临时预应力施工作业指导书.doc

编号：
日期：
拟稿部门：Ⅲ工区一分区

XX大桥岛隧工程

作业指导书

临时预应力施工作业指导书

0

2011.12.25

版本号
文件动态
日 期
编制人
审核人
审定人
审批人
版本号记录
版 本 号
日 期
修改原因

目 录
1编制依据 1
2适用范围 1
3工程概况 1
4预应力材料 1
4.1主要材料 9
4.2材料要求 9
5施工步骤 4
5.1施工工艺 9
5.2张拉准备 9
5.3预应力张拉 9
5.4预应力张拉 9
5.5预应力张拉 9
5.6预应力张拉 9

5.1钢绞线下料和编束 错误!未定义书签。
5.2预应力筋穿束 7
5.3安装锚具及夹片 错误!未定义书签。
5.4张拉千斤顶的定位 8
5.5预应力张拉 9
5.5.1张拉方式 9
5.5.2张拉顺序 9
5.5.3张拉步骤 9
5.5.4注意事项 9
5.5.5张拉质量要求 10
6施工安全与环境保护 11

编号：ZYZD-Ⅲ1-012

临时预应力施工作业指导书
1编制依据
Ø 《公路桥涵施工技术规范 JTG/T F50-2011》
Ø 《预应力钢束横断面布置图》
Ø 《XX大桥主体工程岛隧工程设计施工总承包招标文件》
Ø 《建筑工程预应力施工规程(CECS 180-2005)》
Ø 《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、连接器试验方法及检验规则（JT/T329.2-1997)》
Ø 《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》
2适用范围
本作业指导书仅适用于XX大桥岛隧工程沉管临时预应力施工作业工作。
3工程概况
XX大桥岛隧工程海底隧道沉管采用两孔一管廊截面形式，宽3795cm，高1140cm，底板厚150cm，侧腹板及顶板厚150cm，中腹板厚80cm。预应力管道分部在顶板和底板，采用塑料波纹管成孔，各20孔。管顶和管底钢束均平行于沉管段结构中心线，采用两端张拉方式。顶板用T字母代表，底板用B字母代表。管顶T钢束采用型号为15-25的钢绞线，管底B预应力采用型号为15-15的钢绞线。沉管预应力钢束横断面布置见图1。

