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后张法预应力张拉工艺细则

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批准:

中交第四航务工程局有限公司公主岭制梁场

10月
目 录
一、 工艺概述 1
1、 概述 1
2、 适用范围 1
二、 作业内容 1
三、 质量标准及验收方法 1
四、 后张法箱梁预应力张拉工艺及质量控制流程图 2
五、 工艺及质量控制流程 3
( 一) 张拉操作步骤 3
( 二) 工艺步序说明 3
1．预应力材料进场检验与保管 3
2．钢绞线下料与编束 5
3．预应力筋穿束 7
4.安装锚具及夹片 7
5．千斤顶的定位 7
6．预应力张拉 8
六．施工安全与环境保护 13

一、 工艺概述
1、 概述
为确保铁路客运专线32m/24m标准箱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, 特编写本工艺细则。
2、 适用范围
适用于新建铁路哈尔滨至大连客运专线中交第四航务工程局有限公司公主岭制梁场32m/24m整孔标准箱梁预制的后张法预应力张拉施工。
本细则经审核批准生效后, 用于指导本梁场箱梁预应力张拉工程施工。在施工过程中如有修改经审核生效后按修改后执行。
二、 作业内容
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)
三、 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。

四、 后张法箱梁预应力张拉工艺及质量控制流程图
开 始

预应力筋检验
张拉施工方案设计

锚具夹具检验
张拉设备校验

松弛试验
孔道摩阻试验

张拉工艺试验

张拉工艺检验
合格 不合格

梁体混凝土灌注后养护

达到预张拉条件
是 否

是
拆除端模,拆除或松开内外模

预张拉

存梁台座上养护

达到初张拉条件

否

是
初张拉

继续养护

封端
达到终张拉条件
否

结束
是
终张拉

五、 工艺及质量控制流程
( 一) 张拉操作步骤
1．预张拉、 初张拉操作步骤
0——初应力( 作伸长值标记) ——早期张拉控制应力( 测伸长值, 校核伸长值, 持荷3min) ——回油锚固( 测回缩量及夹片外露量) 。
2．终张拉操作步骤
( 1) 经初张拉后的钢束张拉程序为:
0——拉松夹片到早期张拉控制应力( 作伸长值标记) ——控制应力( 测伸长值, 校核伸长值, 持荷5min) ——回油锚固( 测回缩量及夹片外露量) 。
( 2) 未经初张拉后的钢筋束张拉程序为:
0——初应力( 作伸长值标记) ——控制应力( 测伸长值, 校核伸长值, 持荷5min) ——回油锚固( 测回缩量及夹片外露量) 。
3．放张拉操作步骤
终张拉控制应力( 伸长量到终张拉的伸长值) ——超张拉控制应力( 作伸长值标记) ——缓慢回油( 一边回油一边观察夹片, 发现夹片松弛立即用细铁钩钩出夹片) 。
( 二) 工艺步序说明
1．预应力材料进场检验与保管
钢绞线进场时应有出厂合格证和检验报告, 每盘标牌齐全, 包装完好。钢绞线进场后按供货批号分组堆放在预制场旁边下, 堆放时搁置在枕木支垫上, 离地高度不小于200mm,上面覆盖防雨布。
钢绞线卸货时应逐卷登记的卷号, 再查看检验报告是否齐全。钢绞线堆放后应按照《预应力混凝土用》( GB/T5224—95) 的规定尽快取样送检。按照同一牌号、 同一规格、 同一生产工艺的以60吨为一批, 从每批钢绞线中任取三盘, 从每盘端部正常部位取一根试样进行表面质量、 直径偏差、 捻距和力学性能检验。
钢绞线的表面质量要求: ①成品钢钢绞线的表面不得带有润滑剂、 油污等, 表面允许有轻微的浮锈; ②的伸直性, 取弦长为1米的, 其弦与弧的最大自然矢高不大于25mm。
钢绞线的尺寸及允许偏差见下表。
钢绞线的尺寸及允许偏差表
型号
公称直径
直径允许偏差
公称截面积
每1000米的理论重量
中心钢丝直径加大不小于( %)
