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福厦铁路ZD-I标 木兰溪特大桥
48+3×80+48m悬浇连续梁
预应力张拉施工方案

编制：
复核：
批准：

中铁十七局集团公司
福厦铁路ZD－1标段项目经理部木兰溪分部
2007年10月

48+3×80+48m悬浇连续梁预应力张拉施工方案

1. 工程概述
新建福州至厦门铁路木兰溪特大桥位于福建莆田市涵江区境内，全长6830.6米。本桥在DK96+284.578~DK96+622.078（即108＃～113＃墩）段设计采用一联五跨悬浇连续梁跨过木兰溪。
梁体截面类型为单箱单室直腹板变截面箱梁，梁体全长337.5m，顶板宽13m，底板宽6.7m，全桥顶板厚45cm，边跨端块处顶板厚由45cm渐变至60cm，底板厚42～100cm，腹板厚40～100cm。连续箱梁中跨均为10节段，边跨12节段。共有5个合拢段即中跨3个、边跨2个，按照设计要求先边跨后中跨的顺序合拢。
连续箱梁设计采用三向预应力体系，顶、腹板钢束采用Φ15.2－9高强度低松弛钢绞线，底板纵向束采用Φ15.2—12低松弛预应力钢绞线（见图1-1 纵向预应力布置示意图），顶板横向束采用Φ15.2—4低松弛预应力钢绞线，腹板竖向采用PSB830螺纹钢筋JL25。

图1-1 纵向预应力布置示意图
表1—1 预应力张拉设计工程数量表
项 目
规 格
单位
数量
备 注
钢绞线
15.2
t
267.2
包括备用束
PSB830螺纹钢筋
公称直径25mm
t
24.2

锚具
M15-9
套
732
包括备用束
M15-12
套
352
包括备用束
BM15-4
套
631

BM15P-4
套
631

PSB830螺纹钢筋锚具
JLM-25
套
2528

金属波纹管
外径87mm 内径80mm
m
12592.3
包括备用束
外径97mm 内径90mm
m
7015.2
包括备用束
宽 70mm 高 19mm
m
8480.7
扁波纹管
铁皮管
Φ35mm δ=0.5mm
m
6135.7
竖向预应力管道

2.张拉施工前准备
2.1 预应力材料
根据设计及施工规范的要求，选用的预应力材料见下表：

材料名称
型号规格
生产厂家
使用部位
预应力混凝土用
钢绞线
1×7-15.24-1860
威海银兴预应力线材有限公司
梁体纵向、横向预应力筋
预应力混凝土用
高强度精轧螺纹钢
25jmm（PSB830）
天津市天铁轧二制钢有限公司
梁体竖向预应力筋
预应力混凝土用
金属螺旋管
Φ90×0.3 mm
镀锌钢带
华威格力预应力有限公司
梁体底板纵向预应力束管道
预应力混凝土用
金属螺旋管
Φ80×0.3 mm
镀锌钢带
华威格力预应力有限公司
梁体顶、腹板纵向预应力束管道
预应力混凝土用
金属螺旋管
70×19×0.3 mm
镀锌钢带
华威格力预应力有限公司
梁体顶、腹板纵向预应力束管道
铁皮管
Φ40×0.5 mm
/
梁体竖向预应力管道
锚具
JLM-25
杭州浙锚预应力有限公司
梁体竖向预应力锚固
锚具
QVM15-12
杭州浙锚预应力有限公司
梁体底板纵向预应力锚固
锚具
QVM15-9
杭州浙锚预应力有限公司
梁体顶、腹板纵向预应力锚固
锚具
QVMB15-4
杭州浙锚预应力有限公司
梁体横向预应力张拉端锚固
锚具
BM15P-4
杭州浙锚预应力有限公司
梁体横向预应力锚固端锚固
2.1.1 预应力材料进场检验
各种预应力材料进场后，由项目试验室同专业监理工程师见证取样送至具备相关检测资质的单位——福州远实建设工程质量检测有限公司按相关国家标准及《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）的规定及设计要求进行检测。
2.1.1.1 预应力筋进场后，对其质量指标进行全面检查并按批抽取时间做破断负荷、屈服负荷、弹性模量、极限伸长率试验，检测结果应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）、《预应力混凝土用螺纹钢筋》（GB/T20065-2006）等的规定和设计要求。
检验数量：同牌号、同炉罐号、同规格、同生产工艺、同交货状态的预应力筋每30t为一批，不足30t也按一批计。
2.1.1.2 预应力筋用锚具、夹具、连接器进场后，对其质量指标进行全面检查并按批进行外观、硬度、静载锚固性能试验，检测结果应符合《预应力筋用锚具、夹具、连接器》（GB/T14370-2000）的规定和设计要求。
检验数量：同一种类、同种材料和同一生产工艺且连续进场的预应力筋用锚具、夹具和连接器，每1000套为一批，不足1000套也按一批计。
2.1.1.3 预留孔道所用金属波纹管使用前应进行外观检查，其表面应无油污、损伤和孔洞。并且进行规格尺寸、径向刚度、荷载作用后抗渗漏、抗弯曲渗漏指标试验，检测结果应符合《预应力混凝土用金属螺旋管》（JG/T3013-94）的规定和设计要求。
2.2 预应力张拉设备
2.2.1 预应力张拉设备选用
根据本工程张拉工艺的特点，按照设计及规范要求，综合考虑资源优化配置等的要求，调用我公司京津城际轨道交通项目的张拉设备见下表：