图1 沉管钢束横断面布置图
在管节浮运和沉放时，需设计临时预应力筋来保证各个节段接头处的压应力满足最小压应力要求，从而使分段预制的节段组成为一个整体。临时预应力筋为体内预应力钢绞线：管顶和管底分布布置20 束强度为1860MPa 的预应力钢束；管顶采用规格为15-25 的钢绞线、管底采用规格为15-15的钢绞线，锚下张拉控制应力为1395MPa。
临时预应力筋采用有粘结方案，张拉完成后即对预应力管道进行真空压浆。待管节沉放到位并管顶回填完成后一段时间，经设计方确认将节段接头处的临时预应力钢束剪断，释放预应力，使节段接头成为可适应一定变形的柔性接头。在中埋式止水带和OMEGA 止水带之间的节段接头附近预留预应力筋剪断孔，剪断孔处布置加强钢筋。预应力钢束剪断后，所有剪断孔都需采用微膨胀水泥封堵。两端预应力锚头设置有能承受0.6MPa 水压的密封罩。
4预应力材料
4.1主要材料
（1）预应力钢束：采用直径为15.2mm 的高强、低松弛钢绞线，其技术指标应符合国家标准GB/T5224 技术要求，标准强度为1860MPa，计算弹性模量为1.95X105MPa；
（2）预应力锚具：采用15-25、15-15 两种锚具。锚垫板、锚头、密封罩、夹片、锚下螺旋筋、压浆管及排气管等分别采用与锚具规格相应的成套产品；
（3）预应力管道：节段接头处采用PE 塑料套筒和热缩套筒，其他位置采用镀锌金属波纹管。接缝处预应力管道应采取可靠措施确保密闭性。
（4）真空压浆：管道压浆要求密实，浆体的施工工艺及要求见本册图纸第九分册《工艺流程及施工技术要求-E1～E4 管节》的设计说明。
（5）界面处理剂：采用丙烯酸酯乳液界面处理剂，且应符合下列指标：
剪切粘结强度（MPa）
7 天
≥1.0
14 天
≥1.5
拉伸粘结强度（MPa）
未处理
7 天
≥0.4
14 天
≥0.6
浸水处理
≥0.5
热处理
冻融循环处理
碱处理
（6）微膨胀混凝土：满足《低热微膨胀水泥》（GB 2938）要求。微膨胀水泥充填过程中，应保证其密实性。充填完毕后，其表面应保证与混凝土基面的同等平整度。
4.2材料要求
（1）各类预应力筋的品种、规格、各项技术性能及质量检验与验收标准满足设计要求，预应力筋使用前须通过抽样测试；
（2）锚具、夹具和连接器：其性能应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370）的规定，经过检验合格方可使用；
（3）预应力管道制孔所用金属波纹管的质量应符合《预应力混凝土用金属波纹管》（JG225）的规定。波纹管道应安装牢固，接头密合，定位准确，管道支撑处不允许存在局部变形，支撑长度对于纵向束不大于600mm，曲线段适当加密。各种预应力材料必须保持清洁。在存放和搬运过程中应避免机械损伤和有害的锈蚀。如进场后需长时间存放时，必须安排定期的外观检查；
（4）预应力束中的钢铰线应梳理顺直，不应出现缠绕、扭麻花现象，表面不应有损伤；单根钢绞线不允许断丝；单根钢绞线不允许断筋或滑移；接头质量应满足相关施工技术规范的要求。
（5）钢绞线进场时应有出厂合格证和检验报告，每盘标牌齐全，包装完好。钢绞线进场后按供货批号分组堆放在预制场旁边下，堆放时搁置在枕木支垫上，离地高度不小于200mm,上面覆盖防雨布。
（6）钢绞线卸货时应逐卷登记的卷号，再查看检验报告是否齐全。钢绞线堆放后应按照《预应力混凝土用》（GB/T5224—95）的规定尽快取样送检。按照同一牌号、同一规格、同一生产工艺的以60吨为一批，从每批钢绞线中任取三盘，从每盘端部正常部位取一根试样进行表面质量、直径偏差、捻距和力学性能检验。
（7）钢绞线的表面质量要求：①成品钢钢绞线的表面不得带有润滑剂、油污等，表面允许有轻微的浮锈；②的伸直性，取弦长为1米的，其弦与弧的最大自然矢高不大于25mm。
（8）钢绞线的尺寸及允许偏差见下表1。
表1 钢绞线的尺寸及允许偏差表
型号
公称直径
直径
允许偏差
公称
截面积
每1000米的理论重量
中心钢丝直径加大不小（%）
φj15.24
15.24mm
+0.4mm
140mm2
1109kg
2
（9）预应力钢筋为钢绞线，其力学性能见表2。
表2 钢绞线力学性能
型号
强度级别
（MPa）
整根钢绞线的最大负荷(kN）
屈服负荷（kN）
伸长率
（%）
1000h松弛率不大于（%）
70%公称最大负荷
80%公称最大负荷
Φj15.24
1860
≥259
≥220
3.5
2.5
3.5
5施工步骤
5.1施工工艺
施工准备
千斤顶、油表校核
钢绞线抽检
锚具抽检
锚固系数试验
系梁及
孔道清理
张拉技术交底
钢绞线下料
孔道穿束
安装工作锚、顶紧
安装限位器、张拉千斤顶、工具锚
张拉作业
孔道压浆

