混凝土预应力张拉实施细则(很详细).doc

南水北调中线一期总干渠
漳河北~古运河南段中线建管局直管工程
高邑赞皇段土建及设备安装工程
泲河渡槽槽身混凝土预应力张拉实施细则
(合同编号：ZXJ/SG/ZSD-007)

批 准：
校 核：
编 制：

中国水电第十一工程局有限公司
南水北调工程高邑赞皇段项目经理部
二○一一年九月

目 录
1、概述 1
2、钢绞线张拉 1
2.1张拉前的准备 1
2.2张拉工具 1
2.3张拉顺序 2
2.4施工编号 2
2.5张拉应力计算 2
2.6张拉控制参数 4
2.7应力与伸长值及压力表读数之间的关系 5
2.8张拉施工 5
2.9应急情况处理 7
3、精轧螺纹钢筋张拉 7
3.1张拉前准备 7
3.2张拉工具 8
3.3张拉顺序 8
3.4施工编号 8
3.5张拉计算及控制参数 8
3.6张拉施工 9
3.7注意事项 10
4、施工记录 11

南水北调中线一期工程总干渠漳河北~古运河南中线建管局直管工程高邑赞皇段土建及设备安装 ZXJ/SG/ZSD-007
1、概述
泲河渡槽槽身段长240m，分8跨，每跨长30m，简支型式，槽身断面为三槽一联多侧墙矩形槽，采用三向预应力钢筋混凝土结构。渡槽底板、底梁边墙、中墙及顶板均为预应力混凝土。1#、8#跨槽身为一侧设55cm后浇带，2#~7#跨槽身两端设55cm宽后浇带混凝土，预留空间用于两端张拉施工需要，预应力张拉结束后进行二期混凝土浇筑。
槽身横向、纵向预应力采用fptk=1860kpa级钢绞线，槽身竖向预应力采用PSB1080精轧螺纹预应力钢筋。
2、钢绞线张拉
2.1张拉前的准备
（1）混凝土结构强度应达到设计混凝土强度等级值的80%，并提交同期混凝土试样的强度报告。
（2）施加预应力前，应对千斤顶及油表进行配套校核，其压力表的精度在±2%范围内。
（3）张拉前应清理承压面，并检查锚垫板后面及波纹管边缘的混凝土质量，如有空鼓现象，应及时修补，待修补混凝土达到强度等级值的80%时，方允许张拉。
（4）张拉前应会同专业人员进行试张拉，当确定张拉工艺合理，张拉伸长值正常，并无裂缝出现，方可进行成批张拉。
（5）纵向主梁张拉前需要将两侧二期钢筋向掰弯，以保证张拉的正常进行。
2.2张拉工具
泲河渡槽单跨槽身长30m，2～7跨槽身两端及1跨槽身末端、8跨槽身首端各留出550mm后浇带，张拉空间仅剩1140mm（含分缝40mm）。1跨槽身首端、8跨槽身末端不设后浇带，张拉工具不受限制。
张拉工具应首选精悍的穿心内卡式千斤顶。预施应力设备主要有150T、250T、350T油泵千斤顶各4台，并配置与之相等的高压油表等。
序号
千斤顶型号
数量
张拉范围
配套工具
1
27T
2台
单根预紧张拉

