预应力空心板张拉方案.doc

预应力空心板张拉方案

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2020年4月19日
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预应力空心板张拉方案
一、工程概况
×小桥，位于×村跨越永定河支流，新建桥梁中心桩号为K8+798，桥梁中线的法线与河道水流方向的交叉角度为0º。桥梁上部结构采用2—13m后张法预应力混凝土简支空心板，下部结构：桥台为柱式台，钻孔桩基础，桥墩为柱式墩，钻孔桩基础。本桥桥面为双幅2×（0.5m墙式护栏+11.0m行车道+0.5m墙式护栏）+7m间隔带，全宽31m。全桥共有36块预制板，其中28块中板，8块边板，板高0.7m。
二、编制依据
1) 《×道路工程一阶段施工图设计》；
2) 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50- ）；
3) 《公路工程技术标准》（JTG B01- ）；
4) 《公路工程质量验收评定标准》（JTJ F80/1- ）；
5) 现场踏勘、调查所掌握的第一手资料；
6) 我单位现有技术管理力量、物资装备以及多年来在类似工程施工中积累的丰富施工经验。
三、准备工作
预应力钢束根据图纸设计要求本工程采用抗拉强度标准值，公称直径15.20mm的低松弛高强度钢绞线，钢绞线性能与质量应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T 5224）中相关规定。依图纸选取设计参数：预应力钢束弹性模量，松弛率，松弛系数。
根据设计图纸说明：锚具变形、回缩按6mm（一端）计算，金属波纹管摩阻系数，偏差系数。
钢绞线的下料，应采用切断机或砂轮锯切断，严禁采用电弧切割。钢绞线应保持清洁，在存放和搬运过程中应避免使其产生机械损伤和有害的锈蚀。进场后的存放时间不宜超过6个月，且宜存放在干燥、防潮、通风良好、无腐蚀气体和介质的仓库内，在室外存放时，不得直接堆放在地面，应支垫并遮盖，防止雨露和各种腐蚀性介质对其产生不利影响。
预应力钢束由多根钢丝或钢绞线组成且当采取整束穿入孔道内时应预先编束，编束时应将钢丝或钢绞线逐根理顺，防止缠绕，并应每隔1~1.5m捆绑一次，时期绑扎牢固，顺直。
锚具、夹具和连接器应按设计规定采用，并应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性，应能保证充分发挥预应力钢束的强度、并保证安全地实现预应力张拉作业，其性能和质量应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T 14370）的规定。
锚具、夹具和连接器在存放、搬运及使用期间均应妥善防护，避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤、混淆和散失，但临时性的防护措施应不影响其安装和永久性防腐的实施。
预座力筋用锚具产品应配套使用，同一结构或构件中应采用同一生产厂的产品，工作锚不得作为工具锚使用。夹片式锚具的限位板和工具锚宜采用与工作锚同一生产厂的配套产品。
金属波纹管宜采用镀锌钢带制作，壁厚不宜小于0.3mm。性能和质量应符合现行行业标准《预应力混凝土用金属波纹管》(JG 225)的规定。波纹管在搬运时应采用非金属绳捆扎，或采用专用框架装载，不得抛摔或在地面上拖拉。波纹管在存放时应远离热源及可能遭受各种腐蚀性气体、介质影响的地方，存放时间不宜超过6个月，在室外存放时不得直接堆于地面，应支垫并遮盖。
预应力张拉用的机具设备和仪表应符合下列规定：
张拉千斤顶的额定张拉力宜为所需张拉力的1.5倍，且不得小于1.2倍。与千斤顶配套使用的压力表应选用防振型产品，其最大读数应为张拉力的1.5~2.0倍，标定精度应不低于1.0级。张拉机具设备应与锚具产品配套使用，并应在使用前迸行校正、检验和标定。
张拉用的千斤顶与压力表应配套标定、配套使用，标定应在经国家授权的法定计量技术机构定期进行，标定时千斤顶活塞的运行方向应与实际张拉工作状态一致。当赴于下列情况之一时，应重新进行标定：
1) 使用时间超过6个月，
2) 张拉次数超过300次，
3) 使用过程中千斤顶或压力表出现异常情况，
4) 千斤顶检修或更换配件后。
本工程使用编号12498的YDC1500型液压千斤顶配编号576压力表线性回归方程为：