5.2张拉准备
5.2.1梁体检查、清理
（1）系梁混凝土已达到设计强度的100％且龄期达到14天后，方可进行张拉施工。
（2）预应力钢绞线和锚具资料齐全，锚夹具进场时应进行外观检查，不得有裂纹，伤痕，锈蚀，尺寸不得超过允许偏差，对锚具、夹片的强度、硬度进行抽样复验。夹片锚固系数试验应由生产、供应商提供，附有出厂报告书。
（3）锚下垫板表面清洁。
5.2.2千斤顶、油压表配套校验
（1）预应力使用的千斤顶，应由专人使用和管理，并定期校验维护。
（2）千斤顶及油压表应配套校验，制定张拉力与油压表的关系曲线。（摩阻系数或回归方程）
（3）校验张拉设备的压力机、压力环、测力传感器，其精度不得低于±2%。（具有合法鉴定资质的单位校验。）
（4）选用的千斤顶的张拉吨位不得少于张拉力的1.2～1.5倍，本工程选用500t千斤顶，标定后的校正系数≤1.05,校验的有效期为六个月。
（5）张拉作业六个月应不超过200次。经过大修更换配件的、严重漏油和拆修的、张拉现象与上述相同时的张拉千斤顶、压力表必须重新校验。对长期不使用的张拉机设备，应在使用前进行全面检查。
5.3钢绞线下料和编束
5.3.1钢绞线材料进场
（1）预应力钢绞线的质量应符合现行国家标准的规定，原材料进厂，应具有合格证明或出厂检验报告单，并经验收合格后方可使用。
（2）钢绞线应符合GB/T5224-2003《预应力混凝土钢绞线》的规定。
（3）预应力钢绞线装车、搬运、进场堆放必须符合有关规定。
（4）施工过程中，预应力钢绞线采用切断机或砂轮锯，严禁使用电弧切割。
5.3.2钢绞线下料
（1）工程采用低松弛钢绞线，不用预拉，可直接摊置在工作台或平坦干净的地面上下料。
（2）下料时要进行料场清理，使料场无积水、脏物以免污染钢绞线，有被污染的钢绞线要将污手清扫干净。
（3）钢绞线一定要先按要求的下料长度，在下料场做出明显下料长度标记，下料时要用轮片式砂轮机断料，严禁采用电焊或风割断料。
（4）下料长度L:
L=L1+2（L2+L3+L4）,
式中：L—钢绞线下料长度(mm)；
L1—管道长度(mm)；
L2—锚板厚度；
L3—千斤顶工作长度（油顶高度+限位板的有效高度）；
L4—长度富余量，取100mm。
表3 各管道钢束下料长度
序号
位置
下料长度(m)
1
B1
22.5+2*(0.08+0.5+0.08)+0.1=23.92
2
B2
22.5+2*(0.8+0.5+0.8)+0.1=26.8
3
B3
22.5+2*(0.8+0.5+0.8)+0.1=26.8
4
B4
22.5+2*(0.8+0.5+0.8)+0.1=26.8
5
B5
22.5+2*(0.8+0.5+0.8)+0.1=26.8
6
B6
22.5+2*(0.8+0.5+0.8)+0.1=26.8
7
B7
22.5+2*(0.8+0.5+0.8)+0.1=26.8
8
B8
22.5+2*(0.8+0.5+0.8)+0.1=26.8
9
B9
22.5+2*(0.08+0.5+0.8)+0.1=26.8
10
B10
22.5+2*(0.08+0.5+0.8)+0.1=26.8
11
T1
22.5+2*(0.1+0.5+0.1)+0.1=24
12
T2
22.5+2*(0.1+0.5+0.1)+0.1=24
13
T3
22.5+2*(0.1+0.5+0.1)+0.1=24
14
T4
22.5+2*(0.1+0.5+0.1)+0.1=24
15
T5
22.5+2*(0.1+0.5+0.1)+0.1=24
16
T6
22.5+2*(0.1+0.5+0.1)+0.1=24
18
T7
22.5+2*(0.1+0.5+0.1)+0.1=24
17
T8
22.5+2*(0.1+0.5+0.1)+0.1=24
19
T9
22.5+2*(0.1+0.5+0.1)+0.1=24
20
T10
22.5+2*(0.1+0.5+0.1)+0.1=24
（5）按每束规定根数和长度，用22号铁线编扎，两头距端头10cm处用两根铁线绑扎。其余每隔1.5m绑扎一道，使编扎成束顺直不扭转。成束后，将钢绞线用转移至堆放地点，以直线状态按梁跨分类存放于垫木上。搬运时，各支点距离不得大于3m，端悬长度不得大于1.5m。钢绞线运送时采用人工或机械抬运，在运送钢束与穿孔过程中不允许钢绞线与地面直接接触，以免污染钢绞线。
（6）由于是成卷供应的，且盘重大，盘卷小，弹力大，为了防止在下料过程中紊乱并弹出伤人，应先用脚手管搭接一个框架，下料时将钢绞线装在框架内，用砂轮机割断包装的钢带，再从盘卷中央逐步抽出。
（7）在堆场旁边下料。地面必须整平并铺上帆布、彩条布或方木，不得使直接接触土地以免生锈，也不得在混凝土地面上生拉硬拽，以免磨伤。在离出口2米的地方固定砂轮机，再从砂轮片处往前量出下料的长度并做出标记，并且预留工作长度。下料时通过砂轮机拉到标记处用砂轮机切断，并在每端离切口30mm～50mm处用铁丝绑扎，不得使用电弧割断。下料的长度误差应控制在－10～+100mm以内。
（8）下料宜用切割机或砂轮机切断，不得用电焊切断。切断钢绞线之前，先在切割线左右两端各3～5cm处扎丝一道，防止切断后散头。
（9）预应力钢束尺寸以施工放样为准，可用长钢尺穿入孔道内丈测后确定，工作长度视采用的锚具、千斤顶及工作条件而定。一般采用75～80cm。
表3.7—1 钢绞线下料长度表
编号
项目
N1(mm)
N2(mm)
N3(mm)
1
中主墩
28586
26250

