大桥大跨度连续梁竖向预应力张拉专项施工方案(后张法).doc

目录

一、概要 1
二、主要技术性能指标 1
三、主要工程数量 1
四、结构及参数 2
五、施工工艺 4
六、质量检验标准及要求 8
七、安全操作规程 10
八、预应力施工常见问题及处理措施 11
九、保证措施 15

OHM15型竖向预应力张拉施工方案
一、概要
OHM15型低回缩量锚具是针对短预应力束锚具张拉放张回缩量过大，导致其有效永久预应力损失大而专门研究开发的一种低回缩高效率的预应力锚具。OHM15型低回缩量锚具广泛应用于大跨度预应力混凝土连续梁、连续钢构等桥梁竖向预应力结构，斜拉桥塔身周向、横向预应力结构，边坡锚固预应力结构及其它各种较短预应力筋结构中。
二、主要技术性能指标
1、锚具效率系数：ηA≥0.95
2、破断总应变:εapu≥2.0%
3、锚具二次放张回缩量:λ≤1mm
4、满足试验应力上限为0.65fptk，应力幅度100MPa，循环200万次的疲劳性能要求。
5、满足试验应力上限为0.80fptk，下限应力为0.40fptk，循环50次的周期荷载性能要求。
6、锚具满足分级张拉、补张拉和放松钢绞线的要求。
7、锚具的锚口摩阻损失和喇叭口摩阻损失合计不大于6%。
8、抗拉强度标准值fpk=1860MPa,张拉控制力为σk=585KN。
9、管道摩阻系数ｕ：0.25
10、管道偏差系数κ：0.0015/m
11、钢筋松弛系数ζ：0.3
12、钢束回缩和锚具变形：每端6mm
三、主要工程数量及张拉设备
1、工程数量
竖向预应力材料数量表
名称
规格（㎜）
长度（㎝）
根数
共长（m)
单位重(㎏/m)
共重 (㎏)
钢绞线
φ15.2
329.4～580.6
3672
16416.98
3.303
54225.3
塑料波纹管
内径60
210.4～461.6
3672
12047.3

锚具
OHM15-3G
3672(套）
OHPM15-3G
3672(套）
2、张拉设备
张拉机具配置表
序号
名称
型号
规格
单位
数量
1
千斤顶
YCW-60T型

台
1
2
千斤顶
YCW-100T型

台
1
3
油压表
2012.7.1335　

个
1
4
油压表
2012.7.1339

个
1
5
工具锚
OHM15-3

套
2
6
撑脚

个
2
7
电动油泵
ZT-500

台
2
四、结构及参数
1、OHM15低回缩量锚具（张拉端）结构及尺寸参数：
低回缩量锚具张拉端由工作夹片、工作锚板、螺母、锚垫板和螺旋筋组成，见图1。螺母通过内螺纹与工作锚板外螺纹相连。锚垫板和螺旋筋作为锚下承载件，在预制结构时埋入混凝土中。低回缩量锚具通过第二次张拉、旋转螺母锚固达到低回缩的目的。低回缩量锚具（张拉端）尺寸参数见表1。

