预应力张拉施工工艺(论文)-10-03.docx

预 应 力 张 拉 施 工 工 艺
为确保集通复线预制梁后张法预应力张拉施工质量并符合环保及职业健康安全等要求，特编写本工艺。
本工艺经审核批准生效后，用于指导本梁场预制梁预应力张拉工程施工。
一、编制依据
1.施工设计图纸
2.国家规范/行业标准
《公路桥涵施工技术规范》（JGJ/041-2000）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）
《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）
《桥梁工程施工质量检验标准》（DBJ01-12-2004）
二、作业内容、工程概况
本工艺作业内容主要包括：施工准备、千斤机的定位、张拉、锚固、放张（在滑丝状态下必须进行放张）
集通扩能铁路复线12座公铁立交桥20m、25m预制后张法预应力空心板梁;30m预制后张法预应力箱梁;全线共计20m板梁222片，25m板梁256片，箱梁104片。预应力钢束采用7φ15.2钢铰线，钢铰线标准强度为R=1860mpa，一次张拉完成。
本工程预应力筋采用Фs 15.2高强1860级国家标准低松弛预应力钢绞线，其标准强度fptk =1860N/mm2 ；张拉采用的锚具为OVM15型锚具。
预应力筋的张拉方式：本工程预应力梁中的预应力筋为两端张拉。
三、张拉前准备工作
1、原材料的准备
水泥、波纹管、锚具、钢绞线等材料进场均须有出厂合格证，水泥、钢绞线检验报告单，进场后先从材料外观进行检验。按试验计划对原材料进行抽检，如对水泥的3天抗压、抗折强度及安定性重新检验，看是否符合要求；对钢绞线的力学性能进行检验，依据GB/T5224-2003标准，看力学性能是否满足1860MPa等；合格后及时报请监理复验，审批后方可投入使用；对不合格产品及时清退出施工现场。
2、构件检查、清理：
1）张拉前，必须对混凝土构件进行检验，外观和尺寸应符合图纸设计要求；张拉梁体混凝土强度要求达到设计强度的90%。
2） 张拉前检查锚垫板和孔道的位置是否正确，灌浆孔和排气扎应满足施工要求，孔道应畅通，无水份和杂物，锚具、垫板接触板面上的焊渣、混凝土残渣等要清除干净。
3）张拉前要掌握梁体弹性变形的方向，检查模板与支架是否有约束梁体变形的地方，比如拆除侧模。
3、张拉机具及相应设备
张拉机具进场前必须进行标定检验，并出具标定报告，按标定结果计算张拉油表读数；在施工过程中油表必须与千斤顶配套使用。当千斤顶使用超过3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检验。已进场机具设备进场数量如下：

