预应力张拉专项方案

预应力张拉专项方案1工程概况本项目为G60沪昆高速金华至衢州段改扩建工程第3标段，主线全长8.26km，包含预制预应力混凝土T梁共计600片，其中30m跨径预制T梁420片，40m跨径预制T梁180片，梁体混凝土设计强度等级为C50，设计采用后张法预应力工艺，预应力钢束采用φs15.2mm低松弛高强度预应力钢绞线，单根钢绞线公称截面积Ap=139mm²，标准抗拉强度fptk=1860MPa，弹性模量Ep=1.95×10^5MPa；预应力锚具采用OVM系列群锚，工作锚、夹片、连接器符合GB/T14370-2015规范要求，孔道采用预埋金属波纹管成孔，管径分别对应5孔、7孔钢束为Φ70mm、Φ80mm。本项目所有预制T梁预应力张拉采用两端对称张拉工艺，张拉控制应力σcon=0.75fptk=1395MPa，单根钢绞线设计控制张拉力为194kN。2编制依据（1）本项目预制T梁施工图纸、设计交底及变更文件；（2）《公路桥涵施工技术规范》JTG/T3650-2020；（3）《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2015；（4）《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2014；（5）《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》JTGF80/1-2017；（6）《公路工程施工安全技术规范》JTGF90-2015；（7）本项目总体施工组织设计；（8）预应力张拉设备计量校准报告。3施工准备3.1技术准备（1）组织技术人员完成施工图纸会审，核对钢束位置、张拉顺序、张拉力等设计参数，对设计交底中的疑问提前与设计单位沟通确认，形成正式会审记录归档；（2）对所有现场施工管理人员、作业人员进行分级技术交底和安全交底，交底内容涵盖张拉工艺参数、质量控制要点、安全操作规范、应急处置流程，所有交底履行签字手续，留存归档，未参加交底人员严禁上岗作业；（3）张拉作业前，必须对同条件养护的混凝土试块进行强度、弹性模量检测，本项目设计明确要求：张拉时梁体混凝土强度不得低于设计强度等级的100%（即≥50MPa），混凝土龄期不得少于7d，弹性模量不得低于设计值的100%（即≥3.45×10^4MPa），三项指标全部满足后方可进行张拉作业，任何一项指标不满足严禁开工；（4）提前完成每一种跨径梁体的预应力钢束理论伸长量计算，计算过程经双人复核无误后报监理单位审批，作为张拉伸长量校核的依据。理论伸长量计算公式为：ΔL理=(Pp×L)/(Ap×Ep)式中：ΔL理——钢绞线理论伸长量（mm）；Pp——预应力钢绞线平均张拉力（N），Pp=σcon×Ap×(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)，k为孔道每米局部偏差摩擦系数，金属波纹管取k=0.0015，μ为钢绞线与孔道壁的摩擦系数，取μ=0.25；L——钢绞线的实际长度（mm）；Ap——单根钢绞线公称截面积（mm²）；Ep——钢绞线弹性模量（MPa）。（5）张拉前对孔道进行疏通检查，清除孔道内的杂物、积水，检查锚垫板位置是否正确，锚垫板下混凝土是否密实，如有空洞、松散混凝土提前采用环氧树脂注浆补强，合格后方可张拉。