图1 低回缩量锚具结构图（张拉端）
竖向张拉时为上端
图2 低回缩量锚具结构图（固定端）
竖向张拉时为下端

表1 OHM15低回缩量锚具（张拉端）尺寸参数 单位：mm
锚具规格
工作锚板
螺母
锚垫板
波纹管
螺旋筋
D1
L1
D2
L2
ΦAXB
D3(内径)
ΦG
ΦH
I
N
OHM15-1
M43×2
45
Φ62
30
80×80×t14
－
Φ80
Φ6.5
30
4
OHM15-2
M85×3
50
Φ102
30
Φ145×80
Φ45
Φ115
Φ6.5
40
4
OHM15-3
M85×3
50
Φ110
30
Φ150×80
Φ50
Φ130
Φ8
50
4
注：单孔锚垫板尺寸（长X宽X高）=80X80Xδ14
2、OHPM15型低回缩量锚具（固定端）结构及尺寸参数
低回缩量锚具固定端由锚板、挤压头、压板、螺栓、螺母、约束圈和螺旋筋组成，见图2。与常规固定端P锚相比，增加了压紧装置（含压板、螺栓、螺母），保证安装时挤压头贴紧锚板。低回缩量锚具（固定端）尺寸参数见表2。
表2 OHPM15型低回缩量锚具（固定端）尺寸参数 单位：mm
锚具规格
AXA
D
B（min）
C
ΦE
OHPM15-1G
80X80
14
-
-
Φ80
OHPM15-2G
80X100
16
180
110
Φ115
OHPM15-3G
120X120
16
180
110
Φ130
注：根据设计需要，固定端可以采用M15夹片式常规群锚锚具。
3、低回缩量锚具张拉预留槽口尺寸
低回缩量锚具张拉预留槽口尺寸见图4、表3。
表3 低回缩量锚具张拉预留槽口尺寸 单位：mm
锚具规格
a(≥)
b(≥)
c(≥)
OHM15-2
170
265
90
OHM15-3
170
265
90
OHM15-4
170
265
90
OHM15-5
230
335
90
OHM15-6
290
430
120
OHM15-7
290
430
120
OHM15-8
290
430
120
OHM15-9
290
430
120
图3 锚具槽口尺寸
五、施工工艺
（一）孔道及锚下组件预埋
1、计算钢绞线的下料长度时应考虑结构孔道长度，固定端长度，张拉端锚板厚度，张拉千斤顶长度及张拉工艺等因素。二次张拉钢绞线外露最小预留长度如下图4、表4所示。
表4 钢绞线外露最短预留长度 单位：mm
锚具规格
L
（二次张拉用工具锚）
OHM15-2
620
OHM15-3
620
OHM15-4
620
图4 钢绞线外露最短预

2、钢绞线切割采用砂轮机，不得采用电弧切割。

3、挤压头制作采用专用挤压机挤压，挤压成形后按图纸要求将钢绞线、P锚穿入固定端锚板，用压板、螺栓、螺母把挤压头压紧于锚板上。
4、将钢绞线编束并捆扎好。
5、将钢绞线束穿入约束圈、波纹管，将灌浆管（聚乙烯塑料）一端从约束圈处插入波纹管内，在约束圈处用胶带纸密封波纹管。
6、按间距0.5～1.0m设一个固定支撑点来将波纹管固定在非预应力筋上，确保浇振混凝土时波纹管不错位、移动。
7、安装张拉端锚垫板，安装张拉端锚口穴模。
8、用胶带纸密封张拉端锚垫板与波纹管连接处，防止混凝土砂浆从接口渗入孔道。
（二）混凝土浇筑
1、混凝土浇筑前检查钢绞线、锚具、管道安装是否符合要求。
2、浇筑混凝土详见《XX县万家丽北路（北沿线）道路工程XX大桥连续刚构箱梁悬臂浇筑施工方案》
3、浇筑混凝土时，应特别注意振动棒不充振打波纹管、锚垫板等预埋组件，以防漏浆、错位。
（三）施加预应力
3.1 预应力理论伸长值的计算
第一次张拉施工按常规钢绞线夹片锚固施工方法施工，每束3根以下的钢筋线束可单根张拉。与设计单位进行沟通，竖向预压力可在挂篮行走到位后在进行张拉施工作业，对结构没有影响。
后张法预应力筋理论伸长值及预应力筋平均张拉力的计算公式
如下：
△L＝PP×L／（AP×EP） (1)
PP＝P×〔1－e-（kx+μθ）〕／(KL+μθ) (2)
式中：△L----预应力筋理论伸长值，mm
L----预应力筋的长度，mm
PP----预应力筋的平均张拉力，N
X ---- 从张拉端至计算截面孔道长度， m
AP ----预应力筋截面面积，mm2
EP ----预应力筋的弹性模量，Mpa，
P----预应力筋张拉端的张拉力，N
θ----从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，rad
k----孔道每米局部偏差对磨擦的影响系数，取0.0015
μ----预应力筋与孔道壁的磨擦系数，对塑料波纹管取0.14～0.17。
3.2 张拉施工工序
a、第一次张拉时支承螺母应不受力，支承螺母与垫板之间有较小间隙
b、施工工序
0 0.1σcon 0.2σcon 1.03σcon（持荷2min） 锚固
c、应测量0.1σcon与1.03σcon工具夹片外露差值
d、计算实测伸长值时应减去工具夹片外露差值
e、按照锚具前，应清理干净槽口内杂物。
2、第一次张拉,见图5。
a、安装工作锚板、螺母及工作夹片

