预应力张拉方案.docx

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预应力张拉方案

一、工程概况

 本区间段部分为后张法预应力砼箱梁，预应力钢束为270级Φ15.24高强度低松弛钢绞线.梁采用两端张拉以及P锚。

锚具采用OVM15-17、OVM15-15、OVM15-14、OVM15-13 OVM15-12及OVM5-7P、OVM5-7P锚具，400T、250T及150T千斤顶进行施工。

标准区间的预应力钢束均布置在箱梁顶板顶和箱梁底板齿块上，为加快施工进度全面展开现浇箱梁施工创造了有利条件。

砼的强度和龄期应严格按设计要求进行，张拉采取应力、伸长值双控制。

如发现伸长值异常时，只有在分析出原因和找到解决办法后继续张拉。

压浆应在规定时间内完成，其质量应有切实的保证。

二、施工方案

1、施工准备

（1）、审核预应力施工单位的施工资质及施工人员的上岗证书，审核通过后方可进场施工。

（2）、对预应力筋的张拉顺序及程序、初始拉力和超张拉控制拉力及其对应油压值、预应力筋张拉            伸长值允许范围、质量标准等正行技术交底，并有与之对应的安全、质量交底。

（3）、对图中每束预应力筋进行分类编号，给出每束预应力筋的下料长度。

（4）、确定灌浆配合比，保证灌浆料强度满足设计和规范要求。

（5）、张拉设备标定，确保张拉方式、顺序和油压表张拉读数值，计算每束预应力筋理论伸长值和允许偏差范围，做好张拉施工时的现场记录准备。

（6）、张拉前搭设安全、可靠的钢管脚手平台，面积1.5m×1.5m，带有围护栏杆；

（7）、使用錾子、钢丝刷清理洞口残留砼，清理钢绞线表面水泥浆及浮锈；

（8）、计算每个孔道的灌浆量和配合比控制措施，做好灌浆施工时现场记录准备。

2、施工工艺

预应力筋制作

预应力筋铺设、张拉锚固端组装

预应力筋张拉

（1）、工艺流程

 波纹管定位

孔道灌浆

封闭灌浆孔排气泌水孔

张拉端切筋封锚

（2）、操作工艺

（1）、预应力孔道成型

1）、后张预应力孔道采用预埋波纹管法。

2）、塑料波纹管安装前首先在箍筋上标出预应力筋的曲线坐标位置，直线段每隔1m点焊Φ12钢筋支托，曲线段每隔0.5m点焊Φ12钢筋支托。

3）、安装波纹管时将接头位置错开，波纹管安装好后用铁丝与支托钢筋绑扎。

（2）、预应力筋制作

1）、钢绞线下料与编束

a、钢绞线在下料时用圆盘砂轮切割锯切割，保持切口平整。

b、钢绞线下料时将钢绞线转盘装在放线架内，从盘卷中逐步抽出。

c、钢绞线两端钢束的排列顺序一致，每束钢绞线都进行编号编束，尽量保持各根钢绞线松紧一致。

d、下料长度控制：

钢绞线放线过程中保持钢绞线顺直，不与别的钢绞线重叠。

2）、P型锚固定端制作

a、将弹簧圈套在钢绞线然后推入挤压模，将挤压套套入钢绞线，端部钢绞线外露10mm。

b、开动挤压油泵，使挤压机挤顶杆顶压挤压套，强力使之通过挤压模缩径成型。

c、每次挤压前将顶杆内槽和挤压模内腔清理一次，并在挤压模内腔涂上黄油。

d、当挤压成型后的外径比新装挤压模挤成挤压锚的外径大0.3mm，或挤压成型的挤压锚出现肉眼可见的弯曲时，马上更换新的挤压模。

e、当挤压成型的挤压锚不能满足要求时，立即将其切断重新挤压。

     （3）、预应力筋穿束

根据本工程的具体情况采用先穿束法，穿束工作由人工推送的单束穿法。

（4）、预应力筋张拉和锚固

  1）、张拉依据和要求

 a、预应力钢束的张拉采用张拉力与延伸量双控的措施，两端钢束延伸量保持同步正行，以应力控制为主，伸长值校核，所以张拉程序为：

0→0.1σk（读初读数）→0.2σk→1.0σ（持荷5min，测最后伸长值）→回油放松。

   b、待混凝土强度达到设计强度的95%且弹性模量达到80%以上时按照预应力束张拉顺序正行张拉，预应力张拉顺序为：