3.2人员准备本项目预应力张拉作业配备专项管理及作业人员如下：（1）项目技术负责人1名：负责张拉方案审批、技术问题处理、整体质量管控；（2）现场施工员1名：负责现场作业组织、工序协调、进度管控；（3）专职质量员1名：负责原材料检验、张拉过程质量验收、技术资料整理归档；（4）专职安全员1名：负责现场安全检查、隐患排查、安全交底落实；（5）持证张拉工6名：所有张拉工均经专业培训，取得住房和城乡建设部门颁发的建筑施工特种作业操作资格证书，具备2年以上桥梁预应力张拉作业经验，无安全事故记录；（6）试验检测人员2名：负责混凝土强度、弹性模量检测，钢绞线、锚具进场抽样检验。所有人员进场前均进行理论和实操考核，不合格人员清退，严禁无证人员开展张拉作业。3.3设备准备（1）张拉设备：本项目配备YCW250B型张拉千斤顶4台（额定张拉力2500kN，适配5孔及以下钢束）、YCW400B型张拉千斤顶2台（额定张拉力4000kN，适配7孔钢束），配套ZB4-500型高压油泵6台，配套0.4级精密防震压力表12块，压力表量程为0~60MPa，精度满足张拉控制要求。（2）计量校准要求：所有张拉千斤顶、压力表必须经具备CMA计量资质的单位进行配套校准，校准有效期为6个月，若出现千斤顶漏油、压力表指针不归零、张拉次数超过200次、设备受到撞击等情况，立即停止使用，重新校准后方可投入使用。校准后出具千斤顶张拉力与压力表读数的回归方程：y=kx+b，式中y为压力表读数（MPa），x为千斤顶张拉力（kN），k、b为校准系数，现场张拉作业时根据设计张拉力通过回归方程计算得到压力表控制读数，计算结果经复核无误后使用。（3）辅助设备：配备精度1mm钢直尺2把、游标卡尺1把、真空泵2台、连续式压浆机2台、砂轮切割机2台，所有设备经检验合格，性能满足施工要求。3.4原材料检验（1）预应力钢绞线：钢绞线进场时，厂家提供完整质量证明文件，每批进场重量不超过60t，从每批中任选3根截取试样进行拉力试验（包含抗拉强度、伸长率、松弛率），检验合格后方可使用，不合格批次整批退场。本项目使用的φs15.2mm钢绞线抽检结果全部符合GB/T5224-2014要求，合格率100%。（2）锚具、夹片：锚具进场时每批不超过1000套，先检查外观尺寸、表面质量，再抽取样品检测硬度，从每批中抽取6套锚具做静载锚固性能试验，本项目锚具抽检结果全部符合GB/T14370-2015要求，锚固效率系数大于0.95，总应变大于2%，满足规范要求，不合格产品全部退场，严禁使用次品锚具。（3）水泥、外加剂：压浆用水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，外加剂采用预应力压浆专用聚羧酸减水剂、UEA膨胀剂，进场检验合格后方可使用。4预应力张拉施工工艺4.1施工工艺流程钢绞线下料→穿束→模板安装→混凝土浇筑→养护→同条件试块检测（强度、龄期、弹性模量）→安装锚板、工作夹片→安装千斤顶、工具锚→初始应力张拉→分级张拉到位→持荷→测量伸长量→锚固→切除外露多余钢绞线→孔道压浆→封端4.2关键工序施工要求4.2.1钢绞线下料钢绞线下料长度根据孔道长度、锚具厚度、千斤顶长度、预留工作长度计算，计算公式为：L=L0+2×(a+L1+L2+b)式中：L——钢绞线下料长度；L0——孔道设计净长；a——锚垫板厚度；L1——千斤顶长度；L2——工具锚厚度；b——两端预留工作余量，取150mm。本项目30mT梁N1钢束孔道净长为29400mm，锚垫板厚度100mm，YCW250B千斤顶长度1200mm，工具锚厚度50mm，计算下料长度：L=29400+2×(100+1200+50+150)=32400mm=32.4m，下料误差控制在±50mm范围内，下料采用砂轮切割机切割，严禁采用氧气乙炔火焰切割，防止高温烧蚀钢绞线力学性能。下料后钢绞线按不同梁号、不同钢束编号分类堆放，做好标识，防止混用，堆放时下方垫方木，离地高度不小于30cm，避免锈蚀。