预应力张拉专项施工方案(平阳).doc

山西平阳高速公路路基四标箱梁预应力张拉专项施工方案 编 制： 年 月 日 复 核： 年 月 日 审 核： 年 月 日 项目负责人： 年 月 日中国中铁股份有限公司平阳高速路基四标项目部2010年7月目 录一、工程概况2二、编制依据2三、预应力主要技术参数2四、施工准备3五、预应力张拉计算书4六、张拉施工11七、各阶段张拉力及油表读数控制12八、压浆14九、封锚15十、安全保证措施15十一、环境保护及文明施工18十二、附件18箱梁预应力张拉专项施工方案一、工程概况郝家庄1号大桥是平定至阳曲高速公路上的一座大桥,位于平定县岔口乡郝家庄村东100米处，跨越黄土冲沟福禄沟。全桥均按照分离式式路基桥梁设计方案进行设计。左线1230米装配式预应力混凝土连续箱梁，中心桩号ZK10+490,桥梁全长376m，右前夹角90 ；右线12-30米装配式预应力混凝土连续箱梁，中心桩号K10+555，桥梁全长369.5m，右前夹角90 。本桥12跨，每4孔一联，共分3联。上部结构预制箱梁采用“交通部专家委员会”编制的“中华人民共和国交通行业公路桥梁通用图”（人民交通出版社出版），结构体系为单箱单独预制、简支安装、现浇连续接头的先简支后连续体系，按A类预应力混凝土构件设计。预制箱梁共120片,边跨60片，中跨60片。二、编制依据1、国家相关法律、法规、规范性文件；2、行业标准、规范及强制性要求；3、平阳高速公路路基四标合同文件；4、平阳高速路基四标两阶段施工设计图；5、平阳高速公路建管处相关要求；6、“劳、材、机”定额；7、施工调查中有关地形地貌、地质及水文地质、气候气象、障碍物调查、周围环境调查、施工实例调查等自然条件资料;8、施工调查中有关资源、交通、电力、通讯、当地劳动力等技术经济条件资料；9、我单位在类似工程的实力:劳动力、机电设备、队伍素质、施工经验等。三、预应力主要技术参数1、主要材料预应力钢绞线：采用抗拉强度标准值fpk=1860Mpa、公称直径D=15.2mm的低松弛高强度钢绞线，其力学性能指标应符合预应力混凝土用钢绞线（GB/T5224-2003)的规定。锚具：正弯矩钢束采用M15-4、M155圆形锚具及其配套的配件，预应力管道采用圆形金属波纹管；箱梁墩顶连续段负弯矩钢束采用BM153、BM15-4扁形锚具及其配套的配件,预应力管道采用扁形金属波纹管。2、钢束布设箱梁腹板正弯矩钢束N1、N2、N3由5根钢绞线组成，每片梁2束，对称布设;底板钢束N4由4根钢绞线组成，每片梁2束，对称布设；顶板连续段负弯矩钢束T1由5根钢绞线组成，每片2束，对称布设，T2由4根钢绞线组成，每片梁2束，对称布设，T3由4根钢绞线组成,每片梁3束，对称布设。3、张拉控制箱梁混凝土达到设计强度的85%，且混凝土龄期不小于7d时，方可张拉.正、负弯矩均采用两端同时对称张拉，锚下控制应力为0。75fpk=1395Mpa,施加预应力采用张拉力与伸长量双控.4、张拉顺序正弯矩钢束张拉顺序：N1N3N2N4；负弯矩钢束张拉顺序：T3T2T1。四、施工准备1、施工前准备1)钢绞线、锚具及夹片试验钢绞线、锚具及夹片等采用正规厂家生产的产品，产品进场时必须附有出厂质量合格证等表明合格身份的有关证书。钢绞线、锚具及夹片进场后根据有关施工规程进行试验,检验钢绞线的强度、锚具及夹片的硬度，对试验不合格或有裂纹、伤痕、锈蚀的夹片不得使用。2)张拉设备的选择和校验本桥采用YDC1500型千斤顶,油泵采用YBZ22/50型高压电动油泵，所采用的压力表的精度均不低于1.5级，最大量程60Mpa，施加预应力所用的机具设备由专人使用和管理,并应定期维护和校验，千斤顶与压力表应配套校验，以确定张拉力与压力表之间的关系曲线.千斤顶与压力表标定后必须按照标定配组配套使用，严禁错用。张拉机具设备应与锚具配套使用，并应在进场时进行检查和校验,对长期不使用的张拉机具设备在使用前进行全面校验，使用期间应视机具设备的情况确定是否需要校验.