φj15.24
15.24mm
+0.4mm
140mm2
1109kg
2
钢绞线的的力学力学性能指标见下表。
钢绞线的的力学性能指标表
进行上述试验时, 如果有一项不合格, 则不合格盘报废, 在从未试验过的中取双倍数量的试样进行该不合格项的复检, 如仍有一项不合格则该批报废。
锚板和工作夹片应达到《预应力筋用锚具、 夹具、 连接器》( GB/T14370—93) 的要求。锚具和夹片应有出厂合格证, 在同种材料和同一生产工艺条件下, 锚具和夹片以不超过1000套为一批, 进场时按下列规定验收:
( 1) 、 外观检查:
从每批中抽取10%但不少于10套锚具检查其外观和尺寸, 如有一套表面有裂纹或超过产品规定尺寸的允许偏差, 则应另取双倍数量的锚具重新进行检查; 如仍有一套不符合要求, 则不得使用或逐套检查, 合格者方可使用。
( 2) 、 硬度检查:
从每批中抽取5%但不少于5套锚具, 对其中有硬度要求的零件做硬度试验( 多孔夹片式锚具的夹片, 每套至少抽取5片) 。每个零件测试三点, 其硬度应在设计要求的范围内。如有一个零件不合格, 则不得使用或逐个检查, 合格者方可使用。
( 3) 、 静载锚固性能试验:
经过上述两项检验合格后, 应从同批中抽取锚具和夹片, 组成3个预应力筋锚具组装件进行静载锚固性能试验。如有一个试件不符合要求, 则应另取双倍数量的锚具和夹具重做试验, 如仍有一个试件不符合要求, 则该批锚具和夹片为不合格品。
2．钢绞线下料与编束
下料时要进行料场清理, 使料场无积水、 脏物以免污染钢绞线, 有被污染的钢绞线要将污手清扫干净。
钢绞线一定要先按要求的下料长度, 在下料场做出明显下料长度标记, 下料时要用轮片式砂轮机断料, 严禁采用电焊或风割断料。
钢绞线的下料长度按下式计算, 并经过试用后进行修正:
L=L1+( 2L2+2L3+2L4) ×2
式中: L—钢绞线下料长度(mm);
L1—管道长度(mm);
L2—锚板厚度;
L3—千斤顶工作长度( 油顶高度+限位板的有效高度) ;
L4—长度富余量, 取100mm。
按每束规定根数和长度, 用22号铁线编扎, 两头距端头5～10cm处用两根铁线绑扎。其余每隔1.5m绑扎一道, 使编扎成束顺直不扭转。成束后, 将钢绞线用人工抬移至堆放地点, 以直线状态按梁跨分类存放于垫木上。搬运时, 各支点距离不得大于3m, 端悬长度不得大于1.5m。钢绞线运送时采用工工或机械抬运, 在运送钢束与穿孔过程中不允许钢绞线与地面直接接触, 以免污染钢绞线。
由于是成卷供应的, 且盘重大, 盘卷小, 弹力大, 为了防止在下料过程中紊乱并弹出伤人, 应先用槽钢焊成一个简易的铁架子, 下料时将装在铁架内, 用砂轮机割断包装的钢带, 再从盘卷中央逐步抽出。
在堆场旁边下料。地面必须整平并铺上帆布、 彩条布或方木, 不得使直接接触土地以免生锈, 也不得在混凝土地面上生拉硬拽, 以免磨伤。在离出口2米的地方固定砂轮机, 再从砂轮片处往前量出下料的长度并做出标记, 而且预留工作长度。下料时经过砂轮机拉到标记处用砂轮机切断, 并在每端离切口30mm～50mm处用铁丝绑扎, 不得使用电弧割断。下料的长度误差应控制在－10～+100mm以内。
3．预应力筋穿束
穿束前将锚垫板孔口及喇叭管内的混凝土浆碴清除干净。穿索时采用15KN卷扬机进行穿束作业。将卷扬机钢丝绳套在钢绞线束前端, 人工将钢绞线端头抬高并放入管道口内, 开动卷扬机, 使钢束缓缓进入孔道内, 避免钢束扭曲, 如发生个别钢绞线顶弯, 将其更换后再穿束。钢绞线束顺直, 不得有死弯, 不得沾有油渍。钢绞线伸出梁体两端长度相同。
4.安装锚具及夹片
锚具安装前先进行清孔、 吹孔, 使孔内清洁无杂物, 而且量一下两端头悬出的钢束长度是否一样长, 坚决避免出现一头长一头短和同束钢绞线长短差别过大的情况。然后再安装锚杯, 锚杯一定要安装在锚板的限位槽内, 并用套筒将夹片打紧, 使锚杯不脱离限位槽为原则。
5．千斤顶的定位