安装前清理平整锚垫板端面及钢绞线表面，工作锚板的锥孔穿入钢绞线后推至锚垫板端面，并把螺母旋至工作锚板靠近锚垫板的一端（螺母有凹槽的端面向上），并确保螺母位于锚垫板的止口内。拆开工作夹片表面的油纸即可安装到工作锚板的锥孔内，夹片安装应平齐，各片之间的间隙均匀，必要时用专用工具轻敲。
b、安装限位板、千斤顶、工具锚板及工具夹片

图5 第一次张拉示意图
3.3第二次张拉

图6第二次张拉示意图
a、第二次张拉实际应符合设计规定要求，当设计无规定时，宜在第一次张拉完成后2-16小内进行。
b、第二次张拉工序
0 0.5σcon 1.03σcon（持荷2min）拧紧支承螺母 锚固
1、第二次张拉至1.03σcon时，支承螺母应离开垫板6-12mm间隙。与1.03σcon工具夹片外露差值
2、拧紧支承螺母后，支承螺母与垫板应贴紧，无间隙。
3、后张后支承螺母与垫板之间应无间隙。
4、按图6安装撑脚、千斤顶及工具锚，尽可能使得撑脚、千斤顶与锚具对中。
张拉配套用机具见表5。
表5 OHM低回缩量锚具张拉配用机具
锚具规格
千斤顶
第一次张拉
第二次张拉
限位板
工具锚
撑脚
OHM15-1
YDC240QX
\
\
M15DHS-1T-ZL-1
OHM15-2
YCW60B-80
M15-2XT
OVM15AG-2
OHMS15-(2~3)T-ZL-1
OHM15-3
YCW60B-100
M15-3XD
OVM15AG-3
注:1、第二次张拉都需采用撑脚，可根据实际使用的千斤顶自主设计;
2、如钢绞线束或外露钢绞线较长，可采用200mm行程的千斤顶
3.4 第二次张拉校核
1、采用双控，以张拉力为主的方法，用伸长值进行校验，
2、第一次张拉实测伸长值与理论伸长值之差应控制在±6%以内，
3、第二次张拉实测伸长值与理论伸长值之差应控制在±10%以内
4、第二次张拉放张后实测伸长值与理论伸长值应控制在±10%以内

5、张拉放张回缩值应控制在
a、第一次张拉锚固回缩量≤6mm.
b、第二次张拉锚固回缩量≤1mm
6、校验第二次张拉放张后实测伸长值与理论伸长值误差
a、测量锚杯与支承螺母相对位置差△LH（如下图）

b、测量锚杯，支承螺母高度。
c、按下式计算第二次张拉放张后实测伸长值：
△L放H=△LH-（H1-H2）+1
式中：H1-锚杯高度（mm）
H2-支承螺母高度（mm）
△ L放H-第二次张拉放张后实际伸长值（mm）
△ LH-第二次张拉放张后锚杯与支承螺母相对位置差值（mm）
d、将△L放H与第二次张拉理论伸长值△LH进行比较，误差应在±10%之内。
（四）孔道压浆
孔道压浆详见《XX县万家丽北路（北沿线）道路工程捞
刀河大桥连续刚构箱梁悬臂浇筑施工方案》
六、质量检验标准及要求
6.1预应力筋下料长度＝工作长度+1640mm。其允许偏差和检验方法除相关专业验收标准有特殊规定外，尚应符合下表规定。
表6-1 预应力筋下料长度的允许偏差和检验方法
钢
绞
线
项目
允许偏差（mm ）
检验方法
与设计或计算长度差
±10
尺量
束中各根钢绞线长度差
5
检验数量：施工单位检查预应力筋总数的3％，且不少于5根（束）。
6.2预留孔道位置允许偏差和检验方法除相关专业验收标准有特殊规定外，尚应符合下表中的规定。
表6-2 预留孔孔道位置允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差（mm）
检验方法
1
纵向

