预应力张拉施工方案.docx
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预应力张拉施工方案
连续梁后张法预应力施工方案
一、工程概况
国道昆明东连接线广卫立交二期工程A、B、C、D匝道全长1284m,钢绞线152.42吨。
A匝道为5×20+5×25+5×25;B匝道为4×25+3×25+4×25;C匝道为4×25+5×25;D匝道为5×25+4×25+4×25+4×25连续箱梁。
二、张拉、压浆工艺流程
(一)纵向预应力钢束张拉、压浆工艺流程
(二)竖向预应力张拉、压浆工艺流程
精轧螺纹粗钢筋、配套锚具检验
精轧螺纹钢筋下料
管道、精轧螺纹钢筋、锚具预埋
梁段混凝土浇注
配套千斤顶、油泵、压力表检验
养生
千斤顶就位
张拉
测量伸长值、读取油压值
初应力10%бk
100%бk
测量伸长值、读取油压值
锚固
压浆设备配套检验
上压浆管
清孔
压浆
出浆口出浓浆、保压2分钟、关闭进出浆口阀门
封锚
三、预应力施工方法
(一)、纵向预应力筋张拉
预应力砼连续梁预应力筋采用Фj15.24的高强低松驰的钢绞线,其中标准强度fpk=Rby=1860Mpa,设计强度σcon=0.69(1+0.07)fpk=1373.2Mpa,锚下控制应力бk=0.69fpk=1283.4Mpa。
预应力孔道采用两种波纹管成孔:
纵向预应力筋孔道采用内径Φ70mm,外径Φ77mm的金属波纹管成孔,波纹管的接头套管为82mm,接头套管长为300mm;竖向预应力筋孔道Φ35mm(δ=0.5mm)波纹管成孔。
纵向预应力钢绞线下料较短束在岸上进行,并清除其表面上的杂物及锈蚀,以防钢束受至污染。
通常下料长度=孔道长度+150cm,若采用卷扬机穿束则需增加40cm,下料时用砂轮切割机切割,并用扎丝每隔1.5m按顺序编扎成束。
因本桥连续梁为水中墩悬臂施工,较短的钢绞线运送需通过塔吊(用铁扁担)吊运到位,较长的钢绞束先将钢绞线成捆吊至箱梁顶上后,在箱梁顶上下料编束,穿束时采用人工配合卷扬机进行。
通常将卷扬机的钢丝绳系在牵引绳上,用人工先将钢束徐徐拉进孔内,在钢束头进孔道时,再用人工协助使其顺利入孔。
纵向预应力筋采用两端张拉,待各梁段混凝土达85%设计强度并不小于三天龄期后方可进行预应力张拉,张拉顺序为先腹板束,后顶板束,左右对称张拉。
预应力钢束张拉时应先单根钢绞线预张拉。
竖向预应力粗钢筋在各梁段纵向预应力钢束张拉完毕后张拉,两侧对称同时张拉。
竖向预应力管道压浆宜在移动挂篮后进行。
1号、2号主墩上的纵向预应力钢束张拉顺序为:
0号段为2N1、2N6、2N6;其它各梁段张拉钢束号及顺序为:
1号,1`号梁段:
2N2,2N7;2号,2`号梁段:
2N3,2N8;
3号,3`号梁段:
2N4,2N9;4号,4`号梁段:
2N5,2N11,2N10;
5号,5`号梁段:
2N12;6号,6`号梁段:
2N13,2N13;
7号,7`号梁段:
2N14,2N14;
在中跨合扰段体外支撑安装完毕,迅速张拉2N26、2N25钢束,其每束张拉力为290KN;待中跨合扰后混凝土达到85%的设计强度和满足不小于龄期后,拆除体外支撑,补张拉纵向预应力钢束2N26、2N25至设计吨位;待拆除墩上临时支座迅速张拉2N30、1N25钢束;悬灌边跨不平衡段8号块并待混凝土达85%设计强度并不小于三天龄期后张拉2N15钢束。