编号
名 称
规 格
数 量
备 注
1
前卡式张拉千斤顶

2套

2
240吨穿心式千斤顶
YDCJ240
2套

3
挤压机
JY-45
1台

4
手拉葫芦
2吨
4台

5
注浆设备

1套

6
对讲机

2台

7
直尺

4把

四、 波纹管及锚垫板安装
1、 波纹管的安装和钢筋安装同时进行，要组织好钢筋和波纹管安装顺序。
2、 预应力管道采用预埋波纹管，波纹管是用薄带钢用卷管机经成型机压波卷成型，具有质量轻、刚度好，弯折方便，连接简单，摩阻系数小等优点。波纹管外观应清洁，内外表面无油污，无引起锈蚀的附着物，无孔洞和不规则的折皱，咬口无开裂、无脱扣。波纹管的接长可采用大一号的同型波纹管作为接头管，接头管的长度，两端用密封胶带封裹，以防接头处漏浆。
3、 波纹管进场后，妥善保管，要有防雨措施，不能放在有水或潮湿的地方，防止管道生锈。
4、 波纹管按设计编号逐一安装，安装时严格按图纸设计给定孔道坐标位置固定，要求保证安装的竖向，横向准确性，平弯、竖弯的地方要按设计设置准确的转弯半径。同时用井字固定钢筋固定，定位钢筋每50cm一道，弯道地方适当加密。定位钢筋要与梁体钢筋用点焊连接，管道与定位钢筋用扎丝绑扎牢固，防止管道移动。
5、波纹管安装时，要确保管内无杂物，管道敞口处，采用塑料胶布封堵。
6、施工中要注意保护波纹管，施工人员不得进行踩蹋或用工具敲击，或发现波纹管局部变形，要及时进行更换处理。
7、波纹管在安装时，如与普通构造钢筋发生矛盾时，应在现场技术人员同意的前提下将普通钢筋适当移位，以确保波纹管道位置准确。
8、安装时波纹管要远离电焊，切忌将波纹管当做接地导线，不可避免需电焊时要用湿布保护好波纹管，若发现有孔洞，及时用塑料胶布缠裹防漏。
9、两端安装锚垫板及加强螺旋筋，并按每种锚具的规格将其固定。锚垫板要牢固地安装在端头模板上，定位螺栓要拧紧，垫板要与孔道严格对中，并与孔道端部垂直，不能错位。锚垫板上的灌浆孔要采取封堵措施。
五、钢绞线下料和穿束
1、钢绞线的存放应有防雨措施，不能直接放在泥地上或露天堆放，以防生锈。
2、钢绞线下料时，群锚每端伸出孔道外75cm，下料长度误差控制在5cm内。
3、钢绞线下料采用砂轮锯切割，在切口的两侧5cm处预先用扎丝绑牢，防止切割后切口松散，下好料的钢绞线下面必须垫木板或方木，防止泥土弄脏。
4、钢绞线编束时，钢束要顺直，不得扭结。每根头部的尖端要用胶布包裹，然后一根一根的穿束。
5、穿束前要对孔道进行清孔，可用空压机向孔道内吹气，将杂物吹出。
6、浇筑混凝土前要严格全面对波纹管进行检查，包括坐标位置、线型，弯起半径和密封性。在混凝土浇注过程中，要注意保护波纹管，施工人员不得随意踩蹋，不能用振捣棒碰波纹管，防止管道移位或管道漏浆，浇筑过程中，在混凝土初凝前需要采用卷扬机等机械或人工前后拉动钢绞线，以达到破坏管道内漏浆的凝固过程的作用。
六、质量标准及验收方法
1、阶段预施应力时，混凝土强度和弹模值应符合施工图要求，检验方法：进行同条件养护混凝土试件强度和弹模量试验。
2、预应力筋的实际伸长值的差值不大于±6%。检验方法：观察和尺量。
3、预应力筋断裂或滑脱数量不超过预应力筋总数的5‰并不得位于梁体的同一侧，且每束内断丝不得超过1根。
七、后张法工艺流程框架图
安装锚具夹片
清理孔道

