桥面横坡为1.5%。梁底曲线中跨采取跨径L=50米，矢高f=2米，拱轴系数m=6悬链线；边跨采取跨径L=预应力钢束采取符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-95)要求，钢绞线直径15.24mm，标准强度为1860MPa。其中预应力钢束锚具规格15-19、15-15夹片锚；预应力束采取塑料波纹管，15-19钢束波纹管外径116mm、壁厚3mm；15-15钢束波纹管外径91mm、壁厚2.5mm。全部夹片锚具均应符合真空辅助吸浆工艺要求。关键工程量以下表：桥梁预应力钢束数量表序号名称单位单幅数量备注1钢铰线φs15.2t113.332φ内100mmm2965.543φ内90mmm2917.34锚具15-套805锚具15-15M套100

二、施工工艺步骤预留预应力管道预留预应力管道人工穿束两端张拉钢铰线下料预应力管道压浆、封锚三、施工方法预应力工程分为预应力管道锚座预埋、张拉和压浆三项关键内容。待箱梁砼强度等级和弹性模量达成90%设计值以上进行预应力张拉，采取张拉吨位和延伸量双控张拉。张拉采取两端同时张拉。压浆采取真空压浆，波纹管采取塑料波纹管。张拉次序：F1-F2-F3-T-B-F4-F5-T1。除预应力F4、F5钢束为后穿梭，其它预应力钢束均为砼浇灌前穿梭。F1、F2、F3张拉完成后，才能开挖F4、F5钢束张拉工作面。1、波纹管及锚座埋设(1)波纹管埋设箱梁预应力管道采取塑料波纹管，波纹管使用前必需进行外观质量检验，检验合格后方可使用。即使采取塑料波纹管成本较高，不过塑料波纹管和金属波纹管比较，含有以下优点。摩擦阻力小；耐疲惫性能好；密封性好，可使用真空辅助压浆；耐腐蚀，不生锈，利于钢绞线保护；不导电，能保护预应力筋抗杂散电流；强度高、刚度大，不易被振动棒振破。波纹管安装工艺：波纹管采取钢筋定位网片定位，预应力管道定位筋应设置正确，管道半径小于50m时每间隔50㎝设一处，其它部分每隔100cm预应力管道安装许可偏差项目许可偏差(mm)管道坐标梁长方向30梁高方向10管道间距同排10上下层10安装波纹管时注意事项：安装塑料波纹管时，要注意对塑料波纹管进行保护，不能损伤塑料波纹管或使其粘上油污。尤其是动用气割和点焊时更要注意不能伤及塑料波纹管。塑料波纹管受伤将会造成混凝土进入管道内，引发张拉、压浆困难或根本不能张拉和压浆。在调整波纹管位置时，严禁采取生拉硬撬措施，预防塑料波纹管受伤或挤瘪，从而影响穿束。(2)锚垫板安装预应力锚垫板经过槽口模板进行定位，锚垫板用螺栓固定在槽口模板上然后经过测量定位将槽口模板和锚垫板一并固定在箱梁端头模板上。槽口模板和锚垫板接触面要密实，严禁在砼浇注过程中水泥浮浆进入管道影响预应力张拉施工。为了预防混凝土进入锚座、管道、螺丝孔内，在封模前要在锚座内塞入海绵或纱头等，并在锚座螺丝孔内涂满黄油后再塞入海绵。全部预应力张拉端槽口、锚座均应和预应力钢束垂直。(3)钢绞线下料、人工穿束本工程是采取先穿束后浇注混凝土施工工艺。在一般钢筋安放基础完成后，应对预应力钢材平面和高度进行放样，并在钢筋上标出显著标识。放样完成即进行穿波纹管，波纹管连接处缝隙应用胶带纸包缠牢，预防水泥浆渗透；并用定位钢筋将波纹管牢靠固定于钢筋骨架上，确保其平面位置和高度正确。当预应力钢筋和一般钢筋有冲突时，可合适挪动一般钢筋或切断，并在其它位置得以恢复。张拉端锚垫板等预埋，先制作满足设计图纸要求角度和端头模板，将锚垫板用螺栓固定于端头模板上。钢绞线下料长度时应考虑张拉端工作长度，下料时，切割口两侧各5cm先用铅丝绑扎，然后用切割机切割。在确保锚垫板位置正确、孔道内通畅、无杂物后进行人工穿束，穿束时应注意不要捅破波纹管。钢绞线外露部分用塑料膜包缠，预防污染。2、钢绞线张拉(1)张拉程序在施加预应力前应做好钢绞线进场后报验、千斤顶和油表和配套油泵校验工作。预应力施工时采取两端同时张拉方法，以张拉应力和张拉伸长量进行“双控”控制，并以张拉应力控制为主。