在0号、3号墩顶托架上浇筑边跨10号、9号梁段并待混凝土强度达到85%的设计强度和满足不小于三天龄期后,张拉部分纵向预应力钢束,张拉钢束号及顺序为:
2N23、2N24、2N20、2N18、2N29;张拉两节段竖向预应力钢筋。
待拆除0号台、3号墩托架、临时支座,完成体系转换,再拆除全桥挂篮、支架及体外支撑,并取消中跨跨中压重后,张拉全桥剩余钢束3N22、2N21、2N19、4N28、4N27、4N26。
预应力钢绞线张拉以张拉吨位和伸长量双控,以张拉力为主,伸长量为辅校核。
根据每束钢绞线的长度计算张拉的理论伸长值,理论伸长值计算式为:
Δl=[(б′k-бo)/Eg]*(L-1/2KL2-1/2μθLc)100+δ。
式中:
б′k——预应力钢筋张拉时的平均应力,MPa;
б′k=бk[1-1/2(kL+μθ)]
бk——预应力钢筋锚下控制应力,MPa;
бo——测量伸长值时的初调应力,MPa;
K——考虑管道对其设计位置的偏差系数;
μ——预应力钢筋与管道壁之间的摩擦系数;
持荷5分钟
张拉程序:
0初应力10%бk50%бk100%бk105%бk锚固。
单束钢绞线的张拉程序如下:
1、安装工作锚钣,锚钣与锚垫钣尽可能对中;安装工作夹片注意平整;安装限位板时注意止口与锚钣定位;安装千斤顶时前端止口应对准限位板;安装工具锚时应与前端张拉端锚具对正,不得使工具锚与张拉锚之间的钢绞线扭股,工具锚夹片锥孔内表面用前涂退锚灵,或夹上塑料薄膜,以便退锚灵活;
2、梁体两端预应力钢束张拉时应先单根钢绞线预张拉,一般作法是油表压力为3Mpa时表示钢绞线已拉紧,这时用小钢管冲紧夹片;
3、两端同时张拉,张拉缸给油,注意观察保持联系,张拉至初始应力值10%бk并待油压稳定后,读取油表读数及对应张拉力,检查锚具、千斤顶的对中情况,发现偏移的的调整至中心,同时在千斤顶用钢扁尺测量千斤顶活塞的伸长量,该伸长量即为钢绞线伸长值的测量起点值;
4、继续张拉,加载至50%бk、105%бk时分别用钢扁尺测量两端千斤顶活塞的伸长量、读取油表读数、对应张拉力,并检查锚具、千斤顶的对中情况;
5、用第4步测量的千斤顶活塞的伸长量减去第2步千斤顶活塞的伸长量,所得伸长量即为该束钢绞线的实测伸长量,实际伸长值与理论伸长值应控制在±6%误差内,否则应暂停张拉,查明原因后处理,保压五分钟后锚固(在保压五分钟内若油压下降庆补油于规定值),打开高压油泵截止阀,张拉油压缓慢降至零,活塞回程完成一次张拉循环;
6、每一束钢绞线张拉完用红油漆在钢绞线上作标记;
7、重复第1步到第6步的施工步骤张拉其它的钢绞线束直至完毕。
(二)、竖向预应力筋张拉
竖向预应力筋采用
25高强精轧螺纹粗钢筋,设计强度0号、10号节段为312.9KN,其余节段为292.1KN。
孔道采用预埋金属波纹管成孔,波纹管直径为内径Φ35mm,δ=0.5mm,波纹管定位采用上下两端定位钢筋网,定位尺寸及间距满足竖向预应力筋在梁体的纵横坐标要求。
JLM-25型上垫板设置在腹板主筋下,下垫板用定位筋与底板主筋焊接,粗钢筋安置时,保证非张拉端露出锚具30mm以上,张拉端露出锚具72mm以上。