2
边主墩
28586
26250
28511
（10）钢绞线束在储存运输制作安装过程中，应防止钢束锈蚀，沾上油污及损坏变形。
（11）穿束前应将锚垫板面上灰浆除净，检查锚垫板下混凝土是否密实，垫板与孔道是否垂直，如有问题应及时处理。
5.4预应力筋穿束
穿束前将锚垫板孔口及喇叭管内的混凝土浆碴清除干净。穿索时采用15KN卷扬机进行穿束作业。将卷扬机钢丝绳套在钢绞线束前端，人工将钢绞线端头抬高并放入管道口内，开动卷扬机，使钢束缓缓进入孔道内，避免钢束扭曲，如发生个别钢绞线顶弯，将其更换后再穿束。钢绞线束顺直，不得有死弯，不得沾有油渍。钢绞线伸出梁体两端长度相同。
工程中采用人机结合穿束，穿束的方法步骤：
（1）用人工将一根Ø5mm高强钢丝从穿束端送进孔内，直到另一端孔口；
（2）利用已穿设的钢丝将牵引用的Ø16mm钢丝绳从孔的另一端拉到穿束端；
（3）在已编束的钢绞线束端搬运至梁端后，近梁端头插入一根带环的钢筋，并将钢绞线端头装上穿束套；
（4）钢丝绳系好钢筋环或穿束套引线，开动卷扬机或人工收拉钢丝绳，便可将钢绞线束从穿入端拉至另一端；
（5）穿束完后，拆除穿束套，便可张拉。
5.5锚具及张拉设备安装
锚具安装前先进行清孔、吹孔，使孔内清洁无杂物，并且量一下两端头悬出的钢束长度是否一样长，坚决避免出现一头长一头短和同束钢绞线长短差别过大的情况。然后再安装锚杯，锚杯一定要安装在锚板的限位槽内，并用套筒将夹片打紧，使锚杯不脱离限位槽为原则。
（1）安装和拆除顺序为：工作锚板→ 夹片→限位板千斤顶工具锚板夹片。
（2）安装工作锚：先在工作锚板上用石笔编号，再将同一编号的钢绞线逐根穿入锚板孔内，将锚板推至锚下垫板止口环内，锚板锚孔的编号、方向、位置在梁的两端应一致。
（3）安装夹片：每付夹片用橡胶圈箍在一起，沿钢绞线端用手将其紧推入锚板孔中。安装时锚板、锥孔、夹片必须清洁，不允许锚板、钢绞线夹片上有浮锈、油污、砂粒等杂物。夹片全部安装就位后，用螺丝刀调匀夹片间缝隙，用打紧器或手锤将每孔中夹片击平，再逐孔打紧。但打紧夹片时，不得过重敲打，以免夹片敲坏。
（4）安装限位垫板：用来控制夹片的移动位置，使夹片跟进较整齐，限位板与工作锚是配套使用的，其孔位两者相一致，将限位板沿钢绞线端推靠工作锚板。限位板穿孔时应先穿中间孔，后穿周边孔，由2～3人同时操作。
（5）安装千斤顶：先将钢绞线端部用铁丝稍加捆扎，保留编号胶布再将千斤顶吊起套穿在钢绞线上，千斤顶前支承口套在限位板外面，使千斤顶与孔道中线初对位。再将千斤顶充油，千斤顶活塞伸出3～5cm。
（6）安装工具锚限位器、锚具及夹片：工具锚的锚板夹片与限位板一起属于张拉群锚时的专用设备与工作锚配套购买，可多次重复使用。工具锚在张拉时起临时锚固钢绞线以施加应力的作用，限位板通过其限位深度尺寸，控制夹片张拉时的退出量，以保证钢绞线的回缩损失不超过规定值。安装时先去掉钢绞线上的扎丝，按钢绞线的编号穿入工具锚对应锚孔内，然后将工具锚推入千斤顶缸体外口套座（或过渡垫圈）内，特别要注意两锚板孔位方向一致，不使千斤顶内钢绞线错位交叉，而处于平行状态，然后安装夹片，使千斤顶与孔道中线精确对位。
5.6张拉千斤顶的定位
采用三角支架或特制的吊装支架配合手拉葫芦吊装千斤顶，人工定位。千斤顶定位时，要使千斤顶轴线、锚杯轴线、传力筒以及预留孔道四轴线同心，张拉开始后当千斤顶开始受力后将吊千斤顶的吊链放松。然后检查千斤顶活塞顶部是否全部套进锚垫板定位凹槽内，必须确保千斤顶顶部全部套在锚垫板凹槽内。