4.2.2穿束本项目预制T梁采用先穿束法，即混凝土浇筑前完成钢绞线穿束，穿束完成后，每间隔4~6h抽动一次钢绞线，防止混凝土漏浆进入孔道造成堵管。穿束时钢绞线端头套上专用穿束头，理顺钢绞线，不得扭结，逐根穿入孔道，穿束完成后检查两端外露长度，保证两端外露长度偏差不大于100mm，满足张拉要求。4.2.3张拉顺序张拉顺序严格按照设计要求执行，设计要求为：对称张拉、分批分级张拉，30mT梁张拉顺序为N1钢束→N2钢束→N3钢束→N4钢束，40mT梁张拉顺序为N1→N2→N3→N4→N5→N6，张拉时梁体左右两侧对称同步张拉，同一批次张拉钢束对称于梁体中心线，每次张拉不超过2束，张拉过程中梁体两侧不对称张拉钢束数量偏差不超过1束，防止梁体产生过大侧弯损伤混凝土。4.2.4张拉作业控制本项目预应力张拉采用“张拉力控制为主、伸长量校核为辅”的双控原则，实际伸长量与理论伸长量的允许偏差为±6%，超出范围立即停止张拉，查明原因处理后方可继续作业。张拉分级步骤为：0→15%σcon（初始应力）→测量初始伸长量L1→100%σcon（控制应力）→持荷5min→测量终伸长量L2→锚固。具体操作要求如下：（1）安装锚板时，锚板与锚垫板对中，保证接触面密贴，不得夹杂砂浆、杂物，工作夹片安装后，用专用工具均匀打紧，夹片缝隙均匀，外露长度偏差不大于2mm，工具夹片与工作夹片不得混用，工具夹片内侧均匀涂抹退锚剂，方便后续退锚。（2）安装千斤顶时，保证千斤顶与锚板同轴，千斤顶中心与钢绞线中心重合，不得偏斜，避免张拉过程中钢绞线受力不均产生滑丝断丝。（3）两端同步张拉，两端油泵操作人员保持对讲机通讯畅通，同步升降油压，两端张拉进度偏差不大于10cm，保证整根钢绞线受力均匀。（4）初始应力张拉到位后，测量千斤顶活塞伸出量，记录为初始读数L1，张拉过程中分级升压，升压速度不大于5MPa/min，严禁快速升压，防止应力突变损伤梁体。（5）张拉到控制应力σcon后，保持油压持荷5min，目的是消除钢绞线的松弛损失，持荷完成后测量千斤顶活塞伸出量，记录为终读数L2。（6）实际伸长量计算公式为：ΔL实=(L2-L1)+ΔL0，ΔL0为初始应力以下的推算伸长量，采用15%σcon到30%σcon的伸长量推算，若实际伸长量偏差在±6%以内，满足规范要求，即可锚固，锚固时缓慢卸压，不得快速卸压，锚固后夹片回缩量不得大于6mm，符合规范要求。（7）锚固完成后，切除外露多余钢绞线，切除后钢绞线外露锚具表面的长度不得小于30mm，不得大于50mm，切除采用砂轮切割机，严禁火焰切割，避免高温影响锚具和夹片力学性能。4.2.5张拉力参数示例本项目不同钢束张拉力、压力表读数计算示例如下（以校准后回归方程y=0.035x+0.2为例，y为压力表读数MPa，x为张拉力kN）：（1）30mT梁5孔钢束（每束5根钢绞线）：总张拉力=5×194kN=970kN，控制应力对应压力表读数y=0.035×970+0.2=34.15MPa；15%σcon对应压力表读数为5.12MPa；（2）40mT梁7孔钢束（每束7根钢绞线）：总张拉力=7×194kN=1358kN，控制应力对应压力表读数y=0.035×1358+0.2=47.73MPa；15%σcon对应压力表读数为7.16MPa；所有参数计算完成后经技术负责人复核，报监理工程师审批后现场使用。5质量控制及验收标准5.1质量控制要点（1）断丝滑丝控制：张拉过程中如发生滑丝、断丝，立即停止张拉，记录断丝位置和数量，规范要求：每束钢绞线断丝不得超过1根，同一截面断丝率不得超过钢绞线总数的1%，若超出上述要求，必须退锚更换钢绞线，重新张拉，严禁带缺陷验收。断丝滑丝预防措施：钢绞线下料前清理锈蚀、油污，夹片硬度符合要求，安装时保证夹片打紧均匀，张拉升压速度均匀，避免应力突变。