2
150T
4台
3、4、5、6根钢绞线
3、4、5、6孔工作锚环、限位板各两套及高压油表
3
250T
4台
8、9、10、11、12根钢绞线
8、9、10、11、12孔工作锚环、限位板各两套及高压油表
4
350T
4台
13、16根钢绞线
8、9、10、11、12孔工作锚环、限位板各两套及高压油表
高压油表采用防震型，其精度等级不低于1.5级。最小分度值不大于0.5Mpa，表盘直径大于150mm。选用油压表表盘量程在工作最大油压的1.25～2.0倍之间。油压表检定有效期不超过一周。千斤顶标定有效期不得超过一个月，在张拉作业前必须经过校正，确定其校正系数。除此之外，千斤顶在下列情况下还必须重新进行校正：已张拉作业达200次；千斤顶使用过程中出现异常现象时；千斤顶经过拆修之后。
2.3张拉顺序
对多向多束预应力钢筋的泲河渡槽。为保证槽壁与横梁的整体作用，预应力钢筋应分批分向张拉。大循环是：先张拉60%σcon的纵向预应力钢绞线，使槽身具有承受其自重的能力，然后拆除模板和支撑，分别将横向预应力钢绞线及竖向螺纹钢筋张拉到位，最后张拉纵向预应力钢绞线。张拉顺序为纵、横、竖分步循环，钢束张拉按同步、对称、同时张拉的原则。首先纵向张拉，由两边梁至两中纵梁再到底板，由顶至底的原则。其次横向张拉，每个横肋及底板的3个孔道为一组同时张拉，由两端向中间推进。
（1）纵向张拉
总顺序：边梁→中梁→底板（共计分为33组，张拉顺序从1至33，每组两个同时张拉）；
边梁张拉顺序：B3→B2→B1→A1→G1（从1至10，左右边梁同时张拉）；
中梁张拉顺序：E3→E2→E1→D1→C1→G1（从11至22，左右中梁同时张拉）；
底板张拉顺序：两侧向中间张拉（23至33）；
具体张拉顺序见附图1。
（2）横向张拉
每个横肋及底板的3个孔道为一组同时张拉，从两侧向中间张拉（共计分为12组，每2组同时张拉，张拉顺序由1至6）。
具体张拉顺序见附图2。
2.4施工编号
施工编号由张拉部位、张拉跨数、张拉方向及区域、张拉编号几部分组成，如JHDC-2-纵-24表示泲河渡槽第二跨纵向第24个孔道，JHDC-3-横-14表示泲河渡槽第三跨纵向第14个孔道。张拉编号见附图4、5。
2.5张拉应力计算
（1）张拉参数
预应力钢材弹性模量 Eg=1.97×105Mpa=1.97×105N/mm2
公称截面面积 Ag=140mm2
预应力钢材标准强度 ffptk=1860Mpa
设计图纸要求：张拉控制应力σcon=0.75×ffptk=1395MPa
（2）张拉应力计算
单根钢绞线张拉端的张拉控制力：P=σcon×Ag=1395×140=195300N；
3束钢绞线束：P5=3×P=3×195.3=585.9kN
4束钢绞线束：P5=4×=4×195.3=781.2kN
5束钢绞线束：P5=5×P=5×195.3=976.5kN
6束钢绞线束：P5=6×P=6×195.3=1171.8kN
8束钢绞线束：P5=8×P=8×195.3=1562.4kN
9束钢绞线束：P5=9×P=9×195.3=1757.7kN
10束钢绞线束：P5=10×P=10×195.3=1953.0kN
11束钢绞线束：P5=11×P=1×195.3=2148.3kN
12束钢绞线束：P5=12×P=12×195.3=2343.6kN
13束钢绞线束：P5=13×P=13×195.3=2538.9kN
16束钢绞线束：P5=16×P=16×195.3=3124.8kN
（2）伸长量计算
预应力钢束张拉伸长量的测定值与图中给定值相比误差不得超过±6%，否则应停止张拉，并查明原因。可参照表3进行记录和计算。
钢束伸长量通过下式计算。
Δl=(σp·l)/ Es
式中 Δl − 钢束施加预拉力后的理论伸长量（mm）
l − 钢束设计长度（mm）
σp −钢绞线张拉应力（N/mm²）
Es −钢绞线的弹性模量（N/mm²）
表1 X-X号钢束张拉记录、计算表
张拉应力（MPa）
毛伸长量（mm）
净伸长量（mm）
设计伸长量（mm）
差值（mm）
相对误差（%）
0209（0～15%）
a
b-a
见表2
---
---
209~419（15～30%）
b
2(b-a)
见表2
---
---
419～837（30～60%）
c
b+c-2a
见表2
---
---
837～1395（60～100%）
d
b+d-2a
见表2
---
---