5.7预应力张拉
5.7.1张拉方式
预应力张拉采用两端张拉，并左右对称进行，最大不平衡束不应超过1根。预应力张拉采用双控措施，张拉过程应保持两端的伸长量基本一致。
5.7.2张拉顺序
（1） 钢束张拉顺序
T1>B1>T2>B2>T3>B3>T4>B4>T5>B5>T6>B6>T7>B7>T8>B8>T9>B9>T10>B10。
（2） 钢束剪断顺序
B10>T10>B9>T9>B8>T8>B7>T7>B6>T6>B5>T5>B4>T4>B3>T3>B2>T2>B1>T1。
5.7.3张拉步骤
钢束预应力张拉分为初张拉和终张拉两个阶段进行。张拉应在管节全部到位，混凝土均达到设计强度时，进行张拉，所有钢筋束张拉一次到位。
（1）初张拉操作步骤
0——初应力——测量并记录伸长值和工具夹片外露量。
（2）终张拉操作步骤
初应力——控制应力——持荷5min回油锚固——测梁并记录伸长值和工具夹片外露量。
（3）校核伸长量
校核实际测出伸长量和理论伸长量的偏差是否满足规范要求。
（4）放张拉操作步骤
终张拉控制应力——缓慢回油（一边回油一边观察夹片，发现夹片松弛立即用细铁钩钩出夹片）。
5.7.4注意事项
在整个张拉过程中，要认真检查有无滑丝、断丝现象。滑丝、断丝现象如果发生在锚固前,立即停止张拉,处理后再重拉。如果发生在锚固后，可用千斤顶把钢绞线在一端放松后更换钢绞线重新张拉。
终张拉完成后，在锚圈口处的钢束做上记号，24h后检查确认无滑丝、断丝现象方可割束，切断处距夹片尾3～4cm。钢束切割采用砂轮角磨机作业，严禁使用氧焰切割。
张拉完毕，填写张拉记录，有关人员签字，原始记录不得任意涂改，并及时将记录交技术部门。
5.7.5张拉质量要求
每片梁断丝及滑丝数量不得超过预应力钢绞线总丝数的0.5%，并不得位于梁体的同一侧，且一束内断丝不得超过一丝。否则，放松换束或更换锚具。
因处理滑丝断丝而引起钢束重复张拉时，同一束钢绞线束次数不得超过3次，若钢绞线与锚具因滑丝而留有明显刻痕时，应予更换。
锚固后夹片外露量不小于3mm，且平齐，夹片不得错牙。并在夹片与锚圈、夹片与钢绞线啮合处划线标记，24h后检查有无夹片跟进或钢绞线内缩。
钢绞线回缩量控制在6mm以内。
纵向预应力终张拉结束时，在存梁台座上当即实测梁体弹性上拱。在扣除存梁支点悬臂重量产生的影响后，实测上拱值不宜大于1.05倍的设计值。
张拉期间应采取措施避免锚具、预应力筋受雨水、养护水浇淋，防止锚具及预应力筋出现锈蚀。
5.8真空压浆施工
5.8.1灌浆材料
掺入真空灌浆专用添加剂（含复合氨基醇类阻锈剂），掺量和使用方法需进行试配和适应性试验，检验方法参照交通行业标准《钢筋混凝土阻锈剂》(JT/T 537-2004) 和治金行业标准《钢筋阻锈剂使用技术规程》(YB/T 9231-1998)，均质性检验按《混凝土外加剂均质性试验方法》(GB/T 8077-2000)进行。外掺剂中不允许含有易引起钢绞线氢脆反应的有害成分，压浆强度与相应管节结构强度相同。浆体性能如下：
（1）浆体水灰比：0.27～0.32 之间。
（2）浆体流动度：30～50 秒。
（3）浆体泌水性：
a.小于水泥浆初始体积的2%；
b.四次连续测试的结果平均值<1%；
c. 拌合后24h 水泥浆的泌水能吸收；
（4）浆体初凝时间：≥6h。
（5）浆体体积收缩率：<2%。
（6）浆体强度：标准养护条件下，28 天龄期强度≥50MPa。
（7）浆体对钢绞线无腐蚀作用。

