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空心板梁张拉施工方案
南京河西地区江东南路建设工程二标
预应力空心板梁张拉施工方案
中国建筑第八工程局有限公司
二O一三年八月三十日
目录
一、编制依据3
1.1施工技术规范:
3
1.2.安全生产规范、规程3
1.3编制原则3
二、工程概况3
2.1工程概述3
2.2桥梁特征4
2.3预应力钢绞线基本参数4
三、施工准备5
3.1、成立张拉施工组织机构5
3.2劳动力组织及进度安排6
3.3施工机具准备6
3.4原材料到场及检测6
3.5张拉设备选择及校验6
四、施工工艺7
4.1工艺流程7
4.2预应力钢绞线制作7
4.3安装预应力钢束8
4.4安装锚具8
4.5施加预应力9
4.6后张孔道压浆及封锚14
4.7张拉过程的问题处理15
五、质量控制措施16
六、安全控制措施17
6.1人身安全保证措施17
6.2机械设备安全保证措施17
6.3施工用电安全保证措施17
6.4、施工现场防火措施18
七、环境保护措施18
7.1.防火、控制扬尘18
7.2.防止噪声、废气污染18
7.3.生活垃圾处理18
7.4.场地硬化18
7.5.保持现场整洁18
一、编制依据
1.1施工技术规范:
(1)、《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)
(2)、《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)
(3)、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)
(4)、《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ166-2011)
(5)、《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)
(6)、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2-2008)
(7)、《钢筋焊接及验收规程范》(JGJ18-2003J253-2003)
(8)、南京河西南部地区江东南路二标段相关的设计图纸。
1.2.安全生产规范、规程
(1)《建筑施工工程安全技术规程》(国务院)
(2)《建筑工程施工现场管理规定》(建设部15号令)
(3)《建筑机械使用安全技术规程》(JGB33-86)
(4)《建筑安全监督管理规定》(建设部13号令)
(5)《公路交通安全设施设计规范》(JTGD81-2006)
1.3编制原则
针对工程特点,结合我单位的施工特长、经验、技术水平、设备能力,本着“安全为先,质量为本”的安全质量原则,以“确保安全,提高质量,均衡生产,文明施工,降低成本,如期高效”的项目管理思路,具体根据以下原则编制:
(1)按照业主下达的工期、安全、质量、文明施工、环境保护的要求;
(2)充分考虑本工程的特点,重难点项目和施工条件,结合工程的特殊位置、周边环境、施工方法、进度计划进行工期、安全、质量、环保、经济等方面的综合分析与比较,选择科学先进、合理实用的施工方法;
(3)结合我部以往的施工经验及施工机械设备能力,强化施工现场管理,合理组织现场施工,推广应用新技术,做到技术先进适用,工艺成熟精湛,管理科学严格。
二、工程概况
2.1工程概述
南京江东南路建设工程西起红河路,东至江山大街,共分二个标段。
该道路为城市主干道,标准段宽80m,两侧各有20m绿化带;本标段(二标)起点为K2+120,终点为K4+251.498,主线设置桥梁二座,分别为莲花河桥和友谊河桥,主线和友谊路相交处设置一小桥,即友谊路江东南河桥;桥跨均为16m。
上部结构均采用L=15.96m、梁高0.8m后张预应力空心板,板宽f均为1.24m,边板臂0.625m。
后张法预应力空心板134片,其中边板12片。
根据合同工期和施工现场需要,设置了一个梁场,建于江东南路1标段起点附近的废弃厂房内,面积约600平方米,场区内既有房屋约150平方米,可作为宿舍及办公用房,另搭设钢筋棚等以满足施工需要。
2.2桥梁特征
序号
桥名
桥跨(m)
偏角
规格
数量(片)
1
莲花河桥
16
130
中板
50
边板
4
2
友谊河桥
16
4.30
中板
50
边板
4
3
友谊路江东南河桥
16
60
中板
22
边板
4
2.3预应力钢绞线基本参数
单块板预应力钢束明细表:
板型
钢束编号
钢束
计算
长度
(mm)
下料
长度
(mm)
延伸量(mm)
束数
张拉端
锚具
(套)
备注
中板
1
4φs15.2
15607
16807
54.3
2
4*15--4
2
3φs15.2
15657
16857
54.1
2
4*15--3
边板
1
5φs15.2
15607
16807
54.7
2
4*15--5
2
4φs15.2
15657
16857
54.2
2
4*15--4
三、施工准备
3.1、成立张拉施工组织机构
