桥梁预应力张拉方案

桥梁预应力张拉方案一、编制依据工程设计图纸：《XX大桥主桥上部结构预应力体系设计图》《预应力钢束构造及张拉控制参数表》，图号SQ-2023-047~SQ-2023-052；现行规范标准：《公路桥涵施工技术规范》JTG/T3650-2020、《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2014、《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2015、《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》JTGF80/1-2017；审批通过的实施性施工组织设计、预应力分项工程专项施工方案；现场前期预应力管道安装、钢筋绑扎、模板支设验收记录，同条件养护混凝土试块强度报告。二、工程概况本项目为XX大桥主桥预应力张拉施工，主桥采用（65+120+65）m预应力混凝土连续刚构结构，单箱单室变截面箱梁，箱梁顶宽12.5m、底宽6.5m，根部梁高7.0m，跨中梁高2.8m，梁高按1.8次抛物线变化。全桥预应力体系分为三类：纵向预应力：采用Φs15.2mm低松弛高强度钢绞线，抗拉强度标准值fpk=1860MPa，弹性模量Ep=1.95×105MPa，单根钢绞线公称面积140mm²，锚下控制应力σcon=0.75fpk=1395MPa。0号块纵向束共42束，单束12根钢绞线，张拉控制张拉力2343.6kN；悬臂浇筑段每段顶板束18束、底板束12束，单束9根钢绞线，张拉控制张拉力1757.7kN；中跨、边跨合龙段顶板束8束、底板束10束，单束12根钢绞线。横向预应力：顶板横向束采用单根Φs15.2mm钢绞线，锚下控制应力σcon=0.70fpk=1302MPa，张拉控制张拉力182.28kN，间距50cm布置，一端张拉、另一端固定，采用扁锚BM15-1锚具。竖向预应力：腹板竖向采用JL32精轧螺纹钢筋，抗拉强度标准值fpk=930MPa，弹性模量Ep=2.0×105MPa，锚下控制应力σcon=0.85fpk=790.5MPa，张拉控制张拉力632.4kN，间距60cm布置，采用YGM-32锚具，单端张拉。全桥共计纵向预应力束1248束，横向束2680根，竖向精轧螺纹钢筋3216根，本次张拉范围为主桥3号、4号主墩0号块及1#~3#悬臂节段，张拉前混凝土龄期不小于7d，同条件养护试块强度不低于设计强度的95%、弹性模量不低于设计值的90%。三、张拉前准备工作3.1人员配置所有张拉操作人员均持有特种作业操作证（预应力张拉作业），进场前完成三级安全教育及技术交底，具体人员配置如下：岗位人数职责要求现场负责人1全面负责张拉作业调度、安全质量管控，具备3年以上桥梁预应力施工管理经验技术负责人1负责张拉力、伸长量计算，技术交底，过程数据校核，问题处理张拉操作员4负责千斤顶、油泵操作，严格按张拉流程作业，每端2人，持证上岗量测记录员2负责伸长量、油压表读数记录，数据实时核对，具备数据统计分析能力设备管理员1负责张拉设备日常维护、校准状态检查安全员1负责作业面安全防护检查、张拉警戒区管控，排查安全隐患3.2设备及计量校准张拉设备配置：纵向束张拉采用2台YCW250B型千斤顶（额定张拉力2500kN，额定油压50MPa），配套ZB4-500型电动油泵；横向束张拉采用2台YCW25B型千斤顶（额定张拉力250kN），配套ZB2-200型电动油泵；竖向精轧螺纹钢筋张拉采用2台YCW60B型千斤顶（额定张拉力600kN），配套ZB2-200型电动油泵。所有设备均配套专用高压油管，油管耐压等级不低于63MPa。计量校准要求：张拉千斤顶、油压表、压力传感器需配套送具备资质的计量检定机构校准，校准有效期为6个月，且张拉作业不超过200次，出现千斤顶漏油、油压表指针不归零、受到剧烈撞击等情况时需重新校准。本次使用的设备校准证书编号为JL2024-0312~JL2024-0317，校准有效期至2024年9月11日，校准报告给出的千斤顶张拉力与油压表读数回归方程如下：YCW250B-1号千斤顶：F=48.126P+1.238，相关系数R²=0.9998（F为张拉力，单位kN；P为油压表读数，单位MPa）YCW250B-2号千斤顶：F=48.097P+1.562，相关系数R²=0.9997YCW25B-1号千斤顶：F=3.721P+0.326，相关系数R²=0.9999YCW60B-1号千斤顶：F=11.254P+0.879，相关系数R²=0.9998配套工具准备：准备精度1mm的钢板尺、20N.m力矩扳手、锚具安装定位套筒、钢绞线切割砂轮锯、安全防护挡板、对讲机、张拉记录表、油性记号笔等工具，提前检查工具完好性。3.3材料检验钢绞线：进场批次编号20240215，共计120t，已完成见证取样送检，力学性能检测结果：抗拉强度1885MPa，屈服强度1620MPa，伸长率7.5%，满足GB/T5224-2014要求。锚具：纵向锚具M15-12、M15-9批次编号20240128，横向锚具BM15-1批次编号20240203，竖向锚具YGM-32批次编号20240207，已完成硬度检测、静载锚固性能试验，锚具效率系数0.97，总应变3.2%，满足GB/T14370-2015要求。精轧螺纹钢筋：批次编号20240210，共计45t，送检结果抗拉强度945MPa，屈服强度860MPa，伸长率12%，满足设计要求。