设备名称
规格型号
数量
成产厂家
使用范围
张拉油泵
ZB4-500
9台
柳州欧维姆建筑机械有限公司
张拉及挤压锚施工
液压千斤顶
YDC240Q
4台
柳州欧维姆建筑机械有限公司
梁体横向预应力单束张拉施工
液压千斤顶
YC60A
4台
柳州欧维姆建筑机械有限公司
梁体竖向预应力精轧螺纹钢筋张拉施工
液压千斤顶
YCW400B
8台
柳州欧维姆建筑机械有限公司
梁体顶板、腹板纵向预应力张拉施工
挤压器
GYJA
1台
柳州欧维姆建筑机械有限公司
梁体横向预应力锚固端挤压锚施工
2.2.2 预应力张拉设备标定
预应力张拉设备进场后，先进行设备调试。为解决张拉设备与工作锚具非同厂生产所造成的不配套问题，我项目委托华威格力预应力有限公司对本梁预应力张拉所使用的限位板、工具锚板进行非标加工。对张拉设备所用易耗配件进行更换。
预应力张拉设备调试正常后即根据现场施工进度及标定报告有效期内张拉工作量，对预应力张拉设备及压力表进行分批配对标定。委托具备相关资质的机构——福建省计量科学技术研究所进行标定，提供千斤顶配对压力表的校准方程。根据校准方程及设计锚下控制应力确定各种张拉作业的千斤顶油表站拉分级控制读数，以此指导张拉工序施工。千斤顶油表使用的校验期限视千斤顶情况确定，使用超过1个月或200次以及在千斤顶使用过程中出现不正常现象时，需重新校验。
2.3砼强度检验
预应力筋张拉前，须提出箱梁砼的强度试验报告。当砼的强度及弹性模量达到设计值的90%以上且龄期达到5d后，方可施加预应力。
2.4 张拉施工控制数据的确定
2.4.1 预应力筋下料长度
预应力筋下料长度设计图纸已提供，按设计数据下料。
2.4.2理论伸长值的计算方法
理论伸长值△Ls的计算式为：
△Ls=（Pj·L+P·L1）/Ay·Es (cm)
式中：△L—张拉控制力对应的预应力筋理论伸长值（cm）
L—两个工作锚间的预应力筋长度(cm)，设计已提供。
L1—工作锚至工具锚的安装距离。对YCW400B顶取值50cm。
Es—预应力筋弹性模量(Mpa)，取值1.95×105MPa。
Ay—预应力筋（束）的总截面积(mm2) ，钢绞线取值每根A=140mm2。JL25精轧螺纹钢筋每根取值A=409mm2。
P—预应力筋张拉端的张拉控制力（KN）
Pj—预应力筋平均张拉力（KN）
预应力筋平均张拉力的计算公式为：
Pj=P[1-e-(kx+μθ)]/kx+μθ (KN )
式中：P—预应力筋张拉端的张拉力（KN）；
X—从张拉端至计算截面的孔道长度(m)；
θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部位切线的夹角之和(rad);
k—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，据设计取K=0.003；