为了加强施工进度的协调控制,加强安全、质量工作的管理,及时落实业主、监理指令,成立张拉安全质量控制小组。
组长:
李垒
副组长:
张波
组员:
龚成冲、王波、王阳阳刘伟候兴中
分工职责:
李垒:
总负责人,全面负责安全、质量工作。
张波:
技术负责人,负责编制预应力作业指导书,下发技术交底,作业人员的培训。
龚成冲:
施工负责人,负责预应力作业的人员、机具准备工作以及预应力作业的施工。
刘伟:
材料负责人,负责材料的购买,场地清理,照明等保障工作。
候兴中:
安全负责人,全面负责预应力工作的安全防护,重点是张拉防护安全工作。
王波:
试验负责人,全面负责原材料的送检、压浆砂浆配合比,预应力配套机具的标定等试验工作。
王阳阳:
现场负责人,负责张拉现场技术指导工作,记录预应力施工的原始数据记录。
张清荣:
资料员,编写、整理预应力施工的内业资料。
3.2劳动力组织及进度安排
成立专门的张拉作业队伍,主要分成两个组,一个组负责预应力张拉,另一个组负责压浆。
张拉组配备人员6人,压浆组配备人员4人。
根据预应力结构的工期及时进行张拉,满足各结构阶段工期的要求。
3.3施工机具准备
施工中使用的千斤顶、油泵及配套油表等必须经过检查验校合格,并有出场合格证。
施工机械、机具计划数量表
序号
名称
规格/型号
数量
备注
1
千斤顶
YDC1500
2台
新购
2
高压电动油泵
YBZ2×2/50
4台
新购
3
配套油表
0-60Mpa
4块
新购
3.4原材料到场及检测
本工程采用的钢绞线抗拉强度标准值
,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/T5224-2003)中相关规定。
依图纸选取设计参数:
预应力钢束弹性模量
,松弛系数
。
到场Φj15.20mm钢绞线(1860级)为35.6吨,试验人员按照规范要求及时委托南京市建筑工程质量检测中心进行检测,检测结果合格后使用。
3.5张拉设备选择及校验
本桥采用YDC1500型千斤顶,油泵采用YBZ2×2/50型高压电动油泵,所采用的压力表的精度1.6级,最大量程60Mpa,施加预应力所用的机具设备由专人使用和管理,并应定期维护和校验,千斤顶与压力表应配套校验,以确定张拉力与压力表之间的关系曲线。
千斤顶与压力表标定后必须按照标定配组配套使用,严禁错用。
张拉机具设备应与锚具配套使用,并应在进场时进行检查和校验,对长期不使用的张拉机具设备在使用前进行全面校验,使用期间应视机具设备的情况确定是否需要校验。
当超过下列情况之一时,应重新进行标定:
(1)使用时间超过6个月,
(2)张拉次数超过200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13114的YDC1500型液压千斤顶配编号21203压力表线性回归方程为:
F=0.0342*P+0.3
本工程使用编号13116的YDC1500型液压千斤顶配编号12107压力表线性回归方程为:
F=0.0339*P+0.26
检定日期:
2013年09月13日有效期至2014年03月12日
锚具:
采用15-3、15-4、15-5型系列锚具及配件,管道采用圆型金属波纹管。
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
。
四、施工工艺
4.1工艺流程
钢绞线下料→穿束→张拉→预应力张拉双控→孔道压浆→封锚。
4.2预应力钢绞线制作
4.2.1钢绞线的运输及保管
预应力钢绞线在运输中或现场使用时,避免造成局部弯曲和折伤,不抛扔或拖卷材料。
现场保管时,钢绞线底部垫方木,上面覆盖雨布。
4.2.1钢绞线的开盘
钢绞线呈圆盘状运至工地将它平置在木制垫框上以防泥土、水对钢绞线的腐蚀,四周用Φ32的钢筋将钢绞线固定,防止拉出时散乱、扭结和伤人,打开钢绞线外包装,从中心抽出钢绞线线头,抽拉时,一边拉,一边放松,防止钢绞线会乱盘,扭结造成死弯,影响其利用率,对于有弯曲或其它缺陷的部分,予以切除。
4.2.1钢绞线的切割与编束
预应力钢绞线在下料前按照相应的国家标准进行检验,检验合格后方能下料。
预应力筋下料时采用砂轮切割机切割。
如果预应力筋表面已经形成降低强度与延伸率的锈蚀,则不再使用。
整束预应力筋中,各根预应力筋应互相平行,不得缠绕,每1.0~1.5米绑扎一道,然后再根据图纸要求注明钢束编号,以免弄错,一端用胶布裹好,以免在穿束时划破波纹管。
4.3安装预应力钢束
4.3.1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,无水和其他杂物。
4.3.2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。
4.3.3在任何情况下,安装预应力钢束的结构或构件附近进行电焊时,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他破坏。
4.3.4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,查出可能损坏的管道。