本工程使用编号12499的YDC1500型液压千斤顶配编号439压力表线性回归方程为：

检定日期： 08月27日，有效期至： 02月26日。
四、安装预应力管道
后张预应力混凝土结构或构件的孔道时，应符合下列规定：
1) 管道的规格、尺寸应符合设计规定。
2) 管道应按设计规定的坐标位置进行安装，并应采用定位钢筋固定，使其能牢固地置于模板内的设计位置，且在混凝土浇筑期间不产生位移。管道与普通钢筋重叠时，应移动普通钢筋，不得改变管道的设计坐标位置。固定各种成孔管道用的定位钢筋的间距，依设计要求为0.5m，位于曲线上的管道和扁平波纹管道应适当加密。定位后的管道应平顺，.其端部的中心线应与锚垫板相垂直。
3) 所有管道均应在每个顶点设排气孔及需要时在每个低点设排水孔。
4) 管道安装完毕后，其端口应采取可靠措施临时封堵，防止水或其它杂物进入。
5) 后张预应力管道安装的允许徧差应符合表4.5的规定。
表4.5后张预应力管道安装允许偏差
项目
允许偏差(mm)
管道坐标
梁长方向
30
梁高方向
10
管道间距
同排
10
上下层
10
五、安装预应力钢束
预应力钢束的安装应符合下列规定：
1) 预应力钢束穿束前应检查锚垫板和孔道，锚垫板的位置应准确，孔道内应畅通，无水和其它杂物。
2) 宜将一根钢束中的全部预应力筋编束后整体穿入孔道中，整体穿束时，束的前端宜设置穿束网套或特制的牵引头，应保持预应力钢束顺直，且仅应前后拖动，不得扭转。对钢绞线，可采用穿束机逐根将其穿入孔道内，但应保证其在孔道内不发生相互缠绕。
3) 在任何情况下，当在安装有预应力钢束的结构或构件附近进行电焊时，均应对全部预应力钢绞束、管道和附属结构进行保护，防止溅上焊渣或造成其它破坏。
4) 对在混凝土浇筑之前穿束的管道，预应力钢束安装完成后，应进行全面检查，查出可能破坏的管道。在混凝土浇筑前，应将管道上所有非有意留的孔、开口或损坏之处修复，并应在浇筑混凝土过程中随时检查预应力钢束能否在管道内自由移动。
六、安装锚具
锚具、夹具和连接器在安装前，应擦拭干净，安装时应符合下列规定：
锚具和连接器的安装位置应准确，且应与孔道对中。锚垫板上设置有对中止口时，应防止锚具偏出止口。安装夹片时，应使夹片的外露长度基本一致。
采用螺母锚固的支撑式锚具，安装时应逐个检查螺纹的配合情况，应保证在张拉和锚固过程中能顺利旋合拧紧。
七、施加预应力
1、施加预应力之前，施工现场的准备工作及结构或构件需达到的要求应符合下列规定：
1) 施工现场已具备经批准的张拉顺序、张拉程序和施工作业指导书，经培训掌握预应力施工知识和正确操作的施工人员.以及能保证操作人员和设备安全的防护措施。
2) 锚具安装正确，结构或构件混凝土已达到要求的强度：不小于85%设计混凝土强度等级和龄期不低于7d。
3) 预应力钢束的张拉顺序应符合设计规定：左N1→右N2→右N1→左N2。
2、对预应力钢束施加预应力时，应符合下列规定：
1) 千斤顶安装时，工具锚应与前端的工具锚对正，工具锚和工作锚之间的各根预应力钢束不得错位、扭绞。实施张拉时，千斤顶和预应力钢束、锚具的中心线应位于同一轴线上。
2) 预应力钢束的张拉顺序和张拉控制力应符合设计规定：锚下控制应力为。
3) 预应力钢束采用应力控制方法张拉时，应以伸长值进行校核。实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计规定，其偏差应控制在±6%以内，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。
预应力钢束的理论伸长值可按下式计算：