距跨中4m范围内
4
尺量跨中1处
其余部位
6
尺量1/4、3/4跨各1处
2
横向
5
尺量两端
3
竖向
h /1000
吊线尺量
注：h为构件高度，单位为mm。
检验数量：施工单位检查孔道总数的3％，且不少于5根。
6.3张拉
6.3.1预应力筋用锚具、夹具和连接器的品种、规格、数量必须符合设计要求。
检验数量：施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：观察和尺量。
6.3.2后张法预应力筋预张拉或初张拉时，混凝土强度必须符合设计要求。当混凝土强度达到90％时可进行预应力张拉，混凝土强度等级必须符合设计要求。
检验数量：施工单位每次张拉时全部检查。后张法预应力筋预张拉时，检查一组同条件养护混凝土强度试件。监理单位全部检查。
检验方法：施工单位进行强度试验。监理单位检查同条件养护试件试验报告或见证试验。
6.3.3预应力筋的预施应力、张拉或放张顺序和张拉工艺，必须符合施工技术方案和设计要求。
检验数量：施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：观察。
6.3.4预应力筋的实际伸长值与计算伸长值的差值不得大于±6％。
检验数量：施工单位、监理单位全部检查。
检查方法：观察和尺量。
6.3.5后张法预应力构件的预应力筋不得有断丝、滑丝。
检验数量：施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：观察。
6.3.6张拉端预应力筋内缩量应符合设计要求，当设计无要求时，张拉端预应力筋内缩量限值和检验方法应符合下表规定：
表6-3 张拉端预应力筋内缩量限值和检验方法

序号
锚具类别
内缩量限值（mm）
检验方法
1
支承式锚具
（墩头锚具等）
螺帽缝隙
1
尺量
每块后加垫板的缝隙
1
2
锥塞式锚具
5
3
夹片式锚具
有预压
5
无预压
6～8
6.4技术标准及质量要求
锚具经试验合格后才允许使用。
张拉出现断丝滑丝时及时处理。
张拉记录要认真及时准确填写。
割丝
终张拉24小时后经检查确认张拉合格并无断滑丝现象方可割掉钢绞线余长部分。
割丝长度以不影响封锚为宜。
及时清理割下的钢绞线。
采用砂轮切割机割丝。
七、安全操作规程
7.1在下列情况下校正千斤顶
7.1.1压力表更换后
7.1.2千斤顶更换配件及检修后
7.1.3使用200次也要校正。
7.2千斤顶应按张拉顺序进行操作，不得颠倒。
7.3张拉行程不得超过额定行程。
7.4千斤顶在加荷时应平稳均匀，在卸荷时也应平稳无冲击。
7.5新油管使用时勿直接与千斤顶油咀连接，应事先清洗干净或油泵输出油液清洗干净之后方可连接使用。油管闲置不用时应用防尘
堵头封住油管接头。卸下油管后的油泵及千斤顶油咀均用防尘堵头封住，严防污物混入。
7.6在张拉时，千斤顶正后方不准站人，油管不准踩踏攀扶。
7.7千斤顶在有油压的情况下，不得拆卸油压系统中任何零件。
7.8应随时将油泵油箱内的油加满，及时更换变质过期油液，并清洗油箱。
7.9油泵启动前将调压阀、卸荷阀全部打开，工作电机的绝缘阀门的转动接头的松紧密封性等作常规检查。
7.10卸荷阀应是常闭的，只有工作油缸卸荷时才将其打开，因此，当空运转数分钟确认一切正常后，即将关闭。
7.11技术人员不得在油泵工作时离开操作位置，非油泵技术人员不得开机。
7.12感应器与油泵、千斤顶、油表以及本身接头，均应紧密畅通。
7.13感应器必须按规定校正后才允许使用。
八、预应力施工常见问题及处理措施
8.1锚垫板面与孔道轴线不垂直或锚垫板中心偏离孔道轴线
8.1.1现象
张拉过程中锚杯突然抖动或移动，张拉力下降。有时会发生锚杯与锚垫板不紧贴的现象。
8.1.2原因分析
锚垫板安装时没有仔细对中，垫板面与预应力索轴线不垂直。造成钢绞线或钢丝束内力不一，当张拉力增加到一定程度时，力线调整，会使锚杯突然发生滑移或抖动，拉力下降。
8.1.3预防措施
锚垫板安装应仔细对中，垫板面应与预应力索的力线垂直。