注：相对误差超过±6%时，应停止张拉。“a”、“b”、“c”及“d”为每步张拉伸长累计值。
L=（L100%-L30%）+2(L30%-L15%)+（L’100%-L’30%）+2(L’30%-L’15%)-L1
式中L：整个钢绞线的伸长值，计算60%张拉应力时按60%毛伸长量取值；
L15%、L’15%：15%δcon时，两个千斤顶的毛伸长值，
L30%、L’30%：30%δcon时，两个千斤顶的毛伸长值，
L100%、L’100%：100%δcon时，两个千斤顶的毛伸长值，
L1：锚具变形、钢筋回缩取12mm（两端）。
2.6张拉控制参数
张拉采用应力和伸长量双控的原则，按2.4节计算出实际伸长量，与下表中的理论伸长量对比，应力与油表读数的关系见2.6节。
表2 钢绞线张拉拉应力控制参数表
项目 编号
钢绞线根数
拉应力(KN)
张拉方向
备注
15%
30%
60%
100%
A1
9
263.66
527.31
1054.62
1757.70
纵向
两端张拉
B1
10
292.95
585.90
1171.80
1953.00
纵向
两端张拉
B2
10
292.95
585.90
1171.80
1953.00
纵向
两端张拉
B3
10
292.95
585.90
1171.80
1953.00
纵向
两端张拉
C1
12
351.54
703.08
1406.16
2343.60
纵向
两端张拉
D1
11
322.25
644.49
1288.98
2148.30
纵向
两端张拉
E1
13
380.84
761.67
1523.34
2538.90
纵向
两端张拉
E2
13
380.84
761.67
1523.34
2538.90
纵向
两端张拉
E3
13
380.84
761.67
1523.34
2538.90
纵向
两端张拉
F1
3
87.89
175.77
351.54
585.90
纵向
两端张拉
G1
6
175.77
351.54
703.08
1171.80
纵向
两端张拉
H1
8
234.36
468.72
937.44
1562.40
纵向
两端张拉
I1
5
146.48
292.95
585.90
976.50
横向
左端张拉
J1
12
351.54
703.08
1406.16
2343.60
横向
两端张拉
K1
4
117.18
234.36
468.72
781.20
横向
左端张拉
K2
4
117.18
234.36
468.72
781.20
横向
左端张拉
K3
4
117.18
234.36
468.72
781.20
横向
左端张拉
L1
16
468.72
937.44
1874.88
3124.80
横向
两端张拉
L2
16
468.72
937.44
1874.88
3124.80
横向
两端张拉

表3 钢绞线张拉伸长值控制参数表

2.7应力与伸长值及压力表读数之间的关系
首先应根据试验率定一元线性回归曲线，按一元线性回归曲线标定出油表与相应的千斤顶之间的关系方程。
2.8张拉施工
张拉工艺流程见下图所示：

预应力张拉工艺流程图
安装时钢绞线不得缠绕，工具夹片后须包塑料胶带
单根预紧
安装工作锚环、夹片
安装限位板
安装千斤顶
千斤顶，油压表标定
锚、夹具校验
分步应力伸长量计算
安装工具锚具
测量油缸外露长度
持荷2分钟
回油、回程退楔
分步张拉δo=15%、60%、100%δk
拆 进
除 行
千 下
斤 束
顶 张
拉
在钢绞线上作防滑记号，测量初伸长
清洗夹片、钢绞线