式中：
——预应力钢束的长度(mm)，
——预应力钢束的截面面积(mm²)，本工程取140mm²。
——预应力钢束的弹性模量(N/mm²)，本工程取1.95×105MPa。
——预应力钢束的平均张拉力(N)，直线预应力钢束取张拉端的拉力，两端张拉的曲线预应力钢束，计算方法如下：

式中:
——预应力钢束张拉端的张拉力（N），
——从张拉端至计算截面的孔道长度（m），
——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）。
——预应力钢筋与孔道壁的摩擦系数，本工程依图纸设计取0.25。
——孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，本工程依图纸设计取0.0015。
预应力钢束张拉时，应先调整到初应力，本工程初应力取，伸长值应从初应力时开始量测。预应力钢束的实际伸长值除量测的伸长值外，必须加上初应力以下的推算伸长值。对后张法构件，在张拉过程中产生的弹性压缩值一般可省略。预应力钢束张拉的实际伸长值(mm)，可按下式计算：

式中：
——从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值(mm)，
——初应力以下的推算伸长值(mm)，可采用相邻级的伸长值，本工程取至对应的伸长值。
4) 后张预应力筋的张拉程序应符合规范进行。
表7.2.4 后张预应力筋的张拉程序
锚具与预应力筋类别
张拉程序
夹片式等具自锚性锚具
钢铰线束、钢丝束
普通松驰预应力筋：0→初应力→1.03σcon(锚固)
低松弛预应力筋：0→初应力→σcon(持荷5min锚固)
其它锚具
钢铰线束、钢丝束
0→初应力→1.05σcon（持荷5min）→σcon(锚固)
0→初应力→1.05σcon（持荷5min）→0→σcon(锚固)
螺母锚固锚具
螺纹钢筋
0→初应力→σcon（持荷5min）→0→σcon(锚固)
注：1.表中σcon为张拉时的控制应力，包括预应力损失值。
2.两端同时张拉时，两端千斤顶升降压、画线、测伸长等工作应基本一致。
本工程采用低松弛预应力筋：0→初应力→σcon(持荷5min锚固)。
5) 后张预应力筋断丝和滑移的数量不得超过下表的控制数。
表7.2.5后张预应力筋断丝、滑移限制
类别
检查项目
控制数
钢丝束和钢铰线束
每束钢丝断丝或滑丝
1根
每束钢绞线断丝或滑丝
1丝
每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的
1%
螺纹钢筋
断筋或滑移
不容许
注：1.钢绞线断丝系指单根钢绞线内钢丝的断丝。
2.超过表列控制数时，原则上应更换，当不能更换时，在许可的条件下，可采取补救措施，如提高其它束预应力值，但须满足设计上各阶段极限状态的要求。
6) 预应力钢束在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。对夹片式锚具，锚固后夹片顶面应平齐，其互相间的错位不宜大于2mm，且露出锚具外的高度不应大于4mm。锚固完毕并经检验确认合格后方可切割端头多余的预应力钢束，切割时应采用砂轮锯，严禁采用电弧进行切割，同时不得损伤锚具。切割后预应力钢束的外露长度不应小于30mm，且不应小于1.5倍预应力钢束直径。锚具应采用封端混凝土保护，当需长期外露时，应采取防止锈蚀的措施。