张拉时必需在混凝土强度达成设计强度90％以上才可进行预应力张拉。每束张拉工序：0～10%σk（开始量伸长量）～103%σk（持荷2min）～锚固。初张拉时预应力钢绞束张拉端先对千斤顶主缸充油，使钢绞束略为拉紧，同时调整锚圈及千斤顶位置，使孔道、锚具和千斤顶三者之轴线相互吻合，注意使每股钢绞线受力均匀，当钢绞束达初应力时两端作伸长量标识，并借以观察有没有滑丝情况发生。张拉采取逐层加压方法进行，当张拉达成控制应力时，继续供油维持张拉力不变，持荷2分钟，同时在两端分别测量实际伸长量，比较是否和计算值相符。张拉过程中如有滑丝、断丝、伸长量不够情况发生，则需分析原因并处理后重新张拉。预应力筋实际伸长值ΔL计算公式以下：ΔL=ΔL1-ΔL2式中：ΔL1—最大控制应力伸长值(mm)；ΔL2—初应力伸长值（mm）。钢绞线实际张拉伸长值和理论计算张拉伸长值差值应在±6%范围内，张拉过程中做好统计。预应力钢束张拉次序：F1-F2-F3-T-B-F4-F5-T1。张拉标准：先拉中腹板束，再拉两侧腹板束。钢束张拉应力控制：设计钢绞线锚下张拉控制应力为1395MPa，腹板预应力钢束采取规格为Φs15.2-19，其张拉控制力为3710.7kN，顶底板钢束采取Φs15.2-15预应力钢束，张拉控制力为2929.5kN。(2)张拉注意事项1）张拉开始前，向监理工程师提供张拉具体说明，图纸张拉应力和延伸量计算，请求审核。2）张拉设备设专员保管使用，并定时检验、标定、维护；锚具应保持洁净并不得有油污。张拉前，全部张拉设备均经过有资质计量部门校验，合格后方可使用。同时，施工时应对实际钢束进行孔道摩阻试验，以确定最终适宜伸长量。3）张拉是整个工程施工关键步骤，选派有经验技术人员现场管理预应力张拉作业，全部操作预应力设备和进行预应力张拉工人均为经过正式培训熟练工人。4）张拉工作均在监理工程师在场时进行。5）钢束张拉采取张拉力和延伸量双控制，以张拉力控制为主。预应力张拉次序严格按施工图提供次序进行。6）每次锚具安装好后必需立即张拉以防其在张拉前生锈。7）在砼浇筑前要在箱梁顶预埋测量观察点以观察混凝土浇筑前后及预应力张拉前后标高改变。8）当两束或两束以上钢束位置相互影响张拉时，必需征求设计、监理同意方可合适挪动钢绞线束位置或加大槽口深度。9）张拉前检验锚具锥孔和夹片之间、锚垫板喇叭口内有没有杂物。10）预应力束在同一截面上断丝率不超出1%，在任何情况下，一根钢绞线不得断丝1根。11）安装预应力锚具时，要逐一检验查对，不能将锚具安装错误。如连接锚错误安装成张拉锚。12）张拉时，施工人员严禁正对钢束锚头，以免断丝伤人。3、真空压浆(1)真空辅助压浆工艺原理真空辅助压浆工艺是在传统压浆基础上将原有金属波纹管改善成塑料波纹管，将孔道系统密封；一端用抽真空机将孔道内80%以上空气抽出，并确保孔道真空度在80%左右，同时压浆端压入水灰比为0.35左右水泥浆。当水泥浆从真空端流出且稠度和压浆端基础相同，再经过特定位排浆（排水及微末浆）、保压以确保孔道内水泥浆体饱满。(2)工艺特点1)能够消除一般压浆法引发气泡。同时，孔道中残留水珠在靠近真空情况下被汽化，随同空气一起被抽出，增强了浆体密实度。2)消除混在浆体中气泡。这么就避免了有害水积聚在预应力筋周围可能性，预防预应力筋腐蚀。3)改善浆体设计，使其不会发生析水、干硬收缩等问题。4)孔道在真空状态下，减小了因为孔道高低弯曲而使浆体本身形成压力差，便于浆体充盈整个孔道，尤其是部分关键部位。对于弯型、U型、竖向预应力筋更能表现真空辅助压浆优越性。5)作为一个全方面技术，真空辅助压浆要求施工现场含有高水平管理人员和操作队伍。即使，真空辅助吸浆材料成本及用工量显著加大，但这种方法本身性质决定了它含有高水平质量控制。(3)成功实施真空辅助压浆控制因数1)在管道内正确完成和营造真空条件。①能本身提供密封条件锚具组装件；②在成孔内能正确达成并维持真空度成孔材料—塑料波纹管确保管道内和大气之间、管道和管道之间和裂缝；③确保成孔质量；④浆体中无空气；⑤管道内无水。