非张拉端粗钢筋底部用钢筋或垫块垫住,防止粗钢筋由于重力直接置于底板上。
用钢筋垫置时采用长15cm直径为16mm钢筋与非张拉端点焊置于底板主筋上。
预应力钢绞线张拉以张拉吨位和伸长量双控,以张拉力为主,伸长量为辅校核。
根据设计每延米理论伸长量3.2mm计算每根粗钢筋伸长值(见后附表):
Δl=p平l/AgEg
p平—预应力粗钢筋平均张拉力,N;
l—预应力钢筋的长度,m;
Ag—预应力钢筋截面面积,mm2
Eg—预应力钢筋弹性模量,Mpa。
5、张拉程序
持荷2分钟
0初应力10%бk100%бk锚固。
每幅梁段竖向预应力粗钢筋的张拉顺序:
在各梁段纵向预应力钢束张拉完毕后张拉,两侧对称同时进行。
竖向预应力管道压浆宜在移动模板后进行。
单根粗钢筋的张拉程序如下:
1、安装锚具时,螺母及垫板用扳手拧紧;将穿心拉杆旋戴在预应力高强精轧螺纹钢筋上至少6扣螺纹;千斤顶就位,套在穿心拉杆上,撑套脚抵压垫板,链轮套管套上螺母,带上并拧紧穿心拉杆螺母。
2、高强精轧螺纹钢筋在张拉前预拉3%бk;
3、梁体一端张拉,千斤顶开机前油嘴进油,后油嘴回油,活塞向后移动张拉预应力钢筋,注意观察,当张拉至初始应力值10%бk并待油压稳定后,读取油表读数及对应张拉力,检查锚具、千斤顶的对中情况,发现偏移的的调整至中心,同时在千斤顶用钢扁尺测量千斤顶活塞的伸长量,该伸长量即为钢绞线伸长值的测量起点值;
4、活塞向后移动张拉预应力钢筋,并随张拉不断拧紧装置,当拉至бk油压稳定后,测量钢筋伸长值,实际伸长值与理论伸长值应控制在±5%误差之内,否则应暂停张拉,查明原因后处理;保压2分钟(在保压2分钟内若油压下降应补油于规定值)后拧紧锚固。
千斤顶前油嘴回油,后油嘴进油,活塞向前移,张拉结束。
5、卸下穿心拉杆、千斤顶,测量钢筋外露值,用切割机割支多余部分,割后露出锚具长度25mm。
(三)孔道压浆
孔道压浆一般宜在张拉完毕24小时内进行。
为保证压浆孔道中灰浆凝固质量,采用先拆除模板再压浆的工序,为保证梁体的耐久性,管道压浆采用纯水泥浆。
纵向预应力孔道压浆采用活塞式压浆阀,竖向预应力孔道压浆在同一根波纹管顶面采用高低出进浆口方案,用Ф16水管在张拉端锚垫板下部两侧焊在Ф48钢管上,进浆口焊在锚垫板下10cm处,出浆口焊在锚垫板下5cm形成进出浆连通。
四、施工技术措施
(一)、纵向预应力筋张拉
(1)、锚具及预应力钢绞线
1、锚具
锚具按设计要求采用相应规格,每1000套为一批,不足1000套也按一批计,每批外观检查抽10%,且不少于10套;硬度检验从每批中抽取5%的锚具、夹片且不少于5套做硬度试验,试验合格及具有试验室提供的试验报告方可使用。
2、预应力钢绞线
预应力筋每30t为一批进行检验,不足30t也按一批计,每批抽检一次预应力钢绞线经试验合格及具有试验室提供的试验报告方可使用。
钢绞线和锚具放置室外必须加垫枕木和蓬布。
(2)、张拉机具及压力油表的校验
张拉机具为三作用千斤顶YCW150B型,张拉压力油表为0~60Mpa,精度等级为0.4;每个千斤顶主缸设置主油表与副油表各一块,千斤顶及压力油表必须配套送试验室校验标定,在校验时每个千斤顶多配套校验一个压力油表备用。