采用三角支架或特制的吊装支架配合手拉葫芦吊装千斤顶, 人工定位。千斤顶定位时, 要使千斤顶轴线、 锚杯轴线、 传力筒以及预留孔道四轴线同心, 张拉开始后当千斤顶开始受力后将吊千斤顶的吊链放松。然后检查千斤顶活塞顶部是否全部套进锚垫板定位凹槽内, 必须确保千斤顶顶部全部套在锚垫板凹槽内。
6．预应力张拉
预应力张拉采用两端张拉, 并左右对称进行, 最大不平衡束不应超过1根。预应力张拉采用双控措施, 张拉过程应保持两端的伸长量基本一致。
预应力张拉应按预张拉、 初张拉和终张拉三个阶段进行。预制梁张拉时, 内模应松开, 不应对梁体压缩造成阻碍。终张拉应在梁体混凝土强度及弹模达到设计值后、 龄期不少于10天时进行。
预应力张拉条件为:
预张拉: 为防止梁体混凝土开裂, 当梁体混凝土强度达到设计强度等级标准值的60％时, 松开内模, 对梁体进行预张拉。张拉数量、 位置及张拉值符合设计要求。
初张拉: 当梁体混凝土强度达到设计强度等级标准值的80％并拆除模板后, 方可进行初张拉。初张拉后梁体方可吊离台座。张拉数量、 位置及张拉值符合设计要求。
终张拉: 张拉前实施混凝土强度、 弹性模量、 混凝土龄期”三控”: 即张拉前梁体混凝土强度及弹性模量均达到设计要求,且龄期不少于10d。箱梁终张拉的混凝土强度达到设计强度的100%后方可进行。张拉中实施张拉应力、 应变、 时间”三控”: 即张拉时以油压表读数为主、 以钢绞线的伸长值作校核, 在σK作用下持荷5min。
预制梁试生产期间, 至少对两孔梁体进行各种预应力瞬时损失测试, 确定预应力的实际损失, 必要时请设计方对张拉控制应力进行调整。正常生产后每100孔进行一次损失测试。需测试的各项瞬时损失有: 管道摩阻、 锚口摩阻、 锚垫板喇叭口摩阻、 锚具回缩损失等。
梁体纵向钢绞线束张拉程序:
预张拉: 0→初应力0.1σk(作伸长值标记)→张拉至预张拉设计要求的控制应力(测伸长值)→回油、 锚固(测量总回缩量)。
初张拉: 0→预张拉控制应力(作伸长值标记)→张拉至初张拉设计要求的控制应力(测伸长值)→回油、 锚固(测量总回缩量)。
终张拉: 0→初张拉控制应力(作伸长值标记)→1.0σk( 测伸长值、 持荷5min) →回油、 锚固(测量总回缩量、 测夹片外露量)。
当钢绞线没有经过预张拉而直接进行初张拉时的张拉程序:
初张拉: 0→初应力0.1σk(作伸长值标记)→张拉至初张拉设计要求的控制应力(测伸长值)→回油、 锚固(测量总回缩量)。
梁体纵向钢绞线束张拉操作工艺:
张拉前先按照施工规范计算出每束钢绞线锚下总的伸长量和两端工作长度部分的伸长量, 以锚下伸长量和工作长度部分的伸长量之和作为理论伸长量, 用理论伸长量来复核实际伸长量是否满足规范要求。
设锚下伸长量为L1, 两端工作长度之和为L2, 工作长度的总伸长量按下式计算:
L2=NL2/(EA)
上式中: L2 ——工作长度的总伸长量;
N —— 的张拉吨位;
L2 —— 两端工作长度之和, 千斤顶安装后量锚垫板到工具夹片的长度;
E、 A —— 的公称弹性模量和截面积, E=1.95×105Mpa,
A=140mm2。
由于上面两式计算时采用的弹性模量和截面积为的公称弹性模量和截面积, 因此伸长量尚应按的实际弹性模量和截面积进行修正, 修正系数η按下式计算:
η=EA/( EpAp)
Ep、 Ap为的实际弹性模量和截面积, 其值由的卷号查试验报告得到。
修正后的理论伸长量为: L=η( L1+L2)
梁体钢绞线束张拉按照设计规定的张拉顺序, 采取两端同步张拉, 并左右对称进行, 最大不平衡束不得超过1束。
安放锚板, 把夹片装入锚板, 再将短钢管套在钢绞线上, 沿着钢绞线把夹片敲击整齐,然后装入限位板。
安装千斤顶, 使之与孔道中心对位。安装工具锚, 夹紧钢绞线, 务必使钢绞线顺直无扭结。
千斤顶缓慢进油至初始油压, 在此过程中要拨正千斤顶, 使千斤顶与锚具对中, 管道、 锚具、 千斤顶三者同心。
张拉时用4台穿心式千斤顶在两端同时张拉, 在张拉的过程中两端千斤顶的拉力和伸长量不能相差太大。先拉到10%的张拉吨位, 量两端的伸长量l1、 l1´并记录下来, 继续张拉到50%的张拉吨位并量出两端的伸长量l2、 l2´, 然后按下式计算伸长量是否符合要求。