#3.4现场条件验收混凝土结构验收：检查待张拉节段混凝土外观，无蜂窝、孔洞、裂缝等缺陷，同条件养护试块3组强度分别为56.2MPa、55.8MPa、56.5MPa（设计强度C55），达到设计强度的101.8%~102.7%；弹性模量检测值3.62×104MPa，达到设计值的97.8%，龄期8d，满足张拉条件。预应力体系验收：检查管道坐标，偏差≤5mm，管道无破损、漏浆，端部预埋钢板平整且与孔道中心线垂直；钢绞线穿束完成后无缠绕、扭曲，外露长度≥30cm；锚具、夹片安装到位，夹片平齐，外露量≤2mm。安全防护验收：张拉作业面设置封闭式操作平台，护栏高度≥1.2m，挡脚板高度≥18cm，平台满铺脚手板并固定牢固；张拉千斤顶后方2m处设置厚度1.5cm的钢板防护挡板，挡板宽度≥2m、高度≥1.8m；张拉区域设置警戒线，悬挂“张拉作业禁止入内”标识牌，警戒范围内无无关人员、障碍物。电源及照明验收：现场采用三相五线制供电，油泵接地电阻≤4Ω，作业面照明亮度≥50lux，夜间施工备用2台5kW应急照明灯。四、张拉施工工艺4.1总体张拉原则张拉顺序符合设计要求，采用“纵向→横向→竖向”的顺序，同一类型预应力束按“对称、分批、交错”原则张拉，避免结构产生偏心受力、局部应力过大。张拉力控制采用“双控法”，以张拉力控制为主，伸长量校核为辅，实际伸长量与理论伸长量偏差控制在±6%以内。纵向束两端同步张拉，两端张拉力差值≤5%，张拉速度控制在10%σcon/min，持荷时间不少于5min。张拉完成后24h内检查滑丝、断丝情况，断丝数量不超过同截面总丝数的1%，且每束断丝不超过1丝，滑丝量不超过5mm。

#4.2理论伸长量计算

根据JTG/T3650-2020规范，预应力筋理论伸长量ΔL（mm）计算公式：

式中：Pp：预应力筋平均张拉力（N），PP：预应力筋张拉端张拉力（N），为锚下控制应力乘以钢绞线总面积；L：预应力筋实际长度（mm）；Ap：预应力筋公称截面积（mm²），单根Φs15.2钢绞线取140mm²，JL32精轧螺纹钢筋取804.2mmEp：预应力筋弹性模量（MPa），钢绞线取1.95×105MPa，精轧螺纹钢筋取2.0×105MPak：孔道每米局部偏差摩擦系数，塑料波纹管取0.0015，铁皮波纹管取0.003；本项目纵向、横向束采用塑料波纹管，竖向精轧钢筋采用铁皮波纹管；μ：预应力筋与孔道壁摩擦系数，塑料波纹管取0.15，铁皮波纹管取0.5；θ：孔道切线夹角之和（rad）；x：孔道直线段长度（m）。

以0号块N1纵向束为例，参数如下：单束12根钢绞线，长度L=18.24m，孔道为直线，θ=0，x=18.24m，P=12×140×1395=2343600N=2343.6kN。计算平均张拉力Pp=2343.6×1-束型规格长度（m）张拉力（kN）理论伸长量（mm）悬臂段顶板束M15-926.721757.7176.3合龙段底板束M15-1232.462343.6221.5横向束BM15-112.5182.2880.2竖向精轧钢筋JL326.2632.424.44.3张拉操作流程通用张拉流程：0→初应力（10%σcon）→持荷2min→量测初始伸长量→20%σcon→持荷2min→量测伸长量→100%σcon→持荷5min→补张至100%σcon→量测总伸长量→持荷2min→回油锚固→量测回缩量→千斤顶卸载。