张拉千斤顶每张拉200次或一个月必须送试验室校验。
当施工中发生下列情况重新校验:
油泵压力表不能退回原点;油泵倒地或重物撞击油压表。
(3)、钢绞线编束
钢绞线下料时必须用枕木支垫,用扎丝每隔1.5m按顺序编扎,编扎好的钢绞线束必须按编号放置于枕木上并严禁车轮辗压,枕木支垫间距为2m一根。
在钢绞线束的两端用胶布包扎方便穿束,并用蓬布遮盖防雨淋生锈。
(4)、孔道成孔
纵向预应力孔道波纹管接头处用胶布密封防止水泥浆进入孔道影响预应力钢绞线的张拉。
波纹管定位采用Ф8圆钢作定位筋,定位筋作成方格形。
波纹管孔道在砼施工完毕立即用清水冲洗孔道,防止有漏浆在孔道内凝结堵塞孔道。
(5)、钢绞线穿束
如果在钢束穿进过程中堵塞,要立即停止,找准堵塞管位置,凿开混凝土清除管道内的堵管杂物,仍继续用卷扬机将钢束拖过孔道。
桥面开窗时不能损坏邻近的波纹管,封窗前应先把割断的桥面钢筋焊好,最好在封窗处埋有排气孔,便于压浆。
(6)、预施应力前的准备
1、根据已检验配套的油泵、油管、千斤顶、压力表,确定张拉力与压力表之间的曲线回归方程,保证应力曲线关系正确;
2、梁段外观和尺寸检查符合质量标准且砼强度达到设计强度的85%,同时养护不少于3天的龄期时才允许预施应力;
3、清除支承垫钣上的灰浆皮;
(7)、断丝、滑丝的处理
当在张拉过程中出现断丝或滑丝超过钢绞线丝总数的5‰,且一束内断、滑丝数超过1丝时,则必须对单丝钢绞线进行重新张拉,采用单股张拉千斤顶进行补张拉。
(8)、张拉完毕检查下列项目
1、每束钢绞线的实际伸长量与理论伸长量之差是否超过理论伸长量的±6%,若超出限值应找出原因后再继续张拉;
2、每节块梁段的断丝、滑丝总数不得超过钢绞线丝总数的5‰,且一束内断、滑丝数不得超过1丝,每束钢绞线束张拉端预应力钢绞线回缩及锚具变形值不应大于5mm;
3、张拉完第二天对已张拉的钢绞线束逐一进行检查有无新的滑丝现象;
4、张拉完的钢绞线经检查合格后在距离锚塞3~5cm处,用手砂轮将外露钢绞线切断。
(二)、纵向预应力筋孔道压浆
技术指标要求达到如下:
1、压浆设备:
灰浆泵、砂浆搅拌机
2、压浆技术指标
(1)强度:
抗压强度大于55MPa,抗折强度大于10MPa的设计要求;
(2)凝结时间:
初凝大于4小时,终凝小于24小时;
(3)静置条件泌水率:
3小时小于0.1%,24小时为0;毛细泌水率:
3小时小于0.1%;
(4)压力泌水指标:
0.14MPa下,最大泌水率不大于6%;
(5)流动度:
在流动性测定仪上进行试验,水泥浆出机流动度21±4秒,30分钟后流动度30秒;
(6)28天限制膨胀率0—0.1%;
(7)充盈度:
无肉眼可见水囊,无直径大于3mm的气囊。
(8)水泥:
水泥标号采用普硅P.O42.5,水泥有结块现象不得使用;
(9)水泥浆水灰比按试验室提供的配合比施工,当室外温度高时水灰比可加大到0.5,水泥浆必须在终凝前压完,水泥浆中不得掺入各种氯盐;
(10)水泥浆强度等级为M40。
3、压浆工艺
(1)每个孔道压注以前以压力水冲洗,排除孔道内粉碴和污物,同时检查板梁体各处,堵塞冒水的漏洞。
当发现有串孔现象,又不易处理时,应判明串孔数量,在压浆时几个串孔同时压注。
