XX桥主桥0#块预应力张拉指导.docx
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XX桥主桥0#块预应力张拉指导
0#块预应力体系张拉压浆施工作业指导书
一、张拉前准备
1、0#块预应力筋张拉前,应对混凝土结构做全面检查,如有缺陷,需征得监理工程师同意后将结构修补完好并养护至设计强度,将锚垫板及锚下管道内灰浆铲除干净后方可进行张拉。
2、张拉预备使用的千斤顶及油表必须经过标定、校验。
3、使用前,应对千斤顶内摩阻力进行检查,符合规范要求方可使用。
4、检测混凝土抗压强度,混凝土强度达到设计强度的90%(49.5MPa)以上时,方可进行预应力张拉,混凝土实际强度以试验室检测数据为准。
二、张拉设备
设备名称
型号
编号
油表编号
吨位
最大工作行程
校核方程
备注
千斤顶
YDC-270
1#
YE0212714
27t
20cm
P=0.230378F-0.288206
已标定
千斤顶
YDC-270
2#
YE0204834
27t
20cm
P=0.228343F+0.441694
已标定
千斤顶
YDC-600
一#
YF0204974
60t
20cm
P=0.088629F-1.253333
已标定
YE0204800
P=0.089314F-0.493333
已标定
千斤顶
YDC-600
二#
YE0212558
60t
20cm
P=0.086286F-0.2
已标定
YE0212736
P=0.087714F-0.266667
已标定
千斤顶
YDC-1000
3#
YF0204704
100t
20cm
P=0.047355F+0.727753
已标定
千斤顶
YDC-1000
4#
YE0212569
100t
20cm
P=0.048145F-0.127753
已标定
千斤顶
YDC-4000
5#
YY0904189
400t
20cm
P=0.012182F-1.148361
已标定
千斤顶
YDC-4000
6#
YY1204733
400t
20cm
P=0.012241F+0.100820
已标定
除张拉设备外,现场需配备手拉葫芦、钢板尺等辅助工具设备。
三、工艺流程
0#块预应力有两种材料:
1、采用fpk=1860MPaPC高强低松弛(Ⅱ级松弛)钢绞线,公称直径15.2mm,截面面积140mm2,张拉控制强度为0.72f,单根设计张拉力为,187.49KN;2、采用高强精轧螺纹钢标准抗拉强度fpk=830MPa,张拉控制强度为0.80f,设计张拉力为534.02KN。
1、一次张拉
纵向精轧螺纹钢张拉流程如下:
030%
100%
,持荷2min,锚固。
其他预应力束张拉流程如下:
015%
30%
,计算伸长量X1;30%
100%
直线束持荷2min,曲线束持荷5min,锚固,计算伸长量X2。
2、二次张拉
对于采用低回缩锚具的锚固系统,应进行二次张拉锚固。
二次张拉在一次张拉锚固的基础上,将千斤顶置于自制专用张拉底座上进行操作,张拉力仍以设计值进行控制,持荷稳定后,将外环支承螺母旋密至混凝土表面,以消除锚具及钢束回缩量。
四、张拉过程控制
1、张拉顺序
1.1、整体张拉顺序:
预应力张拉应遵循“先纵向,次竖向,后横向”的总体张拉顺序。
首先双端张拉纵向Φ32mm精轧螺纹钢,按照先腹板、次底板、后顶板的顺序对称进行。
之后进行竖向预应力束的单端张拉,以桥塔纵向中心线为对称向两端分类单独张拉,同类张拉时以桥塔横向中心线为对称向两端单根张拉。