施加预应力
张拉机具检测

制作试块
孔道灌浆及养护
搅拌灰浆

八、张拉前准备：
张拉施工
首次张拉参照图纸提供数据，钢索与管道壁摩阻系数k =0. 25；管道局部偏差系数μ=0.0015；锚具的锚口摩阻损失与锚下喇叭口摩阻损失之和按锚外控制应力的6%计算；锚具变形与钢索回缩值6mm。
张拉前清除锚垫板上的灰浆，检查锚垫板是否垂直于孔道。检查千斤顶轴线是否与锚垫板孔道轴线一致，检查各种油管接头是否上紧，压力表与千斤顶是否配套。
安装好工作锚，装上夹片，小锤轻敲夹片夹紧钢绞线，调整夹片的外露量，使得夹片外露量大致一致，夹片间隙均匀，再安装限位板，套上顶环，千斤顶就位，装上工具锚，安装油管及压力表。
预应力钢束采用两端同时张拉，施加预应力采用张拉力与引伸量双控。当预应力钢束张拉达到设计张拉力时，实际引伸量值与理论引伸量值得误差应控制在6%以内，对张拉过程和结果控制、检测。
张拉作业由经过专业培训合格，取得张拉作业操作资格证的专业人员操作，并保证其人员的稳定性，不得随意更换张拉机械操作人员。张拉作业过程由现场技术人员专人盯控，以油表为主，伸长量校核，对每一束张拉数据进行记录计算核对。
张拉作业前请具有相关资质的检测单位对梁体进行管道摩阻、喇叭口摩阻等预应力瞬时损失测试，并及时将测试结果通知设计单位，以便由设计单位对张拉控制应力进行调整。张拉前作好上拱度测量标记，终张拉后测量梁体上拱值，并与设计上拱值进行比较。试验室通知梁体混凝土达到张拉强度，并出具张拉通知单后，即可进行张拉。
九、张拉理论伸长计算
1、理论伸长值计算采用公式：
△L
＝
PL
×
1-e-(kx+μθ)
AgEg
kx+μθ
其中：
ΔL：理论伸长值；
L：预应力筋的长度；
P：预应力筋张拉端的张拉力；
Ag：预应力筋的截面面积；
Eg：预应力筋的弹性模量；
k：孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；
x：从张拉端至计算截面的孔道长度；
µ：预应力筋与孔道壁的摩擦系数；
θ：从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）。
注：钢束理论伸长值计算设计已提供（已进行计算复核），具体附后。
2、按设计要求，依据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）附录G-9预应力损失的测定方法，当预制梁砼强度达到90%后，测出摩阻损失，根据实测结果上报设计决定是否调整预应力安装吨位及重新计算理论伸长值。
实际预应力筋伸长值的量测及计算方法：
预应力筋张拉前，先调整到初应力σ0（取控制应力值的10%）再开始张拉和量测伸长值。实际伸长值为张拉时量测的伸长值加上初应力时的推算伸长值。
△L=△L1+△L2
式中：△L1—从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值，cm
△L2—初应力时推算伸长值，cm（采用应力值10%到20%的实测伸长值替代）
张拉：0→0.1σcon（测初始伸长量及夹片外露量）→0.2σcon（测伸长量及夹片外露量）→初张拉设计值（持荷2分钟）→锚固（测锚固回缩量），然后回油整机复位，进行下一束张拉。
3、张拉顺序：
张拉顺序要按设计图纸规定的顺序进行张拉，同时遵循先曲线后直线均匀对称，偏心荷载小的原则。
20m空心板梁钢束的张拉顺序为：左N1→右N2→右N1→左N2
25m空心板梁钢束的张拉顺序为：N1→N2→N3
30m预制箱梁钢束的张拉顺序为：纵向预应力钢束先由上而下张拉腹板束，再由两侧向中间对称张拉底板束。
十、张拉过程
1、安装顺序：安装工作锚锚板和夹片；安装限位板；安装千斤顶；安装工具锚组件。
1）锚环及夹片使用前用煤油或柴油逐件清洗干净，不得有油污，铁屑，泥砂等杂物；