2

击锚头和钢束。钢绞线多余的长度应用切割机切割，严禁电焊切割。
（4）压浆嘴和排气孔可根据施工实际需要设置，压浆前应用压缩空气清除管道内杂质，然后压浆。管道压浆要求密实。
（5）临时预应力张拉及剪断顺序应严格按照《临时预应力施工工艺流程图》进行。
6.5临时预应力检测要求
如下表 4-1 所示。
表4-1 临时预应力筋检测要求
序号
检查项目
规定值或允许偏差
备注
1
预应力管道
坐标(mm)
长方向
±30
检测方法及频率以
《XX大桥施工及
质量验收标准》为准。
高方向
±10
宽方向
±10
2
预应力管道
间距(mm)
同排
10
上下层
10
3
预应力管道支撑间距(mm)
±30
4
预应力锚垫板垂直度（°）
±0.5
5
张拉应力值
符合设计要求
6
张拉伸长率
±6%或符合设计要求
7
断丝、滑丝数
钢束
每束 1 根，且每断面不超过钢绞线总数的 1%

7施工安全与环境保护
（1）安装锚具时，必须清理干净锚具上的包装纸以及不得人为的带有杂物，以免妨碍锚具的正常工作。
（2）高压油泵应经耐压试验合格。油泵上的安全阀应调到最大工作油压下能自动打开。
（3）油表安装必须满扣，高压油管各接头必须紧密，油路畅通，在最大工作油压下，保持5min以上，不得漏油，否则应修理或更换。
（4）电路系统检修不准带电操作，油路系统检修不准带压操作。
（5）张拉过程中，两端油泵司机应统一送油或回油。工作完毕应打开油阀，切断电源，非油泵司机禁止操作油泵。
（6）千斤顶不得超过最大拉力和最大行程。
（7）张拉过程中，特别是在高压下，千斤顶后方不准站人，油管不准踩踏攀扶。
（8）设备运转声音异常时，应及时检查修理。
（9）张拉油泵操作时，油泵司机应全神贯注，不准与外人交谈，更不准在油泵工作时离开或兼顾其他工作。
（10）张拉过程中，位于高处的张拉束操作人员不得踩在钢绞线上作业，应自行搭好作业平台。
（11）张拉区域设置明显的安全标志，禁止非工作人员进入。、参加张拉人员穿戴好劳动防护用品，特别要戴好防护眼镜，以防高压油泵破裂喷油伤眼。
（12）张拉时，构件两端不准站人，操作人员站在侧面，两端设置防护栏（罩）高压油泵放在离构件端部左右侧。
（13）张拉时如遇临时停电，要立即拉闸断电，以防突然来电发生危险。
（14）每班清点整理器具、材料、机械，收集废弃物，保持场地整洁。完工后，恢复场地。