当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。3）预应力筋下料穿束前对孔道进行全面检查，确保通顺无阻后进行清孔。下料采用切割机,长度按设计要求,人工穿束，每根穿束完成后编号,穿束在砼浇注后进行。4)张拉准备工作预应力张拉前后做技术交底工作,施工现场配置具备预应力施工知识和正确操作的项目部施工技术人员,张拉机械操作人员必须经培训合格并持证上岗。箱梁砼试块经试验，混凝土强度达到85的设计强度要求。施工现场具备确保全体操作人员和设备安全的必要的预防措施。实施张拉时，应使千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线重合一致，双向张拉的钢绞线安装锚具时应防止波纹管内钢绞线扭成麻花状。2、施工机械、工机具及要求1）施工机械、工机具数量见下表。施工机械、机具计划数量表序号名 称规格/型号数 量备 注1.千斤顶YDC15004台2.高压电动油泵YBZ 22/504台3.配套油表0-60Mpa4块2）施工机械、工机具要求施工中使用的千斤顶、油泵及配套油表等必须经过检查验校合格，并有出场合格证。五、预应力张拉计算书1、张拉计算所用常量：预应力钢材弹性模量 Eg=1.95105Mpa=1。95105N/mm2预应力单数钢材截面面积 Ag=139mm2预应力钢材标准强度 R=1860Mpa孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数 k=0.0015预应力钢材与孔道壁的摩擦系数 =0.25设计图纸要求：锚下张拉控制应力=0。75 R=1395MPa2、计算所用公式:1)预应力筋张拉端的张拉力P的计算：P=Agnb (KN) （1）式中:-预应力钢材的张拉控制应力(Mpa)；Ag-预应力单束钢筋截面面积（mm2)；n同时张拉预应力筋的根数（mm2）；b-超张拉系数，不超张拉取1。0。2)预应力筋的平均张拉力pp的计算: 两端张拉的曲线筋pp= （KN） (2） 其中：P-预应力筋张拉端的拉力（N）;l从张拉端至计算截面的孔道长（m）；-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摩擦的影响系数;-预应力钢材与孔道壁的摩擦系数。3)预应力筋张拉时理论伸长值的计算:L= (3）其中:-预应力筋的平均张拉力（N）;L-预应力筋长度（cm）;Ay-预应力筋截面面积（mm2）;Eg-预应力筋弹性模量(N/mm2）。3、计算过程1)张拉控制力P的计算:本标段采用j15。2钢绞线作为预应力钢材，依据通用图及设计图纸，钢束的组成形式一共有两种，N1、N2、N3为5束j15.2低松弛钢绞线，N4为4束j15.2低松弛钢绞线.负弯矩钢绞线T1为5束j15.2低松弛钢绞线,T2、T3为4束j15.2低松弛钢绞线。5j15.2对应的张拉控制力为：P=Agnb =139513951=969。5KN；4j15.2对应的张拉控制力为：P=Agnb =139513941=775.6KN。2)L的计算：钢绞线计算长度统计表：钢绞线在张拉时伸长量要分为直线部分和曲线部分计算，然后进行叠加,故先须计算预应力钢材的平均张拉力。本标不同预制长度的钢绞线长度统计如下:预制梁长m钢束编号钢束组成管道 长度钢束 长度张拉 控制力半跨钢绞线 直线长半跨钢绞线 曲线长厘米厘米KN米米30边跨N15j15。22961.63091.6969。52.663 12.145 N25j15。22962.63092.64。263 10.55 N35j15.22963.53093。55.8638。954N44j15。22950.13080。1775。613.0011.750 中跨N15j15.229563086969。