7) 预应力钢束的锚固，应在张拉控制应力处于稳定状态下进行。锚固阶段张拉端锚具变形、预应力钢束的内缩量和接缝压缩值，应不大于设计规定6mm或不大于表所列容许值。
表7.2.7 锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩容许值
锚具、接缝类型
变形型式
容许值（mm）
钢制锥形锚具
预应力筋回缩、锚具变形
6
夹片式锚具
有顶压时
预应力筋回缩、锚具变形
4
无顶压时
6
镦头锚具
缝隙压密
1
粗钢筋锚具(用于螺纹钢筋)
预应力筋回缩、锚具变形
1
每块后加垫板的缝隙
缝隙压密
1
水泥砂浆接缝
缝隙压密
1
环氧树脂砂浆接缝
缝隙压密
1
8) 在预应力钢束张拉、锚固过程中及锚固完成后，均不得大力敲击或振动锚具。预应力钢束锚固后需要放松时，对夹片式锚具宜采用专门的放松装置松开，对支撑式锚具可采用张拉设备缓慢地松开。预应力钢束在实施张拉或放张作业时，用采取有效的安全防护措施，预应力钢束两端的正面严禁站人和穿越。
9) 预应力钢束张拉、锚固与放松时，均应填写施工记录。
八、后张孔道压浆及封锚
预应力钢束张拉锚固后，孔道应尽早压浆，且应在48h内完成，否则应采取避免预应力钢束锈蚀的措施。
1) 孔道压浆前的准备工作应符合下列规定：
压浆材料采用C50水泥浆，各种材料的称置（均以质量计、应精确到±1%。经试配的浆液其各项性能指标均应满足要求后方可用于正式压浆。
应对孔道进行清洁处理并对压浆设备进行清洗，清洗后的设备内不应有残渣和积水。
2) 浆液自拌制完成至压入孔道的延续时间不宜超过40min，且在使用前和压注过程中应连续搅拌，对因延迟使用所致流动度降低的水泥浆，不得经过额外加水增加其流动度。
3) 压浆时，对曲线孔道和竖向孔道应从最低点的压浆孔压入，对结构或构件中以上下分层设置的孔道，应按先下层后上层的顺序进行压浆。同一管道的压浆应连续进行，一次完成。压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断，并应将所有最高点的排气孔依次一一打开和关闭，使孔道内排气通畅。
4) 对水平或曲线孔道，压浆的压力宜为0.5~0.7Mpa，对超长孔道，最大压力不宜超过1.0Mpa，对竖向孔道，压浆的压力宜为0.3~0.4Mpa。压浆的充盈度应达到孔道另一端饱满且排气孔排出与规定流动度相同的水泥浆为止，关闭出浆口后，宜保持一个不小于0.5Mpa的稳压期，该稳压期的保持时间宜为3~5min。
5) 压浆过程中及压浆后48h内，结构或构件混凝土的温度及环境温度不得低于5℃，否则应采取保温措施，并应按冬季施工的要求处理，浆液中可适量掺用引气剂，但不得掺用防冻剂。当环境温度高于35℃时，压浆宜在夜间进行。
6) 压浆后应经过检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实，应及时补压浆处理。
7) 压浆完成后，应及时对锚固端按设计要求进行封闭保护或防腐处理，需要封锚的锚具，应在压浆完成后对梁端混凝土凿毛并将其周围冲洗干净，设置钢筋网浇筑封锚混凝土，封锚应采用与结构或构件同强度的混凝土并应严格控制封锚的梁体长度。长期外露的锚具，应采取防锈措施。
8) 对后张预制构件，在孔道压浆前不得安装就位，压浆后，应在浆液强度达到规定的强度后方可移运和吊装。
9) 孔道压浆应填写施工记录。记录项目应包括:压浆材料、配合比、压浆日期、搅拌时间、出机初始流动度、浆液温度、环境温度、稳压压力及时间，采用真空辅助压浆工艺时尚应包括真空度。