N3      N2      N1       N4       N5       N6

   c、钢绞线夹片锚固体系：

安装锚具时保持锚头与钢束管道垂直，锚头中心对准管道中心，保持千斤顶轴线与锚板垂直。

保持工具锚夹片清洁和有良好的润滑状态，夹片均匀打紧并保持外露一致。

   d、多根钢绞线同时张拉时，构件截面断丝和滑脱丝的数量不大于钢绞线总数的3%，每根钢绞线束中断丝不得超过一根。

   2）、预应力筋张拉方式

   a、预应力筋张拉采用两端张拉方式，当一端有P锚固定时采用一端张拉方式。

（5）、钢绞线伸长量计算

张拉分三个阶段进行张拉，第一阶段张拉至10%σk，第二阶段张拉至20%σk；第三阶段张拉至100%σk；在每一束钢绞线张拉至0.1σk、0.2σk、1.0σk后分别量取伸长量，分别记为△L1、△L2、△L3，并进行记录，实际伸长量＝△L2－△L1＋△L3－△L1＝△L2＋△L3－2△L1，根据规范规定，△L3－△L1为0.1σk   1.0σk的伸长量，△L2－△L1为0.1σk   0.2σk的伸长量，用以代替0.0σk   0.1σk的伸长量，二者之和为0.0σk   1.0σk的伸长量，与设计伸长量进行比较，实际伸长值与理论伸长值相差控制在±6%以内，否则查明原因并采取措施加以调整后，再继续进行张拉。

理论伸长值的计算如下：

1）、张拉控制应力计算：

计算内容如下：

根据《公路桥涵施工技术规范》附录G－8，预应力钢绞线平均张拉力由下式计算：

Pp=（1－e－（kx+μθ） ）P/ （kx+μθ） 

其中：

Pp――预应力钢绞线平均张拉力，单位取kN

P――预应力钢绞线锚端工作张拉力，单位取kN；

由计算可得：

P=σA=1860×103×0.75×140.165×10-6=195.53KN

        A――钢绞线横截面积，经检测Ap＝140.165×10-6m2

k――孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；根据《公路桥涵施工技术规范》附录G－8，k取0.0015

x――从张拉端至计算截面的孔道长度，单位取m

μ――预应力筋与孔道壁的摩擦系数。

根据《公路桥涵施工技术规范》附录G－8，μ取0.25

θ――从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）； 

根据《公路桥涵施工技术规范》12.8.3，预应力筋的理论伸长值由下式计算：

ΔL= PpL/EpAp

其中：

ΔL――预应力筋的理论伸长值

      Pp――同上

      L――预应力筋的长度，单位取m

Ap――钢绞线横截面积，经检测Ap＝140.165×10-6m2

  Ep――钢绞线弹性模量，经检测Ep＝1.965×105 Mp

对钢绞线以切线交点为界进行分段,每段取其中截面作为该段平均张拉力的计算截面,每段钢绞线的长度为相邻两个圆弧的中点之间距离，各部分钢绞线伸长值见附表。

（6）、孔道压浆

 1）、浆体要求

1、浆体除了具有足够的抗压强度和粘结强度，保证有良好的防腐性能和稠度，不离析、析水，硬化后孔隙率低、渗透性小，不收缩或低收缩。

对浆体大体要求如下：

⑴水灰比：

0.2～0.45;

⑵流动度：

拌和好后的流动度＜30S；在管道出口处流动度＞15S；

⑶泌水性：

小于浆体初始体积的2%，四次连续测试结果的平均值小于1%；

⑷初凝时间：

3～4h；

⑸稠度：

水泥浆稠度宜控制在14～18s 之间。

⑹强度：

按设计要求。

2、对具体材料的要求

⑴水灰比：

采用新鲜的普通硅酸盐水泥，标号不低于构件本身强度的80%，且不低于30号；

⑵水：

水中硫酸盐含量不能大于0.1%,氯盐含量不能大于0.5%,水中不能含有糖份或悬浮有机质;