或者某一孔道压浆后,立刻对相邻孔道用高压水彻底冲洗;
(2)压浆前先将夹片周围的间隙用水泥浆填塞,防止冒浆;
(3)压浆管路长度不宜超过25m,当需要超过30m时,应提高压力100~200kPa,整个压注系统及胶管各阀门处内径不得小于10mm,以防堵塞;
(4)每个压浆孔道的进出浆口应安装一节带阀门的短管,以备压注完毕时封闭,保持孔道中的水泥浆在有压状态下凝结;
(5)水泥浆的拌和:
先下水再下水泥,拌和时间不少于1分钟,灰浆过筛后存放于储浆桶内。
此时桶内灰浆仍要低速搅拌,并经常保持足够的数量以保证每根管道的压浆能一次连续完成。
水泥浆自调制到压入管道的间隔时间不得超过40分钟。
(6)灰浆泵最高输浆压力以保证压入管道内的水泥浆密实为准,一般为0.6~0.7Mpa,当出浆口排出浓浆后关闭出浆口阀门,并应有适当保压时间。
在按规定压浆完毕后停1小时后试打开阀门,此时没有水泥浆反溢现象即可卸管。
(三)、高强精轧螺纹钢筋张拉
竖向预应力筋采用
25高强精轧螺纹粗钢筋,YC60B型千斤顶张拉,JLM-25型锚具,JLM-25型锚垫板,Φ35mm(δ=0.5mm)波纹管成孔。
除0号块及边跨端块间距为40cm外,其余均为50cm。
全桥共608根竖向预应力筋。
(1)、锚具及预应力粗钢筋
1、锚具
锚具按设计要求采用JLM-25型锚具及JLM-25型锚垫板,每1000套为一批,不足1000套也按一批计,每批外观检查抽10%,且不少于10套;硬度检验从每批中抽取5%的锚具、夹片且不少于5套做硬度试验,试验合格及具有试验室提供的试验报告方可使用。
2、预应力粗钢筋
预应力筋每30t为一批进行检验,不足30t也按一批计,每批抽检一次预应力筋经试验合格及具有试验室提供的试验报告方可使用,并进行外观检查。
粗钢筋和锚具放置室外必须加垫枕木和蓬布。
(2)、张拉机具及压力油表的校验
张拉机具为穿心式单作用千斤顶YC60B型,张拉压力油表为0~60Mpa,精度等级为0.4;每个千斤顶主缸设置主油表与副油表各一块,千斤顶及压力油表必须配套送试验室校验标定,校验期限一月,当施工中发生下列情况应重新校验:
油泵压力表不能退回原点;油泵倒地或重物撞击油压表。
(3)、孔道预留及压浆
1、波纹管定位采用Ф8圆钢作定位筋。
2、JLM-25型垫板埋设及粗钢筋安装
波纹管与锚垫板套管接头处用胶布缠紧,以防漏浆,JLM垫板与波纹管亦用胶布缠紧。
灌注砼前用黄油堵住出浆口,并安装海绵及张拉槽口砂袋,以防进浆及有利于张拉。
4、预施应力前的准备
①、梁段外观和尺寸检查符合质量标准且砼强度达到设计强度的85%,同时养护不少于3天的龄期时才允许预施应力;
②、清除支承垫钣上的灰浆皮;
③、检验配套油泵、油管、千斤顶、压力表,以确定张拉力与压力表之间的关系曲线,确保应力的准确建立;
(四)、竖向预应力筋孔道压浆
技术指标要求达到如下:
1、压浆设备:
灰浆泵、砂浆搅拌机
2、压浆技术指标
竖向预应力筋孔道压浆技术指标与纵向预应力筋孔道压浆技术指标相同。
3、压浆工艺
(1)压浆工作在每一施工节段张拉后24小时内完成;
(2)压浆使用活塞式压浆泵,压浆前将压浆罩安装在压浆管上,在三通阀上安装压浆三通阀并将其关闭,压入清水冲洗孔道,然后关闭所有阀门,保持水压2kg/cm2,检查无串孔现象即可压浆;