2）钢绞线外伸部分要保持干净，施工人员不得随意进行踩蹋。
3）工作锚必须准确放在锚垫板的定位槽内，并与孔道对中，每个锚孔装入夹片拼用胶圈套套好。穿入工作锚的钢绞线要顺直，对号入座，不得使钢绞线扭结交叉。先安装内圈的夹片，再安装外圈的夹片，最后用内径稍大于钢绞线的铁管穿入钢绞线，向前轻击，顶紧夹片；
4）限位板要与锚环对中，不得错开；
5）安装千斤顶与孔道中线对位，注意油管不要接错大、小油缸。安装千斤顶，不要推拉油管及接头，油管要顺畅，不得扭结成团；
6）工具锚安装前，应将千斤顶活塞伸出3—5cm，钢绞线穿入工具锚时，要对号入座，钢绞线的位置要与工具锚孔的位置对应，千斤顶内钢绞线要相互平行；
7）为保证完成张拉后，工具锚能顺利退下，必须在工具锚的夹片光滑面均匀地涂一层厚约1mm的润滑剂，也可在工具锚的锚孔中涂润滑剂。
8）工具锚的夹片与工作锚的夹片应分开放置，不得混淆。每次安装前要对夹片进行检查，如有裂纹及齿尖损坏等现象，应及时更换；
2、将B路回油阀打开，A路截止阀关闭即可启动油泵电机，向张拉缸供油进行张拉；同时调节节流阀，以控制油压高低和张拉速度；
3、在活塞外伸时，工具锚夹片可自行夹紧钢绞线。工作锚中的夹片此时因受限位板的支托，只可被带出一些而不会退出很多；
4、先调整到初应力σ0（取控制应力值的10%）再开始张拉和量测伸长值。
5、当活塞行程还余10mm—20mm时，即停止向A路供油，此时可将节流阀回旋，同时转回回油阀，A路压力降至零点，由于钢绞线束的加缩，活塞被拉回若干长度，一般为6mm左右，这时工作锚的夹片被带入锚板内而自行夹紧；
6、B路关闭截止阀，节流阀控制升压，活塞回程，留30mm—50mm即可停泵；
7、如果钢绞线张拉长度较短，一次张拉，就可达到张拉控制应力σK；如果一次张拉达不到设计要求，则进行多次张拉；此时，自动工具锚的夹片已与锚板自行脱离，因此二次张拉前需将工具锚夹片重新推入工具锚锥孔中，然后重复以上步骤，直到达到设计张拉力后，持荷5分钟，如油压有点下降则加油到张拉力后回油，当张拉的钢绞线为一端张拉时锚固可直接缓慢释放油缸压力到零；当两端张拉钢绞线时必须分端锚固，即先将一端张拉锚固后，再将另一端补足控制应力值后进行锚固；
8、张拉时进行双控，以张拉力控制为主，以张拉时的实际伸长值与理论伸长值进行校核，钢绞线束实际伸长值与理论伸长值相差要控制在±6%以内方可进行锚固，否则暂停张拉，查明原因并采取措施加以调整后，再继续张拉。
十一、孔道压浆
梁板张拉完成后，留一天时间观察预应力钢绞线和锚具稳定后，即可进行。
1、压浆前的准备：
1）切割掉锚外钢绞线束：露出锚具的多余钢绞线，应采用砂轮锯切割掉，不宜采用电弧焊等烧割方式，以免钢绞线过热产生滑丝，钢绞线切割后余留约3cm。
2）封锚：锚具外边的间隙应用水泥浆堵塞，以免冒浆而损失灌浆压力。
3）冲洗孔道：在压浆前应用压力水冲洗管道，以排除管道内杂物，如果管道内有油污，应采用含碱水冲洗，以保证管道畅通，冲洗后用空压机的压缩空气吹去管道内积水，但要使孔道保持湿润，以使水泥浆与孔壁结合良好。
2、水泥浆拌制：
1）配合比：水泥浆的试配强度采用C50水泥浆。水泥浆泌水率不得大于3%，拌和后3h泌水率宜控制在2%，泌水应在24h内重新全部被浆吸回；其稠度应控制在14—18s间。
2）拌和：先下水再下水泥，拌和时间不少于1分钟，灰浆过筛后存放于储浆桶内，储浆桶内灰浆要低速搅拌，保持足够数量的浆体以保证一根管道的浆能一次连续压完。水泥浆自拌制到压入孔道，间隔时间不得超过40分钟。
3、压浆工艺：
1）压浆使用活塞式压浆泵，压浆前先将压浆泵试开一次，运转正常并能达到所需的压力时，才能正式开始压浆。压浆的压力以保证压入孔内的水泥浆密实为标准，压浆时压浆泵的最大压力宜保持在0.5-0.7mpa，孔道过长的，压力稍加大到1.0mpa左右。