锚垫板要可靠固定，确保在混凝土浇筑过程中不会移动。
8.1.4治理方法
另外加工一块楔形钢垫板，楔形垫板的坡度应能使其板面与预应索的力线垂直。
8.2锚头下锚板处混凝土变形开裂。
8.2.1现象
预应力张拉后，锚板下混凝土变形开裂。
8.2.2原因分析
通常锚板附近钢筋布置很密，浇筑混凝土时，振捣不密实，混凝土疏松或仅有砂浆，以致该处混凝土强度低。
锚垫板下的钢筋布置不够、受压区面积不够、锚板或锚垫板设计厚度不够，受力后变形过大。
8.2.3预防措施
锚板、锚垫板必须在足够的厚度以保证其刚度。锚垫板下应布置足够的钢筋，以使钢筋混凝土足以承受因张拉预应力索而产生的压应力和主拉应力。
浇筑混凝土时应特别注意在锚头区的混凝土质量，因在该处往往钢筋密集，混凝土的粗骨料不易进入而只有砂浆，会严重影响混凝土的强度。
8.2.4治理方法
将锚具取下，凿除锚下损坏部分，然后加筋用高强度混凝土修补，将锚下垫板加大加厚，使承压面扩大。
8.3滑丝与断丝
8.3.1现象
锚夹具在预应力张拉后，夹片“咬不住”钢绞线或钢丝，钢绞线或钢丝滑动，达不到设计张拉值。

张拉钢绞线或钢丝时，夹片将其“咬断”，即齿痕较深，在夹片处断丝。
8.3.2原因分析
锚夹片硬度指标不合格，硬度过低，夹不住钢绞线或钢丝；硬度过高则夹伤钢绞线或钢丝，有时因锚夹片齿形和夹角不合理也可引起滑丝或断丝。
钢绞线或钢丝的质量不稳定，硬度指标起伏较大，或外径公差超限，与夹片规格不相匹配。
8.3.3防治措施
锚夹片的硬度除了检查出厂合格证外，在现场应进行复验，有条件的最好进行逐片复检。
钢绞线和钢丝的直径偏差、椭圆度、硬度指标应纳入检查内容。如偏差超限，质量不稳定，应考虑更换钢绞线或钢丝的产品供应单位。
滑丝断丝若不超过规范允许数量，可不予处理，若整束或大量滑丝和断丝，应将锚头取下，经检查并更换钢束重新张拉。
8.4波纹管线形与设计偏差较大
8.4.1现象
最终成型的预应力孔道与设计线形相差较大。
8.4.2原因分析
浇筑混凝土时，预应力橡胶棒没有按规定可靠固定。橡胶棒被踩压、移动、上浮等，造成橡胶棒变形。
8.4.3预防措施
要按设计线形准确放样，并用U形钢筋按规定固定橡胶棒的空间位置，再点焊牢固。曲线及接头处U形钢筋应加密。
浇筑混凝土时注意保护橡胶棒，不得踩压，不得将振动棒靠在橡胶棒上振捣。

应有防止波纹管在混凝土尚未凝固时上浮的措施。
8.5张拉钢绞线延伸率偏差过大
8.5.1现象
张拉力达到了设计要求，但钢绞线延伸量与理论计算相差较大。
8.5.2原因分析
钢绞线的实际弹性模量与设计采用值相差较大。
孔道实际线形与设计线形相差较大，以致实际的预应力摩阻损失与设计计算值有较大差异；或实际孔道摩阻参数与设计取值有较大出入也会产生延伸率偏差过大。
初应力采用值不合适或超张拉过多。
张拉过程中锚具滑丝或钢绞线内有断丝。
张拉设备未作标定或表具读数离散性过大。
8.5.3防治措施
每批钢绞线均应复验，并按实际弹性修正计算延伸值。
校正预应力孔道的线形。
按照钢绞线的长度和管道摩阻力确定合格的初应力值和超张拉值。
检查锚具和钢绞线有无滑丝或断丝。
校核测力系统和表具。
8.6预应力损失过大
8.6.1现象
预应力施加完毕后钢绞线松驰，应力值达不到设计值。
8.6.2原因分析
锚具滑丝或钢绞线内有断丝。
钢绞线的松驰率超限。
量测表具数值有误，实际张拉值偏小。