50。88513.895N24j15。22959.13089。1775.62。50712.288N34j15.22962。33092。34.12910.683N44j15。22940。13070。112.9011.799负弯矩T15j15。2700760969。53。5T24j15.210001060775。65T34j15.2150015607。5边跨钢绞线伸长量的计算部位钢束 编号长度（m）KL+e-(KL+)边跨N1直线段2。66300.0039940.99601曲线段12。1450。08330。039040。96171N2直线段4.26300.0063940.99362曲线段10.550。08330.036650。96401N3直线段5.86300。0087940。99124曲线段8。9540。08330.034250.96633N4直线段13.00100。01950。98069曲线段1。7500。08330.023450.97682a、直线部分拉力的计算根据公式（2）N1钢束： 1=969。5（10。99601）/0.003994=968.5KNN2钢束： 2=969。5（10。99362）/0。006394=967。4KNN3钢束: 3=969。5（1-0。99124）/0。008794=965.7KNN4钢束： 4=775.6(10.98069）/0.0195=768KNb、曲线部分拉力的计算根据公式（2）N1钢束： 1=969.5(1-0.96171）/0.03904=950.9KNN2钢束： 2=969.5（10。96401）/0。03665=952KNN3钢束： 3=969.5(10。96633）/0。03425=953。1KNN4钢束: 4=775。6（1-0。97682）/0.02345=766。7KNc、直线部分伸长量计算根据公式（3）N1钢束:L=19mmN2钢束:L=30mmN3钢束：L=42mmN4钢束:L=92mmc、曲线部分伸长量计算根据公式（3)N1钢束：L=85mmN2钢束:L=74mmN3钢束：L=62mmN4钢束：L=12mmd、钢绞线理论伸长值（单端）N1钢束:L=L直+L曲=19+85=104mmN2钢束:L=L直+L曲=30+74=104mmN3钢束：L=L直+L曲=42+62=104mmN4钢束：L=L直+L曲=92+12=104mm中跨钢绞线伸长量的计算部位钢束 编号长度(m）KL+e-(KL+）中跨N1直线段0。88500.0013280.998673曲线段13.8950.08330。0416680。959189N2直线段2.50700.0037610.996247曲线段12。2880。08330.0392570.961504N3直线段4。12900。0061940。993826曲线段10。6830。08330.036850.963821N4直线段12.90100.0193520.980835曲线段1.7990。08330.0235240.976751a、直线部分拉力的计算根据公式（2）N1钢束： 1=969.5（1-0。998673）/0.001328=968。7KNN2钢束： 2=775。6（10.996247）/0.003761=774.1KNN3钢束： 3=775.6（1-0。993826）/0。006194=773。2KNN4钢束： 4=775.6(1-0.980835)/0。019352=768。1KNb、曲线部分拉力的计算根据公式（2)N1钢束： 1=969。5（10.959189）/0。041668=949。6KNN2钢束： 2=775。6（10。961504）/0.039257=760。6KNN3钢束: 3=775.6（1-0。963821)/0。03685=761。5KNN4钢束： 4=775。6（1-0。976751）/0。