2）压浆时将所有排气孔依次打开和关闭，使孔道内的排气通畅，压浆应缓慢、均匀地进行，使出浆口或排气孔排出空气→水→稀浆，直到排出的水泥浆与规定的稠度相同时，用木塞子塞住，应保持不小于0.5mpa压力稳压2分钟的时间，再从压浆孔拆下喷嘴，将压浆孔口立即用木塞子塞住。
3）压浆后应立即检查压浆的密实情况，如有不密实，应及时处理，水泥浆应按规定制作试块，以检测其强度。
4）压浆中发生故障，不能连续一次压满时，应立即用压力水冲洗干净，使孔道通畅，待故障处理后再重新进行压浆。
十二、封端
1、端头砼凿毛，并将锚具上的水泥浆等污染物清除干净
2、按设计图要求焊接钢筋，单面焊接不小于10倍d，双面焊接不小于5倍d。
3、立模，支撑体系加固牢靠后，报请监理工程师检验，合格后签证。
4、用C50砼进行端头砼浇筑，做试件。
5、砼浇水养生、拆模。
十三、质量控制措施
在张拉过程中，由于各种原因会导致预应力束断丝或滑丝，使预应力筋受力不均，甚至使构件不能建立足够的预应力，采取以下措施，加强张拉程序的控制：
1、加强对设备、锚具、预应力筋的检查：
1）千斤顶和油压表需按时进行校正标定，保持良好的工作状态，保证误差不超过规定范围；千斤顶的卡盘，楔块尺寸要正确；没有摩损沟槽和污物，以免影响楔紧和退楔。
2）锚具尺寸要正确，保证加工精度。锚环、锚塞应逐个地进行尺寸检查。
3）锚环不能有内部缺隐，应抽样进行电磁探伤，锚环太软或太硬都会引起锚塞的内缩超量。
4）预应力钢筋使用前应按规定检查，钢绞线编束应认真梳理，避免交叉混乱；清除钢丝表面的油污锈蚀，使钢绞线能正常楔紧和正常张拉。
5）锚具安装位置要准确：锚垫板承压面，锚环的安装面必须与孔道中心线垂直，锚具中心线必须与孔道中心线重合。
2、严格执行张拉操作规程：
1）垫板承压面与孔道中线不垂直时，应当在锚圈下垫薄钢板调整垂直度。
2）锚具在使用前须先清除杂物，刷去油污。
3）楔紧束的楔块其楔紧程度务求一致。
4）千斤顶给油、回油工序应缓慢平稳进行，特别是要避免大缸回油过猛产生较大的冲击振动，以免发生滑丝。
5）张拉操作要按规定进行，防止钢丝受力超限发生拉断事故。
3、滑丝与断丝的处理：
在预应力张拉过程中或锚固时，预应力束每束如发生一根以上滑丝或断丝，需进行处理。
1）滑丝的处理：张拉完成后要及时在钢绞线上作好醒目的标记，如发现滑丝，采用YDCJ240千斤顶和卸荷座，将卸荷座支承在锚具上，用千斤顶拉滑丝钢绞丝，直到将滑丝夹片取出，换上新夹片，张拉至设计应力即可，如遇严重滑丝或滑丝过程中钢绞线受到了严重的伤害，则应将锚具上的所有钢绞线全部卸荷，找出原因并解决，再重新张拉。
2）断丝的处理：①提高其它钢丝束的控制张拉力作为补偿，但不能超过规范规定的限值；②卸荷、松锚、换束，重新张拉至设计应力值。
十四、施工安全注意事项
1、现场要有明显标志，与张拉无关的人员严禁入内。
2、张拉各电源拉线要加接地线，并随时检查各处绝缘情况，以防触电。
3、张拉或退出楔块时，千斤顶后面不得站人，以防预应力筋拉断或锚具弹出伤人。
4、油泵运转有不正常情况时，要立即停车检查。在有压情况下，不得随意拧动油泵或千斤顶各各位的螺丝。
5、作业应由专人负责现场指挥，操作时严禁摸踩和碰撞预应力筋，在测量伸长量时，应停止开动千斤顶。
6、千斤顶支架必须与梁端垫板接触良好，位置正直对称，严禁多加垫块，以防支架不稳或受力不均倾倒。
7、在高压油管的接头应加防护套，以防喷油伤人。

目 录
预 应 力 张 拉 施 工 工 艺 1
一、编制依据 1
二、作业内容、工程概况 1
三、张拉前准备工作 2
四、 波纹管及锚垫板安装 3
五、钢绞线下料和穿束 4
六、质量标准及验收方法 5
七、后张法工艺流程框架图 5
八、张拉前准备： 5
九、张拉理论伸长计算 6
十、张拉过程 8
十一、孔道压浆 10
十二、封端 11
十三、质量控制措施 11
十四、施工安全注意事项 13