μ—预应力筋与孔道壁的摩擦系数，据设计取值钢绞线μ=0.26，精轧钢筋μ=0.35。
2.4.3 实测伸长量
实测伸长量△L的计算式为：
△L= L1—【 （L2—L3）÷（F2—F3）*F3 】-A-B （mm）
式中：L1—预应力筋张拉至控制拉力时的千斤顶油缸外露量（mm）；
L2—预应力筋张拉至第二级拉力时的千斤顶油缸外露量（mm）；
F2—预应力筋张拉至第二级拉力时的张拉端换算张拉力（KN）；
L3—预应力筋张拉至初始拉力时的千斤顶油缸外露量（mm）；
F2—预应力筋张拉至初始拉力时的张拉端换算张拉力（KN）；
A—张拉过程中锚具楔紧引起的预应力筋内缩值，即工具夹片回缩值（mm）；
B—千斤顶体内预应力筋的张拉伸长值，据实测张拉端张拉力计算工作锚至工具锚间预应力筋的伸长值（mm）。对YCW400B顶取预应力筋长度为50cm；
2.4.3张拉力的校核
根据设计要求，张拉采用张拉吨位与延伸量双控，以张拉力为主，采用预应力筋伸长量进行校核，要求实际伸长值与理论伸长值之差
△=│△L—△Ls│≤6%·△Ls
否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。
2.5 工地现场准备
2.5.1 两端张拉准备工作
梁体浇筑前应按设计及规范要求安装定位预应力波纹管，管道轴线应与垫板垂直，确保管道在浇筑混凝土时不上浮、不变位。在穿预应力束前应用高压水冲洗和检查管道。
预应力钢绞线下料长度宜按照设计确定。钢绞线的截断必须采用砂轮切割机切断，严禁使用电焊及氧焊截断。切断口端面切口应用胶带缠牢。
穿束前应用压力水冲洗孔道内的杂物，观察孔道内有无串孔现象。对于长40m以内的钢绞线采用人工逐根穿束，应对每根钢绞线进行编号，安装锚板时对号入孔，确保每根钢绞线的顺直受力。超过40m长的钢束用3T的卷扬机穿束，用卷扬机穿束时，钢绞线要多下20cm的料，以便将牵引端焊成锥形。预应力筋在穿束时应无损坏、污物、锈蚀。
张拉前必须认真核对千斤顶和油表的是否配套和校验情况，保证表顶配套使用。张拉时根据现场技术员提供的千斤顶油表张拉控制读数进行分级张拉。
安装张拉平台，将千斤顶、油泵及配套的油表移到张拉端就位。
张拉前应提前将工作锚板、夹片或螺母正确安装。夹片应尽量敲紧，竖向精轧螺纹钢应注意张拉端螺母的锥端与锚垫板密贴合缝。
第一次张拉施工前应在现场技术员的指导下做孔道摩阻和锚圈摩阻测试，以便技术员根据测试结果及时调整锚下控制张拉力。
2.4.2 单端张拉准备工作
单端张拉仅适用于竖向及横向预应力，除不需穿束外，其余准备工作同两端张拉。
3. 悬灌梁预应力筋的张拉
3.1 预应力张拉顺序
根据设计要求，纵向预应力束的张拉顺序及对应节段号如下：