最后张拉横向预应力束,包括①Ⅰ类肋板横向束(双端张拉)、②Ⅱ类肋板横向束(双端张拉)、③顶板横向束(单端张拉)、④底板横向束(双端张拉),各类横向束张拉时,均以桥塔横向中心线为对称向两端交错进行,每束预应力张拉时应以其中心为对称交错进行。
1.2、分步张拉顺序
a、精轧螺纹钢Φ32mm:
主桥箱梁断面合计16根精轧螺纹钢,采用2个100t千斤顶两端对称张拉,先张拉腹板的2根,再张拉底板的4根,然后张拉顶板的及翼板的10根,张拉顺序均为沿纵桥向中心线对称交错进行。
b、竖向预应力束HS6按照顺桥向及由左到右方式编号为HS6-1~HS6-16,采用2个100t千斤顶按照横、顺桥中心线单端对称张拉,张拉顺序:
HS6-4和HS6-13,HS6-5和HS6-12,HS6-3和HS6-14,HS6-6和HS6-11,HS6-2和HS6-15,HS6-7和HS6-10,HS6-1和HS6-16,HS6-8和HS6-9;
c、竖向预应力束HS5按照顺桥向及由左到右方式编号为HS5-1~HS5-16,采用2个100t千斤顶按照横、顺桥中心线单端对称张拉,张拉顺序:
HS5-4和HS5-13,HS5-5和HS5-12,HS5-3和HS5-14,HS5-6和HS5-11,HS5-2和HS5-15,HS5-7和HS5-10,HS5-1和HS5-16,HS5-8和HS5-9;
d、竖向预应力束HS4按照顺桥向及由左到右方式编号为HS4-1~HS4-16,采用2个100t千斤顶按照横、顺桥中心线单端对称张拉,张拉顺序:
HS4-4和HS4-13,HS4-5和HS4-12,HS4-3和HS4-14,HS4-6和HS4-11,HS4-2和HS4-15,HS4-7和HS4-10,HS4-1和HS4-16,HS4-8和HS4-9;
e、Ⅱ类竖向预应力按照顺桥向及由左到右方式编号为Ⅱ-1~Ⅱ-60,采用2个100t千斤顶按照横、顺桥中心线单端对称张拉,张拉顺序:
Ⅱ-23和Ⅱ-38,Ⅱ-22和Ⅱ-39,Ⅱ-24和Ⅱ-37,Ⅱ-21和Ⅱ-40,Ⅱ-25和Ⅱ-36,Ⅱ-20和Ⅱ-41,Ⅱ-26和Ⅱ-35,Ⅱ-19和Ⅱ-42,Ⅱ-27和Ⅱ-34,Ⅱ-18和Ⅱ-43,Ⅱ-28和Ⅱ-33,Ⅱ-17和Ⅱ-44,Ⅱ-29和Ⅱ-32,Ⅱ-16和Ⅱ-45,Ⅱ-30和Ⅱ-31,Ⅱ-8和Ⅱ-53,Ⅱ-7和Ⅱ-54,Ⅱ-9和Ⅱ-52,Ⅱ-6和Ⅱ-55,Ⅱ-10和Ⅱ-51,Ⅱ-5和Ⅱ-56,Ⅱ-11和Ⅱ-50,Ⅱ-4和Ⅱ-57,Ⅱ-12和Ⅱ-49,Ⅱ-3和Ⅱ-58,Ⅱ-13和Ⅱ-48,Ⅱ-2和Ⅱ-59,Ⅱ-14和Ⅱ-47,Ⅱ-1和Ⅱ-60,Ⅱ-15和Ⅱ-46;
f、Ⅰ类竖向预应力按照顺桥向及由左到右方式编号为Ⅰ-1~Ⅰ-72,采用2个100t千斤顶按照横、顺桥中心线单端对称张拉,张拉顺序:
Ⅰ-27~Ⅰ-46,Ⅰ-28~Ⅰ-45,Ⅰ-26~Ⅰ-47,Ⅰ-29~Ⅰ-44;
g、竖向预应力束HS3按照顺桥向及由左到右方式编号为HS3-1~HS3-16,采用2个100t千斤顶按照横、顺桥中心线单端对称张拉,张拉顺序:
HS3-4和HS3-13,HS3-5和HS3-12,HS3-3和HS3-14,HS3-6和HS3-11,HS3-2和HS3-15,HS3-7和HS3-10,HS3-1和HS3-16,HS3-8和HS3-9;
h、竖向预应力束HS2按照顺桥向及由左到右方式编号为HS2-1~HS2-16,采用2个100t千斤顶按照横、顺桥中心线单端对称张拉,张拉顺序:
HS2-4和HS2-13,HS2-5和HS2-12,HS2-3和HS2-14,HS2-6和HS2-11,HS2-2和HS2-15,HS2-7和HS2-10,HS2-1和HS2-16,HS2-8和HS2-9;