（1）千斤顶就位
将钢绞线按顺序穿入工作锚锚孔内，用套管将夹片均匀打入锚环，确保锚具准确嵌入锚垫板止口凹槽内。然后安装限位器、千斤顶、工具锚和工具夹片，调整锚具和千斤顶位置，使孔道、锚具和千斤顶三者轴线重合。夹片打入时应保证两片接缝大小一致、端面平齐，不可用力过大而敲坏夹片。
锚具不得有锈蚀、水泥浆等杂物；预应力筋锚固夹持段上的浮锈或水泥浆等清除干净；夹片牙面不得有油污、水泥浆或其他杂物，以免滑丝；为方便夹片跟进或退锚灵活，夹片外表面可涂少量润滑剂，工具夹片外可缠绕塑料薄膜。
当工作锚和工作夹片用作工具锚和工具夹片时，使用1～2次后，必须改为工作锚和工作夹片使用到工程中去，以免使用次数过多而出现事故。
（2）张拉及锚固
千斤顶充油，第一步预张拉：0→初应力0.1σcon（作伸长值标记）→张拉至预张拉设计要求的控制应力(15%σcon)持荷5min→补拉至0.15σcon（测伸长值）→回油、锚固（测量总回缩量）。
第二步初张拉：0→初应力0.15σcon（作伸长值标记）→张拉至初张拉设计要求第一阶段控制应力(30%σcon)持荷5min→张拉至初张拉设计要求第二阶段控制应力(60%σcon)持荷5min→补拉至0.6σk（测伸长值）→回油、锚固（测量总回缩量）。
第三步终张拉：0→初应力0.6σcon（作伸长值标记）→张拉至终张拉设计要求的控制应力100%σcon（持荷5min）→至补拉1.0σcon（测伸长值）→回油、锚固（测量总回缩量、测夹片外露量）。
采用率定的钢直尺按照表1分别计算出毛伸长量a、b、c、d值，计算实测伸出长度与理论伸长量之间的误差是否在±6%之内，如不符合要求，应查明原因予以处理。稳压结束，再将千斤顶补油至100%σcon，回油锚固。张拉施工应做好对预应力筋的应力和延伸率的测量记录。
（3）张拉安全操作注意事项
1）张拉现场设明显标志，安排专人负责指挥，无关人员严禁入内。
2）张拉时，严禁摸踩及碰撞预应力筋，千斤顶后不得站人，以防预应力筋拉断或锚具、夹片弹出伤人；测量伸长值时，千斤顶应停止供油。
3）高压油管的接头应加防护套，以防喷油伤人；油泵运转不正常时，立即停车检查；有压情况下，不得随意拧动油泵或各部位的螺丝。
4）千斤顶支架应稳固，位置合适，以防支架不稳或受力不均而倾倒伤人。
5）控制张拉速率不大于100MPa/min。
2.9应急情况处理
张拉完成以后，实际测量的伸长值与理论伸长值之差不应超过±6%，否则采取如下步骤予以调整。   
1）对千斤顶以及与之配对使用的压力表进行重新校准。
2）对钢绞线作弹性模量检验（注意：在每批次钢绞线到场后，所用部位的理论伸长量，需经过该批次新的弹性模量值计算的理论伸长量）。
3）放松预应力钢铰线重新进行张拉。 
4）预应力钢铰线用润滑剂以减少摩擦损失。
3、精轧螺纹钢筋张拉
3.1张拉前准备
（1） 纵向钢绞线张拉60%，横向钢绞线张拉到位，再进行竖向精轧螺纹钢筋的张拉。
（2） 张拉前检查顶板的张拉盒是否平整，锚具周边混凝土是否密实，如不密实采用高强度环氧砂浆进行灌实。
（3） 竖向精轧螺纹钢筋张拉应有足够的空间，对人行道板周边进行防护，保证施工人员的安全。
（4） 配备足够的连接器，连接器必须与精轧螺纹钢筋配套，并检查连接器是否与上下连接密实，已保证张拉过程中脱离。
（5） 其他要求与钢绞线张拉相同。
3.2张拉工具
（1） 配置Φ32精轧螺纹钢筋连接器20个，Φ25精轧螺纹钢筋连接器50个。
（2） Φ32精轧螺纹钢筋张拉选择YG-70油压千斤顶，Φ25精轧螺纹钢筋张拉选择YG-50油压千斤顶，各配置4台。
（3） 千斤顶率定同钢绞线张拉千斤顶相同。
3.3张拉顺序
单根精轧螺纹钢筋张拉分为三步。
第一步 应力由0→15%σcon，称预紧阶段；
第二步 应力由15%→30%σcon，应力由30%→60%σcon；
第三步 应力由60%→103%σcon。
每步一个循回，以侧肋为单元每2个为一组，分组同时张拉，排序两端开始至中间。
3.4施工编号
施工编号由张拉部位、张拉跨数、张拉方向及区域、张拉编号几部分组成，其中张拉方向分为竖向Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区，例如：JHDC-3-竖Ⅱ-104表示泲河渡槽第三跨竖向Ⅱ区第104个孔道；张拉编号见附图6。
3.5张拉计算及控制参数
（1）张拉计算
Φ32精轧螺纹钢筋截面积S＝8.042×10-4m2
Φ25精轧螺纹钢筋截面积S＝4.909×10-4m2
弹性模量E＝2.0×105Mpa
标准强度fptk＝1230Mpa
设计强度σcon＝0.7×fptk＝861Mpa
Φ32精轧螺纹钢筋张拉控制力Nk＝σcon×S＝861×8.042×10-4＝692.42kN
Φ25精轧螺纹钢筋张拉控制力Nk＝σcon×S＝861×4.909×10-4＝422.66kN
超张拉应力1.03σcon≤886.83Mpa
Φ32精轧螺纹钢筋超张拉力N≤1.03×Nk＝713.19kN
Φ25精轧螺纹钢筋超张拉力N≤1.03×Nk＝435.34kN
理论伸长量公式Δl=(σp·l)/ Es，按照单根精扎螺纹钢筋计算长度计算其理论伸长量。
（2）控制参数
张拉过程中按照张拉步骤，分布计算其控制应力及理论伸长量，其主要控制参数见下表所示：
表4 精轧螺纹钢筋张拉拉应力控制参数表
项目 编号
精轧螺纹钢筋直径（mm）
精轧螺纹钢筋计算长度（cm）
拉应力(KN)
15%
30%
60%
103%
1
32
840
103.86
207.73
415.45
713.19
2
32
780
103.86
207.73
415.45
713.19
3
25
840
63.40
126.80
253.60
435.34
4
25
780
63.40
126.80
253.60
435.34