023524=766.5KNc、直线部分伸长量计算根据公式(3）N1钢束:L=6。3mmN2钢束:L=18mmN3钢束:L=29mmN4钢束：L=91mmc、曲线部分伸长量计算根据公式（3)N1钢束：L=97。4mmN2钢束：L=86mmN3钢束：L=75mmN4钢束：L=13mmd、钢绞线理论伸长值（单端）N1钢束：L=L直+L曲=6。3+97。4=104mmN2钢束：L=L直+L曲=18+86=104mmN3钢束：L=L直+L曲=29+75=104mmN4钢束：L=L直+L曲=91+13=104mm负弯矩张拉钢绞线伸长量的计算根据公式（3），钢绞线理论伸长值（单端）T1钢束：L=25mmT2钢束：L=35.7mmT3钢束：L=53.6mm计算结果与设计图纸提供的理论伸长量基本一致，施工过程中采用计算的张拉力及伸长量进行控制。六、张拉施工1、正弯矩张拉1)搭设张拉操作平台，采用钢管支架加木板搭设平台放置千斤顶。2）安装工作锚板，夹片，并将夹片轻轻敲实,然后安装千斤顶、工具锚、夹片。安装时使千斤顶与锚垫板垂直。3）预应力张拉程序当主梁砼强度达到设计强度的85以上,且混凝土龄期达到7天后，可以张拉，按设计要求顺序N1N3N2N4张拉,张拉时采用两端同时对称张拉。张拉程序如下:0初始应力（10con张拉控制应力)(20%con张拉控制应力）100k（持荷2分钟）锚固。两端分级加载张拉，当张拉力接近控制应力时，两端同时张拉直到控制应力的100，并持荷2分钟。逐级加载后通过测量千斤顶油缸行程测量各级钢绞线的伸长量,张拉时安排专人与两端联系，互报油表读数和钢绞线伸长量，尽量使两端接近平衡，不允许出现明显不协调的现象。千斤顶回油到零,测量钢绞线的伸长量,并作好记录。两端同时退去工具锚，卸下千斤顶，张拉结束。张拉时认真作好张拉记录.4）张拉应力控制a.预应力筋的张拉控制应力符合设计要求.b.预应力张拉以张拉力及伸长值进行双控，实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在6%以内，如两者相差超出6%，则应暂停张拉,待查明原因并采取措施予以调整后继续张拉。2、负弯矩张拉梁板架设后，连接接头段钢筋，绑扎横梁钢筋，设置接头段顶板束波纹管并穿束。在日温最低时,浇注连续接头、中横梁及其两侧与顶板负弯矩束同长度范围内的桥面板,混凝土达到设计强度85，且混凝土龄期不小于7d时，张拉顶板负弯矩预应力钢束.搭设钢管支架,然后用手拉葫芦固定千斤顶。张拉顺序为T3T2T1两端同束对称张拉。其他张拉程序、预应力控制同正弯矩张拉。七、各阶段张拉力及油表读数控制 箱梁张拉采用YDC1500型千斤顶两台（编号100717、100718）、YBZ 22/50高压电动油泵及配套油表(编号5904、7480）进行，施工前张拉机具经河北道桥工程检测有限公司检测,并出具相应检测报告.各阶段张拉力及油表对应读数计算如下：1、千斤顶编号：YDC1500/100717（1#)对应压力表编号:59041） 钢绞线为4束:张拉控制应力P= 775。6KN。张拉应力占控制应力的百分比张拉力（KN）压力表读数(MPa）10%77。62。220%155。14.6100%775。623.79校验回归方程公式为:压力表读数P=-0.2495+0。0310N(力值）.（详见检测报告）2)钢绞线为5束: P=969。5KN张拉应力占控制应力的百分比张拉力（KN）压力表读数(MPa)1096。92.7520%193.95.76100%969。529。8校验回归方程公式为:压力表读数P=0.2495+0。0310N（力值)。(详见检测报告）2、千斤顶编号:YDC1500/100718(2）对应压力表编号：74801）钢绞线为4束:张拉控制应力P= 775。6KN.张拉应力占控制应力的百分比张拉力（KN）压力表读数（MPa）1077.62。220%155.14.6100%775。623。