i、竖向预应力束HS1按照顺桥向及由左到右方式编号为HS1-1~HS1-16,采用2个100t千斤顶按照横、顺桥中心线单端对称张拉,张拉顺序:
HS1-4和HS1-13,HS1-5和HS1-12,HS1-3和HS1-14,HS1-6和HS1-11,HS1-2和HS1-15,HS1-7和HS1-10,HS1-1和HS1-16,HS1-8和HS1-9;
j、Ⅰ类肋板横向束按照顺桥向方式编号为Ⅰ-1~Ⅰ-8,采用2个400t千斤顶按照横桥中心线双端对称张拉,张拉顺序:
Ⅰ-4,Ⅰ-5,Ⅰ-3,Ⅰ-6,Ⅰ-2,Ⅰ-7,Ⅰ-1,Ⅰ-8;
k、Ⅱ类肋板横向束按照顺桥向方式编号为Ⅱ-1~Ⅱ-8,采用2个400t千斤顶按照横桥中心线双端对称张拉,张拉顺序:
Ⅱ-4,Ⅱ-5,Ⅱ-3,Ⅱ-6,Ⅱ-2,Ⅱ-7,Ⅱ-1,Ⅱ-8;
l、Ⅱ类顶板横向束按照顺桥向方式编号为Ⅱ-1~Ⅱ-16,采用2个27t千斤顶按照横桥向中心线对称单端张拉,张拉顺序:
Ⅱ-8和Ⅱ-9,Ⅱ-7和Ⅱ-10,Ⅱ-6和Ⅱ-11,Ⅱ-5和Ⅱ-12,Ⅱ-4和Ⅱ-13,Ⅱ-3和Ⅱ-14,Ⅱ-2和Ⅱ-15,Ⅱ-1和Ⅱ-16;
顶板横向束张拉时,每组预应力束包含四根预应力钢绞线,顺桥向编号为a、b、c、d,张拉时,依照b、c、a、d的顺寻对称进行。
m、底板横向束按照顺桥向方式编号为D1~D8,采用2个400t千斤顶按照横桥中心线双端对称张拉,张拉顺序:
D4,D5,D3,D6,D2,D7,D1,D8。
2、理论伸长量复核计算:
对预应力钢束张拉理论伸长量的复核计算结果表明:
除Ⅱ类竖向预应力束复核结果较图纸偏大外(图纸所述为3.2cm,复核值为3.86cm),其余伸长量与图纸所述基本一致。
但考虑施工时张拉工作长度,实际预应力束伸长量按下表进行控制。
钢束类型
钢束规格
一侧张拉端工作长度(cm)
钢束长度(cm)
一侧张拉端工作长度理论伸长值(mm)
理论伸长量总计(mm)
Ⅰ类竖向预应力束
3
15.2
35
412
2.5
26
Ⅱ类竖向预应力束
3
15.2
35
612
2.5
40
HS1
3
15.2
35
719.8
2.5
47
HS2
3
15.2
35
679.8
2.5
44
HS3
3
15.2
35
646.4
2.5
42
HS4
3
15.2
35
586.0
2.5
38
HS5
3
15.2
35
573.1
2.5
37
HS6
3
15.2
35
565.1
2.5
36
Ⅰ类顶板横向束
4
15.2
50
1635.8
3.58
103
Ⅱ类顶板横向束
4
15.2
50
1982.0
3.58
125
Ⅰ类肋板横向束
12
15.2
40
2274.8
2.86
138
Ⅱ类肋板横向束
12
15.2
40
2324.5
2.86
141
底板横向束
12
15.2
40
2154.8
2.86
128
理论伸长量计算详单附后。
3、实际张拉控制
精轧螺纹钢的张拉以张拉力控制为主,钢绞线的张拉采用张拉力与钢束伸长量双控法进行质量控制,以张拉力控制为主,钢束实际伸长量作为校核。
在初始张拉力15%
状态下作出标记,钢绞线张拉15%
作为初应力,初应力伸长值按照初应力至2倍初应力时伸长值计算。
15%
~30%
的伸长量计为X1,30%
~100%
的伸长量计为X2。
则该钢束的总伸长量
△L测=2X1+X2
张拉过程需缓慢进行,两端张拉时两侧千斤顶张拉力应保持一致,防止预应力向一侧偏移。
