后张法预应力简支箱梁预应力作业指导书.docx
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后张法预应力简支箱梁预应力作业指导书
后张法预应力整孔双线简支箱梁预应力作业指导书
1目的
编制箱梁预应力施工作业指导书的目的就是为了更好的指导施工生产,使现场作业人员能够规范施工、标准化施工。
2编制依据
《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》
《无砟轨道后张法预应力混凝土双线简支箱梁系列图纸第
、
册》
《施工图设计文件》
3适用范围
本作业指导书适用于宁杭客运专线DK125+560~DK147+179段范围内24m、32m后张法预应力箱梁施工。
4预应力材料
4.1预应力钢绞线技术性能应符合国家现行《预应力砼用钢绞线》(GB/T5224)的规定并满足设计要求;
4.2钢绞线有出厂合格证,进场先进行外观质量检查。
外观质量合格后,再按铁道部现行砼与砌体工程施工标准的要求检验其力学性能。
钢绞线的弹性模量试验按每批号进行。
4.3每批钢绞线由同一批号、同一强度的钢绞线组成。
4.4锚具、夹具和连接器应符合国家现行《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T14370)的有关规定并经检验合格后方可使用。
5预应力设备选用及校正
5.1张拉千斤顶在整拉整放工艺中,单束初调及张拉宜采用穿心式双作用千斤顶。
整体张拉和整体放张宜采用自锁式千斤顶,额定张拉吨位宜为张拉力的1.5倍,且不得少于1.2倍,张拉千斤顶前必须经过校正,校正系数不得大于1.05。
校正有效期为一个月且不超过200次张拉作业,拆修更换配件的张拉千斤顶必须重新校正。
5.2压力表应选用防震型,表面最大读数应为张拉力的1.5至2.0倍,精度不低于1.0级,校正期有效期为一周。
5.3压力表应与张拉千斤顶配套使用。
预应力设备应建立台帐及卡片并定期检查。
6工艺流程
7施工工艺
7.1制孔、锚垫板安装
预应力孔道位置及材质应符合设计要求,并满足灌浆工艺的要求。
制孔管应管壁严密不易变形,确保其定位准确,管节连接应平顺。
采用橡胶抽拔棒制孔时,胶棒外径应符合设计要求,其承受工作拉力不得小于5kN,其弹性恢复性能较好,极限抗拉力不得小于7.5kN。
孔道张拉端的预埋锚垫板应垂直于孔道中心线,并对孔道端部开口进行密封,以防水和杂物进入。
其锚垫板上的灌浆(排气)孔必须用海绵或者棉纱堵塞密实,防止浆体流入无法灌浆(排气)。
7.2编索
7.2.1下料
锚索制作场地必须干净,无泥浆及油污,钢绞线采用无齿砂轮锯平放切割。
切断后平放地面上,采取措施防止钢铰线散头。
钢绞线严格按照设计尺寸下料,下料长度必须准确。
下料长度计算如下:
公式:
L=L0+2L1+2L2
式中:
L0——固定端(或张拉端)至张拉端垫板之间至直线或曲线长度(mm)
L1——锚具长度(mm)
L2——张拉工作长度(mm)其中包括工作锚、工作夹片、限位板、千斤顶、工具锚、工具夹片及工具夹片以外的有效工作长度
7.2.2、绑扎、标识
钢绞线下料完成后,按照设计根数、长度将钢绞线逐根理顺,每隔1.5m用铁丝绑扎编束,同束钢绞线应顺畅、无扭结、无交叉。
绑扎完成后应对索体进行防雨、防油污侵蚀保护,并在索体上作出标识,以便与梁内相应的孔号对应,避免混淆。
7.3穿束
7.3.1抽橡胶抽拔棒
当梁体砼强度达到4~8MPa时,将橡胶抽拔棒采用人工或机械匀速抽出(最好在下索前抽出,防止抽出过早孔内进入杂物或者雨水),抽出后检查孔道是否通畅,如有堵塞等情况立即处理。
并将锚垫板上粘附的砂浆等杂物清理干净。
7.3.2运索
运索可采用人工或者机械运索,钢绞线在运输过程中,要防止出现死弯,其最小弯曲半径不得小于1m。
7.3.3穿索
穿束可采用人工穿索机械辅助牵引,下索时,先将索体入孔道端用胶带包裹严实,以防挂坏孔壁,致使钢绞线无法穿入。