2）、真空辅助压浆施工工艺

1、准备工作

⑴张拉施工完成后，要切除外露的钢绞线（注意钢绞线的外露量≥30mm），进行封锚；

⑵在压浆施工前将锚垫板表面清理，保证平整，在保护罩底面与橡胶密封圈表面均涂一层玻璃胶，装上橡胶密封圈，将保护罩与锚垫板上的安装孔对正，用螺栓拧紧；

⑶清理锚垫板上的压浆孔，保证压浆通道通畅；

⑷确认浆体配方；

⑸检查材料、设备、附件的型号或规格、数量等是否符合要求；

⑹按设备原理图进行各单元体的密封连接，确保密封罩、管路各接头的密封性；

2、试抽真空

   启动真空泵，观察真空压力表的读数，应能达到负压力0.07～0.1MPa。

当孔道内的真空度保持稳定时（真空度越高越好），停泵1min，若压力降低小于0.02MPa即可认为孔道能基本达到并维持真空。

如未能满足此数据则表示孔道未能完全密封，需在压浆前进行检查及更正工作。

3、拌浆

⑴拌浆前先加水空转数分钟，使搅拌机内壁充分湿润，将积水倒干净；

⑵将称量好的水（扣除用于溶化固态外加剂的那部分水）倒入搅拌机，之后边搅拌边倒入水泥，再搅拌3～5min直至均匀；

⑶将溶于水的外加剂和其它液态外加剂倒入搅拌机，再搅拌5～15min，然后倒入盛浆浆桶；

⑷倒入盛浆桶的浆体应尽量马上泵送，否则要不停地搅拌；

4、压浆

（1）启动真空泵，当真空度达到并维持在负压0.07～0.1MPa时，启动压浆泵，开始压浆。

（2）观察废浆桶处的出浆情况，当出浆流畅、稳定且稠度与盛浆桶体基本一样时，并关闭压浆泵，（3）启动压浆泵使压浆泵压力达到0.4MPa左右，最后关掉压浆泵；

3）、真空辅助压浆注意事项

1、保护罩若作为工具罩使用，在浆体初凝后可拆除；

2、在压浆前若发现管道内残留有水份或脏物的话，则须考虑使用空压机先行将残留在管道中的水份或赃物排除，确保真空辅助压浆工作能够顺利进行；

3、整个连通管路的气密性必须认真检查，合格后才能进入下一道工序；

4、浆体搅拌时，水、时泥和外加剂的用量都必须严格控制；

5、必须严格控制用水量，对为及时使用而降低了流动性的水泥浆，严禁采用增加水的办法来增加其流动性；

6、搅拌好的浆体每次应全部卸尽，在浆体全部卸出之前，不得投入未拌和的材料，更不能采取边出料边进料的方法；

7、向搅拌机送入任何一种外加剂，均需在浆体搅拌一定时间后送入；

8、安装在压浆端及出浆端的阀门和接头，应在灌浆后1小时内拆除并清洗干净。

（7）、锚具封装保护

1）、预应力筋锚固后的露部分采用机械方法切割，预应力筋外露长度控制在不小于其直径的1.5倍，且不小于30mm。

2）、无粘结预应力锚固区封闭前涂刷环氧树脂进行防腐处理。

3）、采用与构件同强度的混凝土对锚具正行保护。

4）、锚固区封闭前将周围混凝土冲洗干净并凿毛。

3、质量标准

（1）、一般规定

1）、预应力筋张拉机具设备及仪表定期维护和校验。

张拉设备配套标定，并配套使用。

2）、张拉设备的标定期限不超过半年或在使用的过程中出现反常现象时或千斤顶检修后，重新正行标定。

3）、在浇筑箱梁混凝土前组织监理进行预应力隐蔽工程验收。

（2）、主控项目

1）、原材料

   a、当预应力筋进场时按规定抽取试件做力学性能检验，保证其质量符合有关标准的规定。

   b、保证预应力筋用的锚具、夹具其性能符合规定并配套使用。

2）、制作与安装

a、预应力筋安装时其品种、规格、数量符合相关规定。

b、当预应力筋受损伤时，将受损伤的预应力筋予以更换。

c、同一束中各根钢丝长度的差值控制在5mm以内。

d、挤压锚具制作时压力表油压严格按照有关规定，挤压后预应力筋外端露出挤压套筒1mm~5mm。

e、将预留孔道牢固定位，待混凝土浇筑时不出现移位和变形。

f、保持孔道平顺，端部的预埋锚垫板垂直于孔道中心线。

4、有关注意事项

（1）在穿束前先将OVM型锚具圆锚环用电焊固定在构件预埋铁板上。

锚具的位置应与孔道中心对正，焊接时可用木塞固定其位置，以保证位置准确。

对曲线孔道，当端头面与孔道中心线不垂直时，可在锚环下另加斜垫板调整准确。