纵向预应力束张拉顺序表
梁段号
张拉束编号及数量
备注
0#
8N1、4N1’、2N11’、 2N11

1#
6N2、2N12、2N12’

2#
4N3、2N13、2N13’

3#
4N4、2N14’、 2N14

4#
6N5、2N15’、 2N15

5#
2N6、2N16’、 2N16

6#
4N7、2N17’、 2N17

7#
4N8、2N42’、 2N42

8#
2N9

9#
2N10

10#
2N26、8N27、6N28、6N29、6N30、4N31、4N32、4N33

11#
无

12#
6N28、2N18、6N19、2N20、4N21、4N22、4N23、2N24、2N25

运梁车经过之前
4N43

架梁完毕
2N1”（ 4N1”）、 2N4’（ 4N4’）、 2N6’、（ 2N8’）
括号内为中跨张拉束

3.1纵向预应力钢绞线束张拉
纵向采用YCW400B及与其配套的QVM锚固体系，采用两端对称张拉工艺，油压和伸长值双控。
3.1.1清理
将锚垫板面与其喇叭管内的砼残渣清除干净，并清除钢绞线上的锈蚀与泥浆。
3.1.2安装千斤顶与锚板
首先上好工作锚板，将工作夹片均匀打紧并外露一致，接着穿束上好限位板，然后用铁葫芦吊起千斤顶，穿入钢绞线，再上工具锚。张拉前必须调整好千斤顶的位置，对于直线预应力筋，应使张拉力作用线与孔道中心线重合；对于曲线预应力筋，应使张拉力的作用线与张拉孔道末端的切线重合，同时也要调整工具锚的孔位与工作锚的孔位排列一致，以防钢绞线各索在千斤顶穿心孔内不平行出现打叉现象。
为了工具锚拆卸方便，安装前应在工具夹片外锥面涂抹退锚灵（蜡50%+机油50%配成）。
3.1.3张拉过程为：
（初应力20%σcon）→（二级应力80%σcon）→（超张应力107%σcon）持荷5min→回油
回油后的回缩量测量数量据规范要求抽检3%且不少于5束。
3.2横向预应力钢绞线束张拉
横向采用YDC240Q型前置内卡式千斤顶及与其配套的QVM锚固体系，采用单端逐根对称张拉工艺，油压和伸长值双控。
安装横向预应力钢束时应注意相邻两钢束之间张拉端与锚固端应错开布置。横向预应力钢束张拉采用从拱脚开始向跨中逐步推进进行对称张拉的方式，张拉时先张拉底板束，后张拉顶板束，并应左右两侧对称张拉。
张拉过程同纵向束。根据设计要求，横向预应力束可落后3～4个梁段张拉。
3.3竖向预应力钢绞线束张拉
竖向预应力精轧螺纹钢筋一端直接锚固，张拉端采用YC60A型千斤顶张拉，油压和伸长值双控。张拉过程同纵向束。根据设计要求，竖向预应力束可落后3～4个梁段张拉。
其张拉操作步骤为：
（1）安装锚具及垫板，用扳手拧紧锚具。
（2）将穿心拉杆拧在精轧螺纹粗钢筋上，至少旋满六圈螺纹。
（3）千斤顶就位，套在精轧螺纹粗钢筋和穿心拉杆上，其撑脚抵紧砼端部的锚下垫板，套管套上锚具螺母，拧紧穿心拉杆螺母。
3.4检验评定
施工中，伸长值的实测值与理论值相比较，误差不超过±6％。每端的钢束回缩量不得大于8mm，一束钢绞线内断丝不超过1丝，同一断面断丝量不得大于该断面全部锚固钢丝总数量的1％，如有发生，停止张拉，查明情况，报监理确定处理办法。
4.张拉注意事项
（1）张拉前应全面检查张拉系统（如千斤顶和油泵必须按标定配套），确保安全可靠。张拉时千斤顶两侧1.5m内及两端工具锚后面禁止站人，以确保人身安全。同时在张拉千斤顶的后面设立防护装置。
（2）千斤顶在张拉升压时应观察有无漏油和千斤顶位置是否偏斜，必要时应回油调整；进油升压必须徐缓、均匀、平稳，回油降压时应缓慢松开回油阀，并时各油缸回程到底。张拉过程中严禁出现漏油情况，否则应暂停张拉。
（3）油泵运转前，应将各油路调节阀松开，然后开动油泵，待空负荷运转正常后，再紧闭回油阀，逐渐旋拧进油阀杆，增大负荷，并注意压力表指针是否正常。
（4）连接油泵和千斤顶的油管应保持清洁，不使用时用螺丝堵封，防止泥砂进入。
（4）操作千斤顶和测量伸长值的人员，应站在千斤顶侧面工操作，严格遵守操作规程。油泵开动过程中，不得擅自离开岗位。
（5）张拉时应认真做到孔道、锚环和千斤顶三对中，以便张拉工作顺利进行，并不致增加孔道摩擦损失。
（6）夹片和锚圈锥孔不得粘附泥浆或其他杂物，且不允许锈蚀，对于表面锈蚀的钢绞线，在张拉前应进行彻底除锈，在锚具安装就位后，应及时张拉。
（7）张拉锚固后应及时灌浆，一般应在48小时内完成，如因特殊情况不能及时灌浆，则应采取相应的保护措施，保证钢绞线和锚固装置不被锈蚀，以防滑丝。
（8）切除多余钢绞线时，必须在距锚具8厘米以外的位置使用切割器，并采取适当的保护措施，使锚具附近的温度不超过150℃，以防止夹片因受热退火而滑丝。同时应注意不能使氧炔焰和割渣射触及锚具。

2007.10.15