表4 精轧螺纹钢筋张拉拉应力控制参数表

3.6张拉施工
（1）安装连接器
将连接器与上下精轧螺纹钢筋钢筋相连，保证其两侧均与密实。
（2）安装千斤顶的穿心拉杆
将穿心拉杆旋戴在精轧螺纹钢筋上至少6扣（6×6＝96mm），即穿心拉杆与螺母之间有1～2mm的空隙。
（3）千斤顶就位
千斤顶套在穿心拉杆上，将撑脚抵压垫板。链轮套管套上螺母戴上，并拧紧穿心拉杆螺母。
（4）初张拉
施加初始预应力。该初始预应力的油压值为设计油压值的10％。以此做为丈量钢筋伸长量的起点，做好标志和记录。
（5）张拉
前油嘴进油，后油嘴回油，活塞向后移动张拉预应力筋。在张拉过程中转动拧紧张拉端的螺母，直至设计要求（规定的油压值和在伸长量规定的范围内）。
第一步 应力由0→15%σcon，称预紧阶段；
第二步 应力由15%→30%σcon，应力由30%→60%σcon；
第三步 应力由60%→103%σcon。
（6）双控张拉
油压值的误差不得超过±2％。
伸长量的误差不得超过±6％。
伸长量的量值有两个方法。其一采用千斤顶上转数表记录的换算值，其二采用实际测量活塞杆伸出长度，两者相结合方法。
（7）做好张拉记录
张拉结束后的当日就要填写好张拉记录，监理签字，不要隔日补填。
3.7注意事项
（1）高压油泵操作人员要戴防护目镜，防止油管破裂和接头处喷油伤眼。
（2）高压油泵与千斤顶之间的所有连接，所有的接口，必须完好无损，并应把螺母拧紧。
（3）张拉端要设防护罩，张拉时要有明显的标志，与张拉无关的人员不要进入。
（4）拧紧预应力筋螺母时，操作人员应站在预应力筋位置的侧面。
（5）张拉完毕后应稍等几分钟（至少2分钟）后，再拆卸张拉设备。
（6）雨天张拉应有防雨棚，防止张拉机具淋雨；冬天张拉时应有保暖措施，防止油泵和油管受冻。
（7）张拉作业区域内，无关人员不得进入。检查张拉设备、工具是否符合施工以及安全要求。压力表应按照规定周期进行检定；锚环以及锚塞使用前应经检验，合格后方可使用。高压油泵与千斤顶之间的连接点，各接口必须完好无损，油泵操作人员要戴防护眼镜；油泵开动时，进、回油速度与压力表指针升降，应平稳、均匀一致。安全阀要经常保持灵敏可靠。张拉前，操作人员要确定联络信号。张拉作业中，千斤顶的对面以及后面严禁站人。作业人员应站在千斤顶侧面。张拉操作中如果出现异常现象，应该立即停机进行检查。
（8） 精轧螺纹钢在安装前最好先用螺母试旋，应能旋紧20～30cm以上，不易旋进的要进行修正。
4、施工记录
张拉前填写预应力钢绞线\精轧螺纹钢筋张拉许可证，施工过程中每束每步张拉分别记录，按照附表1、2填写施工记录，每束钢绞线及精扎螺纹钢预应力张拉工序评定表、张拉质量检查表，具体施工用表见附件。