87校验回归方程公式为：压力表读数P=-0.1774+0。0310N（力值）。(详见检测报告）2）钢绞线为5束: P=969.5KN张拉应力占控制应力的百分比张拉力（KN）压力表读数（MPa）10%96.92。8320%193.95。83100%969。529。88校验回归方程公式为： 压力表读数P=-0.1774+0.0310N（力值)。（详见检测报告）八、压浆1、施工准备工作1）检查确认材料数量、种类是否齐备，品质是否保证;2）检查机具是否完备；3）张拉完成后，用砂轮切割机切除外露的钢绞线（外露量20H30mm)，将密封工具罩安装在锚垫板上进行封锚。工具罩在灌浆后3个小时内拆除并清洗。2、搅拌水泥浆1）搅拌要求：搅拌水泥浆之前，加水空转数分钟，将积水倒净，使搅拌机内壁充分湿润。搅拌好的灰浆要做到基本卸尽.在全部灰浆卸出之前不得再投入未拌和的材料，更不能采取边出料边进料的方法。2）装料顺序首先将称量好的水（扣除用于溶化减水剂的那部分水）、水泥、膨胀剂倒入搅拌机，搅拌2min；（可按照不同气候、环境、设计要求设计用料）。将溶于水的减水剂倒入搅拌机中,搅拌3min出料；水泥浆出料后应尽量马上泵送，否则要不停地搅拌；必须严格控制用水量,否则多加的水全部泌出,易造成管道顶端有空隙；对未及时使用而降低了流动性水泥浆，严禁采用增加水的办法来增加灰浆的流动性。3、灌浆将水泥浆加到储浆罐中引到灌浆泵,在灌浆泵高压橡胶管出口打出浆体,待这些浆体浓度与灌浆泵中的浓度一样时，关掉灌浆泵，将高压橡胶管此端接到孔道的灌浆管上，扎牢。打开灌浆阀,启动灌浆泵，开始灌浆，灌浆过程中，泵要保持连续工作。压力达到0。8Mpa左右，持压23min,完成排气泌水，使孔道内浆体密实饱满，完成灌浆，关闭灌浆泵及灌浆阀门。4、清洗拆卸外接管路，清洗灌浆泵、搅拌机及所有沾有水泥浆的设备和附件。5、压浆注意事项锚头一定要密封好,并尽早开始灌浆。灌浆管应选用牢固结实的高强橡胶管，抗压能力1Mpa,带压灌浆时不能破裂,连接要牢固,不得脱管。严格掌握水泥浆的配合比,浆体材料误差不能超过规定值。灰浆进入灌浆泵之前应通过70目的筛子。灌浆工作宜在灰浆流动性没有下降的3045分钟时间内进行，孔道一次灌注要连续。中途换管道时间内，继续启动灌浆泵，让浆体循环流动。压浆的顺序为:先压下层孔道，后压上层孔道。在冲洗孔道时如发现串孔，则应两孔同时压注.每班应制作 7。077。077.07cm立方试件三组,标准养护28d，检查抗压强度作为水泥浆质量的评定依据.应作好压浆记录,包括灌浆日期、作业时间、温度、灰浆的比例和所有的掺加剂，灰浆数量，压浆压力以及压浆过程中所发生的异常情况等。九、封锚预应力钢材张拉和压浆完毕后，将锚具表面清理干净并将其外围的砼面凿毛，然后设置钢筋网,即可对外露的锚头进行浇筑封锚砼工作。封锚混凝土标号采用与箱梁同标号混凝土,要求确保封锚混凝土表面平整,外观与箱梁混凝土一致.十、安全保证措施1、成立以项目经理为首的安全领导小组，项目经理为第一安全负责人。安全控制体系框图如下图所示。项目经理(向金友)生产主管（李庆国）安全主管(张仕猛)专职安全员（孙国玉）9项目部其他科室工程部长（张浩）设物部（井启成）施工队队长（廖超）施工队全体成员2、制度保证(1）贯彻执行国家安全生产、劳动保护方面的方针、政策和法规。对职工进行安全教育，牢固树立“安全第一的思想,坚持“安全生产、预防为主的方针。（2)建立健全安全生产保证体系,建立和实施安全生产责任制。项目经理是安全第一负责人，主管施工生产的项目副经理是安全生产直接责任人,项目主抓安全的副经理对劳动保护和安全生产的工作负责.（3）根据实际情况,编制详细的安全操作规程、细则、并制定切实可行的安全技术措施,分发至工班,组织逐条学习、落实，抓好“安全五同时”(即:在计划、布置、检查、总结、评比生产的同时，计划、布置、检查、总结、评比安全工作）和“三级安全教育”.