穿束时拖拉方向和钢束穿入方向应与锚垫板垂直。
穿束完成后应用专用塑料布把外露钢绞线及锚具包裹好,避免其受雨水或养护用水淋浇,引起锈蚀。
7.4预应力筋张拉
7.4.1锚具的安装及准备工作
(1)将锚垫板内的混凝土清理干净,掏出灌浆(排气)孔内堵塞的海绵或者棉纱,检查锚垫板的注浆(排气)孔是否堵塞。
(2)清除钢绞线上的浮锈、泥浆。
(3)安装工作锚板,锚板应与锚垫板止口对正放入。
(4)在工作锚板每个锥孔内装上工作夹片,夹片安装后要齐平,必要时用专用工具轻敲,但不得重敲把夹片损坏。
7.4.2千斤顶的定位安装
(1)在工作锚上套上配套的限位板。
(2)装上张拉千斤顶,使之与高压油泵相连接。
(3)装上可重复使用且与限位板等配套使用的工具锚板。
(4)装上工具夹片(夹片表面涂上退锚灵),并将工具夹片打实、压平。
7.4.3预应力张拉程序
当梁体混凝土强度达到设计强度的80%(再加上3.5Mpa)且弹性模量达到设计要求后,即可进行早期部分张拉。
在梁体混凝土强度达到设计强度的100%(再加上3.5Mpa)且弹性模量达100%时,混凝土龄期满足10d方能进行终张拉。
张拉时的强度要求以现场同条件养护混凝土试块的试压报告为准。
在进行第一孔梁张拉时需要对管道摩阻损失、锚圈摩阻损失进行测量。
根据测量结果对张拉控制应力作适当调整,确保有效应力值。
箱梁两侧腹板宜对称张拉,其不平衡束最大不超过一束,张拉同束钢绞线应由两端对称同步进行,且按设计规定的编号及张拉顺序张拉。
张拉时分级加载,按照10%σk→20%σk→100%σk→0对应的张拉力分别量测伸长值。
张拉控制采用张拉应力和伸长值双控,以张拉应力控制为主,以伸长值进行校核。
当实际伸长值与理论伸长值差超过6%时,应停止张拉,等查明原因并采取措施后再进行施工。
张拉程序为:
0→10%σk→100%σk(持荷5min)→补拉100%σk(测量长度)→锚固
σk为张拉时的控制应力(包括预应力损失在内),其值根据设计图纸要求而定,初应力取σk的10%。
7.4.4预应力理论和实际伸长量的计算
(1)预应力理论伸长值的计算
后张法预应力筋理论伸长值及预应力筋平均张拉力的计算公式如下:
公式:
△L=PP×L/(AP×EP)
(1)
PP=P×〔1-e-(kx+μθ)〕/(KL+μθ)
(2)
式中:
△L----预应力筋理论伸长值,mm
L----预应力筋的长度,mm
PP----预应力筋的平均张拉力,N
X----从张拉端至计算截面孔道长度,m
AP----预应力筋截面面积,mm2
EP----预应力筋的弹性模量,Mpa,
P----预应力筋张拉端的张拉力,N
θ----从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和,rad
k----孔道每米局部偏差对磨擦的影响系数,取0.0015
μ----预应力筋与孔道壁的磨擦系数,对塑料波纹管取0.14~0.17。
(2)实际伸长量的量测及计算方法
预应力筋张拉前,应先调整到初应力σ0(一般可取控制应力的10%~15%),伸长量应从初应力时开始量测。
实际伸长值除张拉时量测的伸长值外,还应加上初应力时的推算伸长量,对于后张法混凝土结构在张拉过程中产生的弹性压缩量一般可省略。
实际伸长值的量测采用量测千斤顶油缸行程数值的方法。
在初始应力下,量测油缸外露长度,在相应分级的荷载下量测相应油缸外露长度。
实际伸长值△L的计算公式如下:
公式:
L=B+C-2A
式中:
A—0~10%σk应力下的千斤顶的实际引伸量
B—10%σk~20%σk应力下的千斤顶的实际引伸量
C—20%σk~100%σk应力下的千斤顶的实际引伸量
7.4.5预应力张拉其它要求
张拉钢绞线之前,对梁体作全面检查,如有缺陷须修补完好且达到设计强度,并将承压垫板及锚下管道扩大部分的残余灰浆铲除干净,否则不得进行张拉。