##4.3.1纵向预应力束张拉

1.安装锚具：清理锚垫板表面混凝土残渣，将锚环套入钢绞线，紧贴锚垫板，安装夹片，用套筒均匀敲击夹片，确保夹片平齐，外露量≤2mm，缝隙均匀。安装千斤顶：千斤顶吊入到位，使钢绞线从千斤顶中心穿过，调整千斤顶位置，使其与锚垫板、孔道中心线同轴，安装工具锚，工具锚夹片涂抹退锚灵，敲击夹片固定。张拉控制：两端操作人员同步启动油泵，缓慢供油，加载至10%σcon（234.4kN），持荷2min，记录两端油压表读数，用钢板尺量测千斤顶活塞外露长度，作为初始伸长量基准；继续加载至20%σcon（468.7kN），持荷2min，量测伸长量，计算10%~20%阶段伸长量，作为推算初始伸长量的依据；继续加载至100%σcon（2343.6kN），两端保持张拉力同步，差值≤5%，持荷5min，期间若油压下降及时补压，量测总伸长量。伸长量校核：实际总伸长量=（100%σcon伸长量-10%σcon伸长量）+（20%σcon伸长量-10%σcon伸长量），计算实际伸长量与理论值偏差，偏差在±6%以内方可锚固，超出范围需停止张拉，查明原因并采取措施后方可继续。锚固卸载：确认伸长量合格后，两端同时缓慢回油，夹片自动锚固，回油速度≤5MPa/min，卸载完成后量测夹片回缩量，回缩量≤6mm为合格，拆除千斤顶、工具锚。4.3.2横向预应力束张拉安装扁锚、夹片，清理垫板表面，确保锚具与垫板贴合。安装YCW25B千斤顶，调整同轴度，张拉端设在箱梁顶板外侧，固定端在内侧。加载至10%σcon（18.2kN），持荷1min，量测初始伸长量；加载至20%σcon（36.5kN），量测伸长量；加载至100%σcon（182.3kN），持荷3min，补压后量测总伸长量。伸长量偏差满足±6%要求后回油锚固，回缩量≤5mm为合格，逐根张拉，相邻束交错张拉，避免顶板产生局部变形。

##4.3.3竖向精轧螺纹钢筋张拉清理钢筋端部丝扣，安装下锚具，拧入长度≥8丝，安装千斤顶，钢筋穿过千斤顶中心，安装上锚具，拧入长度≥8丝，用20N.m力矩扳手拧紧锚具螺母。加载至10%σcon（63.2kN），持荷1min，量测钢筋外露初始长度；加载至20%σcon（126.5kN），量测伸长量；加载至100%σcon（632.4kN），持荷3min，补压后量测总伸长量。伸长量偏差满足±6%要求后，拧紧上锚螺母，回油卸载，检查钢筋回缩量≤1mm为合格，若回缩量超标需重新张拉。张拉时同一腹板两侧对称进行，避免腹板侧弯。

#4.4张拉过程异常情况处理伸长量超出偏差范围：首先检查张拉力是否准确，核对千斤顶校准方程、油压表读数是否正确，检查管道摩阻力是否过大，可通过摩擦系数测试验证，若摩阻力超出设计值10%，需调整张拉力（调整量需经设计单位确认）；检查钢绞线弹性模量检测值是否与计算值一致，若偏差超过2%需重新计算理论伸长量；检查钢绞线是否存在缠绕、管道漏浆抱死情况，若存在则需凿开管道清理后重新穿束。断丝、滑丝：断丝数量超过规范要求时，需更换整束钢绞线，或经设计单位同意后在相邻束补张2%张拉力；滑丝时需退出锚具，检查夹片、钢绞线表面是否有油污，清理后更换新夹片重新张拉。锚具开裂、混凝土局部破损：立即停止张拉，卸载后检查锚下混凝土是否存在空洞，若存在空洞需采用环氧树脂灌浆补强，强度达到设计要求后重新张拉；锚具开裂时更换同批次合格锚具。五、质量控制标准及检验要求5.1主控项目预应力筋的品种、规格、数量、位置符合设计要求，每批次检验合格。张拉力控制符合设计要求，张拉力偏差≤±2%。实际伸长量与理论伸长量偏差在±6%以内。断丝、滑丝数量符合规范要求：每束钢绞线断丝≤1丝，同一断面断丝总数≤总丝数的1%，精轧螺纹钢筋不允许断筋。锚具回缩量符合要求：钢绞线夹片回缩≤6mm，精轧螺纹钢筋螺母回缩≤1mm。5.2一般项目锚具安装位置偏差≤2mm，夹片外露量均匀，偏差≤1mm。张拉后预应力筋外露长度≥30mm，切割后外露长度≥30mm，严禁采用电弧切割，采用砂轮锯切割。张拉记录完整，数据真实，签字齐全。5.3检验频率每批次张拉束抽检10%，且不少于3束，全部主控项目、一般项目检验合格后方可进行下一道工序。六、安全、环保管控措施6.1安全管控张拉作业前对所有人员进行安全交底，严禁酒后作业、疲劳作业，作业时佩戴安全帽、安全带，高空作业时安全带挂在牢固的结构上，高挂低用。张拉时千斤顶后方45°范围内严禁站人，设置专人值守警戒，无关人员