锚具下混凝土局部破坏变形过大。
钢绞线与孔道间摩阻力过大。
8.6.3防治措施
检查钢绞线的实际松驰率，张拉时应采取张拉力和引伸量双控制。事先校正测力系统，包括表具。
锚具滑丝失效，应予更换。
钢绞线断丝率超限，应将其锚具、预应力筋更换。
锚具下混凝土破坏，应将预应力释放后，用环氧混凝土或高强度混凝土补强后重新张拉。
改进钢束孔道施工工艺，使孔道线形符合设计要求，必要时可使用减摩剂。
九、保证措施
9.1质量保证措施
9.1.1严格按设计图纸和现行施工验收规范组织施工，具体操作严格按批准后的施工方案和预应力施工工法进行。
9.1.2认真做好自检，互检等检验工作，并及时进行隐蔽工程验收，未经验收不得进行下一道工序的施工。
9.1.3张拉施工前，应认真复核图纸与施工情况，在现场同条件养护的混凝土试块的试压强度达到设计允许的张拉强度后，方可进行张拉。
9.1.4严格按图纸要求进行施工。发现问题应及时上报有关单位，经有关部门核定后继续施工。
9.1.5严格按照预应力施工工艺进行施工，预应力连续箱梁和板的支撑应满足上部施工荷载所必需的强度和刚度要求，尤其是底层支撑的基础应牢固，以防止支撑的不均匀沉降。
9.1.6预应力筋张拉前，不得拆除梁底模。

9.1.7张拉前应对待张拉梁的外观作必要的检查，确认混凝土浇捣质量合格，无蜂窝，空洞、
9.1.8发现异常裂缝等后方可进行张拉；如有异常，应及时通知有关单位，查明原因，必要时调整张拉方案，经批准后再进行张拉。
9.2安全、环保施工措施
9.2.1严格执行安全操作规程进行施工，施工前要预先进行交底，每区域施工前应对张拉操作人员进行安全教育。
9.2.2锚具、夹具应设专人妥善保管，避免锈蚀、玷污、遭受机械损伤或散失。施工时在终张拉完成后对锚具进行防锈处理。
9.2.3张拉前仔细检查张拉平台的安全性，并在张拉平台上搭设高度适当的安全挡板，防止张拉中的意外事故伤及人身安全。
9.2.4施工操作人员必须配备安全防护用品，进入施工现场，必须戴安全帽，高空作业时操作人员必须系安全带。
9.2.5从施加预应力至锚固后封端期间，除非采取有效屏蔽措施，否则操作人员不得在锚具正前方活动。
9.2.6张拉过程中，测量伸长值或拆卸工具锚时，操作人员应站在千斤顶侧面，应禁止非预应力施工人员进入张拉区域。
9.2.7从开始张拉至孔道压浆完毕的过程中，不得敲击锚具、钢绞线和碰撞张拉设备。张拉过程中发现张拉设备运转声音异常，应立即停机检查维修。
9.2.8油压泵上的安全阀应调至最大工作油压下能自动打开的状态。油压表安装必须紧密满扣，油泵与千斤顶之间采用的高压油管连同油路的各部接头均须完整紧密，油路畅通，在最大工作油压下保持5min以上不得漏油。若有损坏者应及时修理更换。
9.2.9特殊情况下，在更换夹具时，两端都应装上千斤顶，采取其它措施放松预应力筋时，应仔细做好施工现场的安全防护工作。

9.2.10压浆人员必须站在锚具两侧操作，严禁正对锚具，也不得踩踏高压油管。
9.2.11压浆时要对墩柱采取有效保护措施，防止浆液喷洒在墩柱上。
9.2.12张拉设备使用前，应对高压油泵、千斤顶进行空载试运行，无异常情况方可正式使用。高压油管使用前应作耐压试验，不合格的不能使用。
9.2.13电器设备由专人管理，电闸箱应符合技术要求，电源线在使用前应进行测试，不得违章作业，作业完毕后必须将总电源切断，所有电器设备应遮盖。严格遵守施工现场的用电制度。
9.2.14切割钢绞线时应注意防止砂轮片破碎伤人。操作人员需带防护眼镜。