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。
4.4安装锚具
4.4.1在安装锚具、夹片前,锚具范围内钢绞线表面用毛刷或干布除尘、除污,确保锚固质量,夹片内侧齿口及外表刷净后予以安装。
4.4.2锚具安装位置应准确,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。
4.5施加预应力
4.5.1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90%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。
4.5.2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。
4.5.2预应力钢束的伸长值计算:
预应力钢束的伸长值公式如下:
式中:
——预应力钢束的长度(mm),
——预应力钢束的截面面积(mm²),取139mm²。
——预应力钢束的弹性模量(N/mm²),取1.95×105MPa(理论)。
——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,取0.25。
——孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数,取0.0015。
预应力钢束张拉时,应先调整到初应力
,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。
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,取
至
对应的伸长值。
N2钢束各段参数表
线段
X(m)
θ(rad)
K
μ
κχ+μθ
e-(κχ+μθ)
端点张拉力(N)
平均张拉力(N)
终点张拉力(N)
理论弹性模量
理论伸长量(m)
1
1.77
0
0.0015
0.25
0.002655
0.997348521
193905
193648
193391
195000
0.012646
2
1.571
0.157
0.0015
0.25
0.0416065
0.95924717
193391
189450
185510
195000
0.010981
3
4.488
0
0.0015
0.25
0.006732
0.993290609
185510
184887
184265
195000
0.03061
0.05424
N1钢束各段参数表
1
0.878
0
0.0015
0.25
0.001317
0.998683867
193905
193777
193650
195000
0.00628
2
1.396
0.0698
0.0015
0.25
0.019594
0.980596715
193650
191771
189892
195000
0.009877
3
5.528
0
0.0015
0.25
0.008292
0.991742284
189892
189108
188324
195000
0.03857
0.05472
4.5.3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2min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,两端千斤顶升稳压、画线、测伸长等工作应基本一致。
采用低松弛预应力筋:
0→初应力→σcon(持荷2min锚固)。
(1)后张预应力筋断丝和滑移的数量不得超过下表的控制数。
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,如提高其他束预应力值,但须满足设计上各阶段极限状态的要求。
(2)预应力钢束在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。
夹片式锚具锚固后夹片顶面应平齐,其互相间的错位不大于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。
(3)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不大于设计规定6mm。
(4)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。
(5)预应力钢束张拉、锚固与放松时,均应填写施工记录。
4.5.4各阶段张拉力及油表读数控制
1、千斤顶编号:
YDC1500/13114(1#)
对应压力表编号:
21203校验回归方程公式为:
压力表读数F=0.0342*P+0.3
(详见检测报告)
(1)钢绞线为3束:
张拉控制应力P=581.7KN。
张拉应力占控制应力的百分比
张拉力(KN)
压力表读数(MPa)
10%
58.2
2.3
20%
116.3
4.3
100%
581.7
20.2
(2)钢绞线为4束:
张拉控制应力P=775.6KN。
张拉应力占控制应力的百分比
张拉力(KN)