（2）伸长量超差处理：若实际伸长量超出±6%允许偏差，立即停止张拉，从以下方面查找原因：①钢绞线弹性模量是否与理论计算值偏差过大，若偏差超过±5%，重新取样检测弹性模量，重新计算理论伸长量；②孔道是否发生堵管，摩阻力过大，导致伸长量偏小，若堵管采用通孔器疏通，无法疏通则开孔处理；③锚具回缩量是否计算错误，重新实测回缩量调整理论伸长量。经调整后伸长量仍不合格，立即通知设计单位现场勘查，制定处理方案。（3）梁体起拱控制：张拉完成后，测量梁体跨中起拱值，本项目设计30mT梁跨中设计起拱值为18mm，40mT梁为25mm，允许偏差为设计值的±20%，超出偏差范围分析原因：若起拱值过大，控制存梁时间，存梁不得超过90d，存梁时保证支点位置符合设计要求，不得随意更改支点位置，多层存梁不得超过3层，层间支点对齐，避免梁体产生附加弯矩。（4）孔道压浆质量控制：张拉完成后必须在48h内完成孔道压浆，压浆采用真空辅助压浆工艺，压浆前先抽真空，将孔道内真空度稳定在-0.08MPa~-0.06MPa之间，确认孔道密封性良好后，从孔道低端压入水泥浆，高端排气，水泥浆水胶比控制在0.28~0.35之间，搅拌后流动度控制在10~18s之间，压浆压力控制在0.5~0.7MPa，达到压力后稳压不少于2min，排气孔流出浓度与进浆口一致的浓浆后，封堵排气孔和进浆口，压浆完成后清洗设备，水泥浆试块强度达到设计要求（≥40MPa）后方可移梁。（5）封端质量控制：压浆完成后，凿毛梁端混凝土，清理浮浆，按设计要求绑扎封端钢筋，安装模板，浇筑封端混凝土，封端混凝土强度不低于梁体设计强度的80%（即≥40MPa），浇筑后养护不少于7d，保证梁端混凝土密实，防止雨水进入孔道腐蚀钢绞线。5.2质量验收标准依据JTGF80/1-2017《公路工程质量检验评定标准》，预应力张拉质量验收标准如下：主控项目：（1）预应力钢绞线、锚具、夹具的质量，必须符合设计和规范要求，检验合格，合格率100%；（2）张拉时混凝土强度、龄期、弹性模量必须符合设计和规范要求，三项指标全部满足；（3）张拉控制应力、伸长量偏差必须符合规范要求，偏差控制在±6%以内；（4）断丝、滑丝数量必须符合规范要求，无超标的断丝滑丝；一般项目：（1）锚板安装位置允许偏差≤5mm；（2）孔道位置允许偏差≤10mm；（3）锚固后夹片回缩量≤6mm；（4）外露钢绞线长度为30mm~50mm；（5）梁体跨中起拱值偏差为设计值的±20%；所有项目验收合格后，方可进入下一道工序。6安全文明施工保障措施（1）张拉作业区域设置安全防护，在梁两端锚具后方设置厚度不小于10mm的钢制防护挡板，挡板高度不低于2m，宽度大于梁宽，防护挡板设置警示标识，严禁任何人员在张拉作业时站在锚具、钢绞线的正前方，防止钢绞线断裂、锚具飞出伤人；（2）张拉作业前，检查千斤顶、油泵、油管的连接情况，油管接头必须安装牢固，采用专用锁扣固定，防止油压升高爆管伤人，张拉过程中严禁用手触摸、脚踩钢绞线，调整千斤顶位置必须先将千斤顶卸压，严禁带压调整设备；（3）现场用电严格执行《公路工程施工安全技术规范》要求，采用三级配电两级保护，所有用电设备接地可靠，开关箱配备额定漏电动作电流不大于30mA的漏电保护器，雨天停止张拉作业，张拉设备不用时切断电源；（4）每天作业前开展班前安全教育，针对当天作业内容进行安全提示，特种作业人员必须持证上岗，严禁无证作业，作业人员必须佩戴安全帽、防滑鞋，高空张拉作业时佩戴安全带，搭设合格的操作平台；（5）张拉完成后，及时清理现场的多余钢绞线、包装材料、废弃锚具，做到工完场清，废弃材料统一堆放，统一清运，避免占用施工场地，影响文明施工。7应急预案7.1