多余钢绞线使用切割器在距锚具30mm以外的位置切割,严禁采用氧气乙炔火焰进行切割。
张拉锚固后应及时灌浆,一般在应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,保证锚固装置及钢绞线不被锈蚀。
高压油表须经校验合格后方允许使用。
校验有效期不得超过一周。
千斤顶必须经过校验合格后使用。
校正期限不得超过一个月。
高压油泵有不正常情况时,应立即停止作业并进行检查,严禁在千斤顶工作时,拆卸液压系统的部件和敲打千斤顶。
张拉钢绞线时,必须两边同时给千斤顶主油缸徐徐充油张拉,两端伸长基本保持一致,严禁一端张拉。
张拉时应有专人负责,并及时填写张拉记录。
张拉完毕,卸下千斤顶及工具锚后,要检查工具锚处每根钢铰线的刻痕是否平齐,若不平齐说明有滑束现象,如遇有这种情况要对滑束进行补拉,使其达到控制应力。
全梁断丝,滑丝总数不得超过该断面钢丝总数的0.5%,且一束内断丝不得超过一丝,也不得在同一侧。
7.5真空注浆
7.5.1施工工艺
真空灌浆是后张预应力混凝土结构施工中的一项新技术,其原理是在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空,使之产生-0.06~-0.1MPa左右的真空度,然后用灌浆泵将优化后的水泥浆从孔道的另一端灌入,直至充满整条孔道,并加以0.5~0.6MPa的正压力,以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度。
其施工工艺如下图所示。
(1)张拉施工完成后,切除外露的钢绞线(钢绞线外露量不小于30mm),进行封锚。
封锚采用无收缩水泥砂浆(混凝土)封锚,封锚时必须将锚下垫板及夹片、外露钢绞线全部包裹,覆盖层厚度大于15mm,封锚后24~48小时之内灌浆。
(2)清理锚下垫板上的灌浆孔,保证灌浆通道畅通。
(3)确定抽真空端和灌浆端,安装引出管、球阀和接头,并检查其功能。
(4)搅拌水泥浆使其水灰比、流动度、泌水性达到技术要求指标。
水泥为强度等级不低于42.5级低碱普通硅酸盐水泥,并添加减水剂和阻锈剂,水胶比不超过0.34,不得泌水,流动度不应大于25s,30min后不应大于35s。
初凝时间大于3小时,终凝小于24小时,压浆时浆体温度不超过35℃。
要求所拌制的浆体对钢绞线无腐蚀作用。
(5)启动真空泵抽真空,使真空度达到-0.06~-0.1Mpa并保持稳定。
(6)启动灌浆泵,当灌浆泵输出的浆体达到要求的稠度时,将泵上的输送管阀门打开,开始灌浆。
(7)灌浆过程中,真空泵保持连续工作。
(8)待真空泵端的空气滤清器中有浆体经过时,关闭空气滤清器前端的阀门,稍后打开排气阀,当水泥浆从排气阀顺畅流出,且稠度与灌入的浆体相当时关闭抽真空端所有的阀门。
(9)灌浆泵继续工作,压力达到0.5~0.6Mpa,持压2分钟。
(10)关闭灌浆及灌浆端所有阀门,完成灌浆。
(11)拆卸外接管路、附件,清洗空气滤清器及阀门等。
(12)完成当日灌浆后,必须将所有粘有水泥浆的设备清洗干净。
(13)安装在压浆端及出浆端的球阀,应在灌浆后一小时内拆除、清洗。
7.5.2真空灌浆注意事项:
(1)孔道密封检查:
将灌浆阀、排气阀全部关闭,打开真空阀,启动真空泵抽真空,观察真空压力表读数,当管内真空度维持在-0.08Mpa左右时停泵约1分钟时间,若压力保持不变即可认为孔道能达到并维持真空,否则重新检查密封。
(2)水泥浆搅拌:
搅拌好的水泥浆要做到基本泄尽,在全部灰浆泄出之前不得投入未拌和的材料,更不能采取边出料边进料的方法,严格控制浆体配比。
(3)严格控制用水量,否则易造成管道顶端空隙。
(4)对未及时使用而降低了流动性浆体,严禁采用加水的办法来增加灰浆的流动性,配制时间过长的浆体不应再使用。
(5)水泥浆出料后应尽量马上泵送,否则应不停搅拌防止离淅。
(6)灌浆完成后,应及时拆卸、清洗管、阀、空气滤清器、灌浆泵、搅拌机等所有沾有水泥浆的设备和附件。