压力表读数(MPa)
10%
77.6
3.0
20%
155.1
5.6
100%
775.6
26.8
(3)钢绞线为5束:
P=969.5KN
张拉应力占控制应力的百分比
张拉力(KN)
压力表读数(MPa)
10%
96.9
3.6
20%
193.9
6.9
100%
969.5
33.5
校验回归方程公式为:
压力表读数P=-0.2495+0.0310×N(力值)。
(详见检测报告)
2、千斤顶编号:
YDC1500/13116(2#)
对应压力表编号:
12107校验回归方程为:
压力表读数F=0.0339*P+0.26
(详见检测报告)
(1)钢绞线为3束:
张拉控制应力P=581.7KN。
张拉应力占控制应力的百分比
张拉力(KN)
压力表读数(MPa)
10%
58.2
2.2
20%
116.3
4.2
100%
581.7
20.0
(2)钢绞线为4束:
张拉控制应力P=775.6KN。
张拉应力占控制应力的百分比
张拉力(KN)
压力表读数(MPa)
10%
77.6
2.9
20%
155.1
5.5
100%
775.6
26.6
(3)钢绞线为5束:
P=969.5KN
张拉应力占控制应力的百分比
张拉力(KN)
压力表读数(MPa)
10%
96.9
3.5
20%
193.9
6.8
100%
969.5
33.1
4.6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。
孔道压浆前的准备工作应符合下列规定:
4.6.1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。
4.6.2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,不得通过额外加水增加其流动度。
4.6.3浆时,对曲线孔道和竖向孔道应从最低点的压浆孔压入,对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。
4.6.4对水平或曲线孔道,压浆的压力宜为0.5~0.7Mpa,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。
4.6.5压浆过程中及压浆后48h内,结构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。
当环境温度高于35℃时,压浆宜在夜间进行。
4.6.6压浆后应通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。
4.6.7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。
4.6.8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。
4.6.9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。
4.7张拉过程的问题处理
4.7.1孔道进浆
在浇注混凝土时如孔道出现进浆现象,在梁的内侧面认真找到进浆的部位进行开堂,将进浆的水泥硬块小心掏除后在穿入钢绞线进行张拉。
4.7.2滑丝
每束钢绞线滑丝控制为1丝,每一截面滑丝数不得大于该截面总钢丝数的1%。
当锚固完成后,若出现个别滑丝现象时,可使用千斤顶补拉,或退锚处理后装上新的工作锚夹片重新张拉到位。
4.7.3断丝
断丝发生后,常用的处理方法:
一是提高其他钢绞线的张拉控制应力做补偿;但需注意任何情况下最大张拉应力不得超过钢绞线极限抗拉强度标准值的0.8倍。
二是换束,即对断丝钢束卸载、退锚、换束,重新张拉到设计应力值。
4.7.4端头拉裂
在张拉过程中如将梁的端头拉炸或拉裂,将梁端头拉炸或拉裂部分用环氧混凝土修补,修补完成后再进行张拉。
环氧的混凝土配合比可参照如下:
环氧树脂
(1):
二丁酯(0.2):
二甲苯(0.2):
乙二胺(0.1):
适量烘干砂子:
烘干石子。
五、质量控制措施
(1)、千斤顶和油压表需按时进行校正标定,保持良好的工作状态,保证误差不超过规定。
(2)、锚具尺寸应正确,确保加工精度。
锚具、夹片应逐个检查。
(3)、预应力筋使用前应按照规定检查,钢丝的界面要熬滑,粗细、强度、硬度要均匀,钢丝穿束时应认真梳理,避免交叉混乱,清除钢丝表面的油污锈蚀。
(4)、锚具在使用前须先清除杂物,刷去油污。
(5)、锚具安装位置要准确:
锚垫板承压面必须与孔道中心线垂直,锚具中心线必须与孔道中心线重合。
(6)、预应力锚固后的外露长度,不宜小于30mm,如需长期外漏,应采取措施防止锈蚀。
(7)、在安装张拉设备时,应使张拉力作用线与孔道中心线末端的切线重合。
张拉应按设计要求的顺序进行。
加载过程和持荷时间应符合施工规范规定。
(8)、施加预应力用的机具装备及仪表,应定期维护和标定。
(9)、预应力筋张拉前,应清理承压板面,并检查承压板后面的混凝土质量
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