出现较大偏差时应调整千斤顶进/回油速率以保证两端同步。
4、质量要求及偏差处理
1)、预应力束锚固后,测量两端伸长量之和不得超过计算值±6%。
2)、全束断、滑丝总数不得超过预应力束总丝的5
,每束钢绞线断丝或滑丝数量不得超过1根。
3)、一端锚具变形及钢束回缩值不得大于6mm。
4)、二次张拉锚固后,锚杯螺纹与外环支承螺母螺纹咬合应≥5牙扣。
张拉过程中,如发现以上指标超限,应分析原因,加以调整,方可继续张拉。
处理方法宜考虑如下方面:
a.对千斤顶以及与之配套的压力表进行重新校准;
b.对钢绞线作弹性模量检验;
c.放松预应力钢绞线重新进行张拉;
五、张拉安全防护
1、无关人员严禁进入张拉区域。
2、张拉作业必须有专人指挥,工作人员必须集中注意力,在统一指挥下分工完成各自工作。
3、高压油泵与千斤顶之间的各连接点、各接口应保证完好无损。
4、张拉过程中油泵进、回油速度应平稳、均匀,切忌突然加压或卸压,安全阀要设定在规定值上(一般为大于工作压力的10%~15%),且保证灵敏可靠。
5、张拉千斤顶的对面及后面严禁站人,作业人员应站在千斤顶两侧,测量伸长量的人员及预应力筋的锚固应在控制张拉力处于稳定状态下进行相关操作,工作时应位于千斤顶两侧。
6、张拉过程中若出现油表振动剧烈、漏油、电机响声异常、断丝、滑丝等异常现象,应立即停机检查。
7、张拉完毕后管道灌浆前,应对锚固端进行围护,严禁撞击锚具及钢绞线。
六、孔道压浆
1、真空辅助压浆施工工艺
真空灌浆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压入,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。
2、压浆材料技术指标
2.1压浆材料
本次压浆采用自扮M60水泥配制浆液,其中水泥采用富皇牌P.O.52.5级低碱普通硅酸盐水泥,外加剂采用沙坪坝金井源建材厂生产的复合膨胀剂,各项技术指标满足设计及规范要求。
2.2实测浆液技术指标
项目
性能指标
水灰比
0.33
凝结时间(h)
初凝
5h50min
终凝
18h
流动度(25℃)(s)
初始流动度
17
30min流动度
18
60min流动度
19
泌水率(%)
24h自由泌水率
0
3h钢丝间泌水率
0
抗压强度(MPa)
7d
56.2
28d
66.7
3、主要机具设备
水泥浆搅拌机、UB3C型活塞式压浆泵、真空泵、真空压浆组件、各部位接头阀门、高压橡胶管、计量器具、储浆桶等。
4、主要操作步骤
4.1孔道清理及封闭
预应力钢束张拉完成后,切除多余的外露钢绞线(钢绞线外露量约30mm),使用水泥砂浆封锚头,之后清理锚垫板上的压浆孔,保证压浆通道通畅。
用清水冲洗预应力管道并用高压空气吹洗干净。
将密封橡胶垫均匀涂抹玻璃胶后置于锚端,使用密封工作罩罩住整个锚具及钢绞线头,用螺栓将密封罩与锚垫板上的安装孔进行固定。
4.2试抽真空
将压浆阀关闭,抽真空阀打开,启动真空泵抽真空,从导管中排出空气,观察真空压力表读数,应能达到-0.08MPa左右,当孔道内真空度保持稳定时,停泵1min,若压力降小于0.02MPa,即可认为孔道能基本达到并维持真空,否则表示孔道为完全密闭,应立即检查各密封系统,直至达到负压要求。
4.3拌浆
拌浆前,应先加水至搅拌机拌浆筒内空转数分钟,待拌浆筒内壁充分湿润后将水倒出。
之后,严格按照配合比称量各材料用量,将称量好的水倒入搅拌机拌浆筒后边搅拌边倒入水泥,搅拌5~7min直至均匀。
再将外加剂倒入拌浆筒,搅拌5~15min,测试稠度合格后放入储浆桶。