（4）严格执行交接班制度,坚持工前讲安全、工中检查安全、工后评安全的“三工制活动。坚持每周一的安全活动日活动.（5）坚持特殊工种持证上岗。（6）坚持定期安全检查制度.项目部每月检查一次，工区每半个月检查一次，工班每天检查一次，发现不安全因素,立即指定专人限期整改。（7）设立安全专项基金，对安全生产好的个人和班组给予重奖，对违章指挥、违章操作忽视安全的行为给予重罚，对造成安全事故者视其情节严肃处理.（8）全员加强防雷电、防火、防洪等防灾期意识，建立防洪组织，配备消防设施，制订措施和管理制度，并落到实处。减少自然灾害造成损失。（9)加强安全教育,提高员工安全意识，树立安全第一的思想,培养安全生产所必须具备的操作技能。（10）做好职工的定期教育及新工人、变换工种工人、特种作业人员的安全教育，新进场工人（包括民工）未经三级教育不得上岗.新工法、新工艺、新设备、新材料及技术难度复杂的作业和危险较大的作业，要进行专门的安全教育，采取可靠的保证措施。(11）坚持每个安全活动日的安全学习活动。（12）规范执行安全检查制度。项目经理部保证检查制度的落实，规定检查时间和参加检查的人员。经理部每月检查一次，作业班组每天检查一次，非定期检查视工程情况进行，在施工准备前、危险性大、季节变化、节假日前后等情况下100%检查。（13）对检查发现的安全问题、安全隐患，要建立登记、整改、消项制度.定措施、定经费、定完成日期，在隐患没有消除前，必须采取可靠的仿护措施。如有危及人身安全的险情,立即停止施工,处理合格后方可施工。3、张拉施工安全技术措施1）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。2）预应筋不得直接堆放在地面上，必须采取垫枕木并覆盖等有效措施，防止雨露和各种腐蚀性气体，介质的影响.3）锚具、夹具和连接器均应设专人保管、存放、搬运时均应妥善保护，避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤或散失。4）张拉时，如出现滑束、断束或锚具损坏，应立即停止作业，进行检查，并作详细记录。5）张拉现场设立明显标志，与该工作无关人员严禁入内，尤其是张拉操作地点必须清除一切障碍物，并适当平整附近的场地，以供张拉设备车行走和张拉操作.6)张拉退楔时,千斤顶后不得站人，以防预应力钢绞线拉断或夹片弹出伤人；7)油泵运转有不正常情况时,应立即停机进行检查。在有压力情况下,不能随意拧动油泵或千斤顶各部位的螺丝；8)高压油管接头应牢固，以防喷油伤人；9）已张拉完成而尚未压浆部分,严禁撞击锚头和钢束，钢绞线多余长度应用砂轮切割，不得使用电焊切割，切割后留下的露出锚圈外的长度不得小于3厘米（或按设计要求）。10）张拉时一切行动听从专职指挥人员，凡在作业区范围内的人员必须按规范穿戴好劳动保护用品。严禁跨越张拉设备及钢绞束,夜间照明到位,必要时应设红灯。11）张拉时,两端不准站人，并设置防护罩。高压油泵应放在离张拉端部的左右两侧，操作人员应站在预应力钢绞线位置的侧面.张拉完毕后，稍等几分钟再拆卸张拉设备。12）在预应力束的端头范围内及其两侧各1.5m作为禁区，设立明显标志,并用带小旗的绳子围栏，严禁非张拉人员进入。张拉人员操作时须站于张拉部位两侧,严禁在预应力钢绞线的端部以及中间行走和操作。13）孔道灌浆时，掌握喷嘴的人必须戴防护眼镜，穿雨鞋，戴手套，喷嘴插入孔道后，喷嘴后面的胶皮垫圈要压紧在孔洞上,胶皮管与灰浆泵要连接牢固,才能开动灰浆泵,堵灌浆孔时应站在孔的侧面,以防灰浆喷出伤人。十一、环境保护及文明施工1、施工区域拉设警戒绳。2、所有施工人员带好安全帽和其他劳工防护用品。3、安全警告牌放到醒目、重要的施工区域。4、施工区域内工器具、机械构件应摆放整齐、有序、定点放置。5、每日工作完毕，及时清理施工产生的废料垃圾，做到工完料清.十二、附件千斤顶、油泵及油表检测报告。