中国水利水电第十一工程局有限公司南水北调中线工程高邑赞皇项目经理部 第10页

附表-1
预应力钢绞线张拉施工记录表
记录编号：
工程名称

施工简图：
工程部位

施工单位名称

张拉位置钢绞线数量

张拉时温度（℃）

混凝土强度等级

张拉千斤顶编号

设计弹性伸长量（mm）

张拉油表编号

实际弹性伸长量（mm）

张拉日期

编号
位置
同一编号钢束编号
钢索长度
（m）
15%
30%
100%
回油
总伸
长量
（mm）
伸长率（%）
油表
读数
（Mpa）
张应力
（KN）
伸长量
（mm）
油表
读数
（Mpa）
张拉
应力
（KN）
伸长量
（mm）
油表读数
（Mpa）
张拉
应力
（KN）
伸长量
（mm）
伸长量
(mm)

监理工程师：　　　　　　　　　　　 项目技术负责人：　　　　　　 　　　　复核：　　　 　　　　　记录：

附表-2
预应力钢筋张拉施工记录
记录编号：
工程名称

工程部位

施工单位

钢筋规格及数量

设计张拉应力

要求压力表读数

张拉设备

压力表测力计精度

钢筋理论伸长值

张拉时混凝土强度

张拉日期： 操作人：
序 号
编号
位置
张拉时间
压力表（测力计）读数
伸长值
备注

监理工程师：　　　　 项目技术负责人：　　　　　复核：　　　　　　　　记录：
附表3
预应力钢绞线张拉许可证

施工单位

施工部位

钢束编号

钢束类型

设计吨位

设计长度

锚固长度

张拉段长度

注浆体设计标号

注浆体龄期

混凝土设计标号

混凝土龄期及强度
（28天）

张拉设备率定时间

备注

施工依据

申请张拉开始时间：

施工： 年 月 日

质检（三检）； 年 月 日

监理工程师： 年 月 日

附表4
钢绞线张拉质量检查表
施工单位

千斤顶型号

率定日期

注浆体设计标号

设计吨位P(KN)

施工部位

千斤顶编号

油泵型号

注浆体龄期(d)

设计孔深(m)

钢束编号

压力表型号

油泵编号

垫板编号

灌浆长度(m)

钢束类形

压力表编号

额定压力

垫板尺寸

张拉长度(m)

分级张拉
张拉力
(KN)
率定压力表读数(MPa)
△实测压力表读数(MPa)
稳压前时间（时、分）
稳压后时间
（时、分）
钢束体伸长量（mm）
备 注
稳压前伸长值
稳压后伸长值
理论伸长值
张拉开始时间（时、分）：
15％p

张拉伸长值初始值(15％p)：
30％p

60％p

100％p

100％p伸长测量值(mm)

卸荷后测量值(mm)

回缩值(mm)

卸荷结束时间（时、分）：
设计要求

升荷速率:≤100MPa/min

伸长测量值:与理论相差±6%
施工依据:
其它(故障及排除措施等):
备注:
张拉人员

记录人员

施 工
单 位
质量评定等级：
意见：
一检： 二检： 三检： 年 月 日
监 理
单 位
质量评定等级：
意见：
监理： 年 月 日
施工负责人

张拉日期

注：“△”为主要检查项目
附表5
钢绞线预应力张拉工序质量评定表

单位工程

分部工程

施工依据

单元工程

钢束编号

钢束类型

设计拉力

施工单位

施工依据

序号
名称
质量标准
实测值
质量等级
1
孔道编号

2
千斤顶范围
符合设计要求

3
压力表量程
符合设计要求

4
伸长值
≤±6%

5
锚具
符合设计要求

6
其它

张拉设备及锚具全部符合设计要求，检测项目合格率 %。
施
工
单
位
意
见
等级评定：

年 月 日

监
理
单
位
意
见
等级评定：

监理工程师： 年 月 日