（2）穿束时，将每一束内的各根预应力钢材顺序编号，在构件两端对号检查，防止其在孔道内交叉扭结。

（3）将清洗过的夹片，按原来在锚具中的片位号依次嵌入预应力钢材之间。

夹片嵌入后，随即用手锤轻敲击，使其夹紧预应力钢材，但夹片外露长度应整齐一致。

（4）安装千斤顶时，将预应力钢材穿入千斤顶，锚环对中，并将张位油缸先伸出２～４cm，再在千斤顶尾部安上垫板及工具锚，将预应力钢材夹紧。

为便于松开锚片，工具锚环内可涂少量润滑油。

（5）使顶压油缸处于回油状态，向张拉缸供油，开始张拉。

同时注意工具锚和固定端的工作锚，使夹片保持整齐（一般差3mm时不会明显影响夹持力）；张拉至初应力时，做好标记，作为测量伸长值的起点。

（6）按规定程序张拉至规定吨位或换算的油压值，并测量预应力钢材的伸长值以校核应力。

（7）在保持张拉油缸调压阀阀口开度不变的情况下向预压缸供油，直至需要的预应力。

在顶压过程中，如张垃油缸升压超过最大张拉力规定时，应使张拉油缸适当降压。

（8）在保持继续向顶压油缸供油的情况下，使张拉油缸缓慢回油，完成油缸回油动作。

（9）打开顶压阀的回油缸，油泵停车，千斤顶借助其内部回程弹簧作用，顶压活塞自动回程，张拉锚固结束。

（10）水泥浆调制后应经常搅动并应在30～45min的时间内用完。

（11）压浆前应用压力水冲洗孔道，压力水从一端压入，从另一端排出。

（12）压浆过程中及压浆后48h内，结构砼温度不得低于５度，否则采取保温措施。

当气温高于35度时，压浆宜在夜间进行；水泥浆应按规定制作试块，以检查其强度；压浆中途发生故障，不能连续一次压浆时，应立即用压力水冲冼干净，故障处理后再压浆。

（13）张拉现场的周围应设置明显的标志以阻拦、禁止无关人员进入危险区域内，梁的两端应设有完善的安全防护措施；在张拉预应力筋时千斤顶后面严禁站人，以防预应力筋或锚具拉断伤人，已张拉完毕尚未压浆的梁，亦应注意这一点； 张拉预应力筋时，应由专人负责指挥，操作时严禁碰撞预应力筋，在量测预应力筋的伸长及拧紧螺栓时，停止开动千斤顶或卷扬机； 张拉时，预应力筋夹具应有足够的夹紧能力，防止锚夹不牢而滑出。

张拉顺序按设计规定执行。

（14）千斤顶支腿必须与梁湍的锚锭板接触良好，位置正直对称，严禁加垫铁，以防支腿不稳或受力不均而倾倒伤人；孔道压浆时，操作压浆的工人应戴防护眼镜，以防水泥浆喷出射伤眼睛。

5、张拉过程中出现滑丝、断丝异常情况的分析及处理

张拉过程中发生滑丝现象，可能由于以下原因：

（1）可能在张拉时锚具锥孔与夹片之间有杂物。

（2）钢绞线上有油污、锚垫板喇叭口内有混凝土和其它杂物。

（3）锚固效率系数小于规范要求值。

（4）钢绞线可能有负公差及受力性能不符合设计要求。

（5）初应力小，可能钢束中钢绞线受力不均，引起钢绞线收缩变形。

（6）切割锚头钢绞线时留得太短，，或未采取降温措施。

（7）长束张拉，伸长量大，油顶行程小，多次张拉锚固，引起钢束变形。

（8）夹片、锚具的硬度不够。

张拉过程中断丝现象一般有以下原因：

（1）钢束在孔道内部弯曲，张拉时部分受力大于钢绞线的破坏力。

（2）钢绞线本身质量有问题。

（3）油顶未经标定，张拉力不准确。

钢绞线张拉如发现伸长量不足或过大，也应及时分析原因，一般是管道布置不准，增大孔道摩阻，应力损失大，有时也有可能设计计算使用的钢绞线的弹模值与实际使用的弹模值不相同。

　    总之，在张拉过程中如发现滑丝、断丝、伸长量不够等情况后，先暂停施工，待查明原因，采取相应的措施后方可进行下一步施工。

   6、环境、职业健康安全管理措施

（1）、环境管理措施

1）、控制预应力筋切割下料时产生的噪音，下料的时间尽可能选在白天正行。

2）、在使用、运输和储存液压设备时采防漏处理，防止液压油泄漏污染现场，当发生液压油滴漏时，及时查找漏源和堵漏，清除泄漏现场油污。

3）、灌浆完成后，及时对灌浆没备、现场进行清洗和清理，对剩余的水泥浆集中处理。

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