(7)每条孔道一次灌注要连续完成,灌注完一条孔道换其它孔道时间内,继续启动灌浆泵,让浆体循环流动。
7.5.3真空灌浆质量控制要点
(1)质量控制要点:
①孔道的密封性;
②浆体配方控制;
③现场施工质量管理控制;
(2)注意事项:
①浆管应选用高强橡胶管,抗压能力大于1Mpa,连接要牢固,不得脱管。
②灰浆进入灌浆泵前应通过1.2mm的筛网进行过滤。
③搅拌后的水泥浆必须做流动度、泌水性试验,并制作浆体强度试块。
④灌浆工作宜在灰浆流动性下降前进行(约30~45分钟),孔道一次灌注要连续。
⑤中途换管道时间内,连续启动灌浆泵,让浆体循环流动。
⑥灌浆孔数和位置必须作好记录,防止漏灌。
⑦储浆灌的储浆体积大于1倍所要灌注的一条预应力孔道体积。
8各种保证措施
8.1质量保证措施
8.1.1严格按设计图纸和现行施工验收规范组织施工,具体操作严格按批准后的施工方案和预应力施工工法进行。
8.1.2认真做好自检、互检等检验工作,并及时进行隐蔽工程验收,未经验收不得进行下一道工序的施工。
8.1.3张拉施工前,应认真复核图纸与施工情况,在现场同条件养护下的混凝土试块试压强度达到设计允许的张拉强度后,方可进行张拉。
8.1.4严格按图纸要求进行施工。
发现问题应及时上报有关领导和部门,经有关部门核定后继续施工。
8.1.5严格按照预应力施工工艺进行施工,预应力连续箱梁和板的支撑应满足上部施工荷载所必需的强度和刚度要求,尤其是底层支撑的基础应牢固,以防止支撑的不均匀沉降。
8.1.6预应力筋张拉前,不得拆除梁底模。
8.1.7张拉前应对待张拉梁的外观作必要的检查,无蜂窝、空洞等现象,确认混凝土浇筑质量合格。
8.1.8检查无异常情况后方可进行张拉;如有异常,应及时通知有关单位,查明原因,必要时调整张拉方案,经批准后再进行张拉。
8.2安全、环保施工措施
8.2.1严格执行安全操作规程进行施工,施工前要预先进行交底,每区域施工前应对张拉操作人员进行安全教育。
8.2.2锚具、夹具应设专人妥善保管,避免锈蚀、玷污、遭受机械损伤或散失。
终张拉施工完成后及时对锚具进行防锈处理。
8.2.3张拉前仔细检查张拉平台的安全性,并在张拉平台上搭设高度适当的安全挡板,防止张拉中的意外事故伤及人身安全。
8.2.4施工操作人员必须配备安全防护用品,进入施工现场,必须戴安全帽,高空作业时操作人员必须系安全带。
8.2.5从施加预应力至锚固封端期间,除非采取有效屏蔽措施,否则操作人员不得在锚具正前方活动。
8.2.6张拉过程中,测量伸长值或拆卸工具锚时,操作人员应站在千斤顶侧面,应禁止非预应力施工人员进入张拉区域。
8.2.7从开始张拉至孔道压浆完毕的过程中,不得敲击锚具、钢绞线和碰撞张拉设备。
张拉过程中发现张拉设备运转声音异常,应立即停机检查维修。
8.2.8油压泵上的安全阀应调至最大工作油压下能自动打开的状态。
油压表安装必须紧密满扣,油泵与千斤顶之间采用的高压油管连同油路的各部接头均须完整紧密,油路畅通,在最大工作油压下保持5min以上不得漏油。
若有损坏者应及时修理更换。
8.2.9特殊情况下,在更换夹具时,两端都应装上千斤顶,采取其它措施放松预应力筋时,应仔细做好施工现场的安全防护工作。
8.2.10压浆人员必须站在锚具两侧操作,严禁正对锚具,也不得踩踏高压油管。
8.2.11张拉设备使用前,应对高压油泵、千斤顶进行空载试运行,无异常情况方可正式使用。
高压油管使用前应作耐压试验,不合格的不能使用。
8.2.12电器设备由专人管理,电闸箱应符合技术要求,电源线在使用前应进行测试,不得违章作业,作业完毕后必须将总电源切断,所有电器设备应遮盖。
严格遵守施工现场的用电制度。
8.2.13切割钢绞线时应注意防止砂轮片破碎伤人。
操作人员需带防护眼镜。
8.2.14施工过程中防止工具或机具从高空坠落伤人。
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