2)合理浆体设计。3)优良浆体助剂。4)专用设备：真空泵等。5)正确施工规程和严谨、熟练操作人员。(4)水泥浆设计水泥浆设计是真空辅助压浆关键之处，配制真空辅助压浆浆体基础标准：低水化热、高流动性、泌水率低，低水灰比，降低孔隙、泌水，消除离析现象；降低和赔偿水泥浆在凝结过程中收缩变形，预防裂缝产生；含有较高抗压强度和有效粘结强度。预应力钢束张拉后，压浆宜用净水泥浆，10天强度达成40MPa，不准掺氯盐。(5)孔道压浆、封锚预应力管道在张拉完成后二十四小时之内要进行压浆。真空吸浆步骤：1）张拉工序完成后，严禁碰撞锚头，切割外露钢绞线，确保钢绞线外露长度不超出25mm。2）清理装配螺栓孔内、锚座底面水泥浆，确保锚座底面平整。清理盖帽密封口及封锚槽并保持清洁。3）在密封槽内均匀涂上一层玻璃胶，装入“O”形密封圈。4）装配盖帽，将螺栓加垫片旋入螺孔内并紧固，并将排气孔垂直向上放置。5）定出吸真空端和压浆端（吸真空端出浆孔置于锚座上方，压浆端压浆孔置于锚座下方）。6）盖帽安装完成，用高压气将管道内残留水分吹出。7）认真安装压浆设备和管道。8）在真空吸浆前用真空泵试吸真空，当真空度检测达成要求标准后，即可开始真空吸浆。9）关掉阀3、阀4，打开阀11、阀2，开启真空泵进行抽真空，当真空度达成-0.09Mpa～-0.1Mpa时，可打开阀4，开启灌浆泵开始灌浆。10）保持真空泵开启状态，当观察到阀1、阀2、阀3之间透明三通管内有浆体经过时，立即关掉真空泵及阀2，并打开阀3。11）通向废浆桶内管道出浆情况，当浆体稠度和灌入前一样时，关掉阀3，仍继续灌浆，使管道内有0.5～0.6Mpa压力，持压1～2分钟，再关掉阀4。12）将除阀1、阀4之外部件拆除，并清洗，然后接到另一组孔道压浆。孔道真空吸浆要连续，一次完成。若出现无法立即排除故障时，应立即拆下压浆管道，用高压水冲洗孔道，待故障排除后重新压浆。4、施工注意事项预应力钢铰线及预应力锚具选择质量高、信誉好厂家产品，并严格根据相关规范和标准进行验收。预应力施工为本桥关键工序之一，需注意以下几点：孔道定位正确，严禁波纹管上浮，却忌振捣棒碰穿孔道，预埋垫板时应确保其和孔道垂直。预应力钢束张拉后，应立即压浆，应采取真空压浆技术。压浆嘴和排气孔可依据施工实际需要设置，压浆前用压缩空气清除管道内杂质。管道压浆要求密实，压浆配合比要仔细比选，采取最优化配合比。预应力钢束张拉压浆后，严禁碰撞锚头和钢束，钢铰线多出长度应用圆盘锯切割，严禁电焊切割，切割后留下长度50～60mm。梁端封锚混凝土应在压浆后立即施工，浇注封锚混凝土时应注意伸缩缝处缝隙尺寸及伸缩预埋件。预应力钢束施工时应格外注意，立即检验锚具质量，确保锚具、连接器安装精度。锚固端使用P锚，须注意波纹管封头，预防浇筑混凝土时，混凝土涌入波纹管，造成预应力损失。预应力施加应待箱梁混凝土强度等级和弹性模量达成90%设计值以上进行，要求采取张拉吨位和延伸量双控。钢束张拉在初始张拉力状态下注出标识，方便直接测定各钢绞线引伸量。引伸量扣除钢束非弹性变形影响，误差在±6%以内，如引伸量超出±6%，应停止张拉，查明原因，同一断面断丝不许可大于1%。预应力张拉次序严格按施工图要求进行预应力钢束张拉。为降低构件过量变形，应加强对龄期控制要求。波纹管及其连接处应确保密封性要求，安装前应整形去毛刺，最高点及小于40m间距应设排气管。千斤顶需要配套标定并配套使用，使用四个月或100次后或千斤顶出现问题时应重新标定。四、安全质量确保方法1、预应力施工是连续梁施工关键，所以很有必需对预应力钢材、锚具、夹具和张拉设备进行检验。2、每批预应力钢材进场应附有证实生产厂家、性能、尺寸、熔炉次和日期显著标志，每批预应力钢材进场应分批验收，检验其质量证实书、包装方法及标志内容是否齐全、正确；钢材表面质量及规格是否符合要求，经运输、存放后有没有损伤、锈蚀或影响和水泥粘结油污。为确保工程质量，对用本桥预应力钢材及锚具、夹具进行力学性能试验。3、锚具、夹具外