无论倒入储浆桶内的浆体是否立即使用,都要进行不间断搅拌,浆体从搅拌制备至压入管道的时间间隔应不大于40min,对因延迟使用导致流动度降低的浆体,不得通过额外加水的方式增加其流动度。
4.4压浆
孔道压浆应按照从下到上的顺序进行。
启动真空泵抽真空,使管道内真空度达到-0.06MPa~-0.1MPa并保持稳定。
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。
灌浆过程中,真空泵应保持连续工作并保持一定的负压,压浆端压浆机最大压力不超过0.6MPa,并保持稳定。
待真空泵端的空气滤清器中有浆体流出时,立即关闭空气滤清器前端阀门,停抽真空,并打开排浆阀及排气阀(压浆不停止),当水泥浆从排浆阀和排气阀中流出,且稠度与灌入的浆体想当时,关闭抽真空端所有阀门。
灌浆泵继续工作,使管道内压力保持在0.5~0.6MPa,保持压力2min,使浆液致密饱满,然后关闭压浆阀,压浆工作完成。
4.5机具清洗
压浆设备各外接管路、附件、抽真空机空气滤清器及各部位阀门必须在压浆工作完成后及时拆卸清洗,以防水泥浆凝固导致器具顺坏和报废。
清洗完的设备内不得存留积水和残渣。
5、注意事项
1)、孔道压浆应在预应力终张48h内进行,压浆时及压浆后3d内,混凝土及环境温度不得低于5℃。
当环境温度超过35℃时,应在夜间进行压浆作业。
2)、压浆时,对曲线孔道和竖向孔道应从最低点的压浆孔开始压入;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。
3)、水泥浆应做到一次制备、一次使用,不得出现边加料、边制备、边使用的现象。
4)、同一管道压浆应连续进行并一次完成。
压浆应缓慢、均匀,不得中断。
灌注完一条孔道转换其它孔道时,应继续启动灌浆泵,让浆体循环流动。
6、安全防护
1)、水泥浆拌制人员除应配备常规防护用品外,需佩戴护目镜,防止泥浆溅入眼睛,造成伤害。
2)、水泥浆拌浆筒开关应有专人负责,拌制过程中注意肢体防护。
七、封锚
孔道压浆工作完成后,经检查无漏浆的管道,才允许浇筑封锚混凝土,此项工作应在终张后尽快完成。
1、封锚材料
封锚混凝土采用与0#块结构强度相同的C55级无收缩、微膨胀细石混凝土。
2、操作过程
2.1首先,应对锚具进行防锈处理,在锚具及夹片正、侧面部位均匀涂刷防锈漆,锚圈及锚垫板接触处应用防水涂料进行防水处理。
为保证封锚混凝土与梁体混凝土接缝处的结合良好,应将梁体混凝土表面凿毛至露出新鲜石子,并用清水冲洗干净。
2.2将锚垫板表面粘接的水泥浆和锚环上的封锚砂浆铲除干净后设置钢筋网片。
2.3使用自制木模或钢模与结构主体连接紧密,封锚混凝土通过上方预留口灌入锚穴。
可分几次填塞封锚混凝土,保证填塞密实,并用振动棒振捣密实,不得留有空洞、蜂窝。
封锚混凝土浇筑过程中,需严格控制其不平整度,与周围主体结构的错台应控制在2mm以内。
2.4混凝土初凝后,及时拆除模板,对封锚混凝土进行二次收光抹面。
3、封锚混凝土养护
3.1封锚混凝土在初凝后12h内应加强养护,充分保持混凝土湿润,防止封锚混凝土与结构主体间产生裂缝。
3.2采用自然养护时,应在其上覆盖塑料薄膜,结构洒水次数以保持混凝土表面充分湿润为度。
3.3当环境相对湿度小于60%时,自然养护不少于28d;大于60%时,自然养护不少于14d。
4、安全注意事项
锚穴封堵时,作业人员应穿戴好安全带,振捣时尽量避免大力作用于锚具上。
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