一块中板预应力钢束张拉计算表
编号
弹性模量(MPa)
κ值
μ值
公称直径
d(mm)
数量
公称截面积
Ap(mm²)
抗拉强度标准值
fpk(Mpa)
锚下控制应力
0.75fpk(Mpa)
张拉端张拉力(KN)
N1
195000
0.0015
0.25
15.2
3
140
1860
1395
585.9
N2
195000
0.0015
0.25
15.2
3
140
1860
1395
585.9

编号
线段
线型
x(m)
曲线段切线夹角和θ(º)
κx+μθ
线段起点张拉力Pq(KN)
线段终点张拉力Pz(KN)
线段平均张拉力Pp(KN)
σcon半跨理论伸长值ΔL(mm)
N1
1
工作段直线
0.600

585.9
585.9
585.9
4.
2
直线段
1.840
0.00
0.00276
585.9
584.2851455
585.092
13.14492858
3
曲线段
0.524
3.00
0.
584.2851455
576.2336133
580.2500692
3.
4
直线段
3.939
0.00
0.0059085
576.2336133
572.8389755
574.534623
27.63237949

半跨合计
48.78208262
N2
1
工作段直线
0.600

585.9
585.9
585.9
4.
2
直线段
1.850
0.00
0.002775
585.9
584.2763813
585.0878152
13.21626933
3
曲线段
1.222
7.00
0.
584.2763813
565.6626437
574.9192931
8.
4
直线段
3.245
0.00
0.0048675
565.6626437
562.9159709
564.2881932
22.35793879

半跨合计
48.44467669

实际伸长值ΔL(mm)，按下式计算：
ΔLs=L2+L3-2L1

编号
张拉阶段
0.1σcon
0.2σcon
σcon

N1
锚下控制应力(Mpa)
139.5
279
1395

张拉端张拉力(KN)
58.59
117.18
585.9

12498#千斤顶配576#油表读数(Mpa)
1.
3.89859947
20.68776775

12499#千斤顶配439#油表读数(Mpa)
1.
4.
20.84303421

半跨一端理论伸长值(mm)
4.
9.
48.78208262

半跨一端实测伸长值(mm)
L1
L2
L3

编号
张拉阶段
0.1σcon
0.2σcon
σcon

N2
锚下控制应力(Mpa)
139.5
279
1395

张拉端张拉力(KN)
58.59
117.18
585.9

12498#千斤顶配576#油表读数(Mpa)
1.
3.89859947
20.68776775

12499#千斤顶配439#油表读数(Mpa)
1.
4.
20.84303421

半跨一端理论伸长值(mm)
4.
9.
48.44467669

半跨一端实测伸长值(mm)
L1
L2
L3

一块边板预应力钢束张拉计算表
编号
弹性模量(MPa)
κ值
μ值
公称直径
d(mm)
数量
公称截面积
Ap(mm²)
抗拉强度标准值
fpk(Mpa)
锚下控制应力
0.75fpk(Mpa)
张拉端张拉力(KN)
N1
195000
0.0015
0.25
15.2
4
140
1860
1395
781.2
N2
195000
0.0015
0.25
15.2
3
140
1860
1395
585.9

编号
线段
线型
x(m)
曲线段切线夹角和θ(º)
κx+μθ
线段起点张拉力Pq(KN)
线段终点张拉力Pz(KN)
线段平均张拉力Pp(KN)
σcon半跨理论伸ΔL长值(mm)
N1
1
工作段直线
0.600

781.2
781.2
781.2
4.
2
直线段
1.840
0.00
0.00276
781.2
779.0468607
780.1229351
13.14492858
3
曲线段
0.524
3.00
0.
779.0468607
768.3114844
773.666759
3.
4
直线段
3.939
0.00
0.0059085
768.3114844
763.7853007
766.046164
27.63237949

半跨合计
48.78208262
N2
1
工作段直线
0.600

585.9
585.9
585.9
4.
2
直线段
1.850
0.00
0.002775
585.9
584.2763813
585.0878152
13.21626933
3
曲线段
1.222
7.00
0.
584.2763813
565.6626437
574.9192931
8.
4
直线段
3.245
0.00
0.0048675
565.6626437
562.9159709
564.2881932
22.35793879

半跨合计
48.44467669

实际伸长值ΔL(mm)，按下式计算：
ΔLs=L2+L3-2L1

编号
张拉阶段
0.1σcon
0.2σcon
σcon

N1
锚下控制应力(Mpa)
139.5
279
1395

张拉端张拉力(KN)
78.12
156.24
781.2

12498#千斤顶配576#油表读数(Mpa)
2.
5.
27.68325453

12499#千斤顶配439#油表读数(Mpa)
2.
5.
27.83927279

半跨一端理论伸长值(mm)
4.
9.
48.78208262

半跨一端实测伸长值(mm)
L1
L2
L3

编号
张拉阶段
0.1σcon
0.2σcon
σcon

N2
锚下控制应力(Mpa)
139.5
279
1395

张拉端张拉力(KN)
58.59
117.18
585.9

12498#千斤顶配576#油表读数(Mpa)
1.
3.89859947
20.68776775

12499#千斤顶配439#油表读数(Mpa)
1.
4.
20.84303421

半跨一端理论伸长值(mm)
4.
9.
48.44467669

半跨一端实测伸长值(mm)
L1
L2
L3