如果不满足上式的要求则应查清楚原因再张拉, 满足要求后继续张拉到100%的张拉吨位并量出两端的伸长量l3、 l3´,然后按下式计算伸长量是否符合要求。

如不符合要求则应查清楚原因。如果符合要求则持荷5分钟后锚固, 当压力表的读数为零时量两端的伸长量l4、 l4´, 然后按下式复核回缩量是否符合要求。
l3－l4－L2／2≤6
l3´－l4´－L2／2≤6
如果回缩量符合上面两式的要求则可进入下一条张拉, 如不符合要求则应重新张拉。
千斤顶回油, 测钢束总回缩量和测夹片外露量有无超标。否则, 查明原因后重新张拉。
量伸长量时不直接量千斤顶油缸的长度, 而是在工具夹片后面的钢绞线上做一个固定标记, 用钢尺量梁端面上一点到固定标记的长度, 在同一束的张拉过程中, 用于量伸长量的梁端面上的点和钢绞线上的固定标记应为同一个点。
复核50%张拉力时的伸长量, 主要是为了能够及早发现张拉中出现的问题, 查明原因并处理, 保证张拉到100%时伸长率能满足规范要求。
在整个张拉过程中, 要认真检查有无滑丝、 断丝现象。滑丝、 断丝现象如果发生在锚固前,立即停止张拉,处理后再重拉。如果发生在锚固后, 可用千斤顶把钢绞线在一端放松后更换钢绞线重新张拉。
终张拉完成后, 在锚圈口处的钢束做上记号, 24h后检查确认无滑丝、 断丝现象方可割束, 切断处距夹片尾3～4cm。钢束切割采用砂轮角磨机作业, 严禁使用氧焰切割。
张拉完毕, 填写张拉记录, 有关人员签字, 原始记录不得任意涂改, 并及时将记录交技术部门。
预应力张拉质量要求
每片梁断丝及滑丝数量不得超过预应力钢绞线总丝数的0.5%, 并不得位于梁体的同一侧, 且一束内断丝不得超过一丝。否则, 放松换束或更换锚具。
因处理滑丝断丝而引起钢束重复张拉时, 同一束钢绞线束次数不得超过3次, 若钢绞线与锚具因滑丝而留有明显刻痕时, 应予更换。
锚固后夹片外露量不小于3mm, 且平齐, 夹片不得错牙。并在夹片与锚圈、 夹片与钢绞线啮合处划线标记, 24h后检查有无夹片跟进或钢绞线内缩。
钢绞线回缩量控制在6mm以内。
纵向预应力终张拉结束时, 在存梁台座上当即实测梁体弹性上拱。在扣除存梁支点悬臂重量产生的影响后, 实测上拱值不宜大于1.05倍的设计值。
张拉期间应采取措施避免锚具、 预应力筋受雨水、 养护水浇淋, 防止锚具及预应力筋出现锈蚀。
六．施工安全与环境保护
1．安装锚具时, 必须清理干净锚具上的包装纸以及不得人为的带有杂物, 以免妨碍锚具的正常工作。
2．高压油泵应经耐压试验合格。油泵上的安全阀应调到最大工作油压下能自动打开。
3．油表安装必须满扣, 高压油管各接头必须紧密, 油路畅通, 在最大工作油压下, 保持5min以上, 不得漏油, 否则应修理或更换。
4．电路系统检修不准带电操作, 油路系统检修不准带压操作。
5．张拉过程中, 两端油泵司机应统一送油或回油。工作完毕应打开油阀, 切断电源, 非油泵司机禁止操作油泵。
6．千斤顶不得超过最大拉力和最大行程。
7．张拉过程中, 特别是在高压下, 千斤顶后方不准站人, 油管不准踩踏攀扶。
8．设备运转声音异常时, 应及时检查修理。
9．张拉油泵操作时, 油泵司机应全神贯注, 不准与外人交谈, 更不准在油泵工作时离开或兼顾其它工作。
10．张拉过程中, 位于高处的张拉束操作人员不得踩在钢绞线上作业, 应自行搭好作业平台。
11．张拉区域设置明显的安全标志, 禁止非工作人员进入。、 参加张拉人员穿戴好劳动防护用品, 特别要戴好防护眼镜, 以防高压油泵破裂喷油伤眼。
12．张拉时, 构件两端不准站人, 操作人员站在侧面, 两端设置防护栏( 罩) 高压油泵放在离构件端部左右侧。
13．张拉时如遇临时停电, 要立即拉闸断电, 以防突然来电发生危险。
14．每班清点整理器具、 材料、 机械, 收集废弃物, 保持场地整洁。完工后, 恢复场地。