(3)竖向孔道压浆,在张拉端采用高低出进浆口方案,从低进浆孔压浆,当浆注满,从高出浆口出浆,压力为0.3~0.4pa,压浆不宜太快,待顶部出浆口流出浓浆后,堵死出浆口,然后关闭压浆阀。
(4)水泥浆的拌和:
先下水再下水泥,拌和时间不少于1分钟,灰浆过筛后存放于储浆桶内。
此时桶内灰浆仍要低速搅拌,并经常保持足够的数量以保证每根管道的压浆能一次连续完成。
水泥浆自调制到压入管道的间隔时间不得超过40分钟。
五、张拉、压浆安全注意事项及要求
1、张拉、压浆均为关键工序,技术人员应现场指导,操作预应力设备的人员应通过设备使用的培训。
张拉现场严禁非张拉人员和非工作人员进入;
2、在张拉过程中所有张拉和工作人员必须退到两侧,严禁在张拉千斤顶的斜、后方走动或停留;张拉后钢束在未灌浆前严禁碰击、踏踢;灌浆工作也应避开钢筋端部,以防预应力钢筋突然断裂弹出伤人;
3、张拉所用的插座板及电线必须经检查确定无漏电等方可使用;
4、张拉、压浆平台必须稳固可靠,张拉操作人员必须严格按照张拉操作规程进行,严禁违规盲目操作,张拉、压浆人员必须配戴安全帽、防护眼镜等保护用品;
5、钢绞线下料或切断多余钢绞线严禁使用氧气;
6、两端张拉必须同步进行;
7、预应力钢绞线的锚固应在张拉控制应力处于稳定状态下进行。
8、波纹管严禁被氧气或电焊烧穿,如在穿波纹管定位时发现以漏洞
必须用胶布密封。
9、张拉支架必须具有足够的强度和稳定性。
10、限位板应根据钢绞线的实际外径选择,本工程采用Ф15.24钢绞线,刻有Ф15.24一面对着工作锚;
11、夹片、锚环不能附有水泥浆或其它杂物,以防滑丝;
12、钢绞线表面严禁有油渍等杂物,对钢绞线上的浮锈要清除,以减少磨擦损失;
13、工具锚和夹片的锥孔内均要涂上润滑剂,以便张拉锚固后能顺利退锚;
14、严禁使用生锈的夹片、锚环进行张拉;
15、用双控方法作为张拉质量控制指标,双控中以张拉力控制为主,伸长值控制为辅;
16、压浆应一次完成,中间不能停顿时间太长。
如果出现了较长时间的停顿,要将压入的水泥浆用高压水冲干净;当室外气温高达35度时,宜在夜间进行;
17、拌合好的水泥浆必须经过网筛过滤,在储浆池中的水泥浆要经常搅动,以防沉淀。
压完浆后,压浆机具和储浆池都要仔细清洗,以防下次压浆时堵管;
18、在有油压情况下,严禁拆卸油压系统中任何零件;
19、千斤顶在工作过程中,加卸载应力求平稳,避免冲击;
20、千斤顶张拉行程为极限行程,工作时严禁超过;
六、张拉、压浆配套机具
序号
机具名称
单位
数量
1
YCW150A型千斤顶、OVM2×2-200型电动油泵
套
4
2
挤压式灰浆泵及高压管
套
1
3
砂浆搅拌机
台
1
4
YC60B型千斤顶
套
2
5
穿心前卡式千斤顶YDCQ型
台
2
七、张拉人员安排
序号
工作项目
单位
数量
1
开泵
人
1人/台
2
组长
人
1
3
技术
人
1/端
4
安装、卸除油顶(含记录、联络)
人
2人/台
八、压浆人员安排
序号
工作项目
单位
数量
1
组长及开泵
人
1
2
开搅拌机及上料
人
2
3
清洗孔道及两端阀门开关
人
4
九、工序质量检验标准
检查项目
质量标准
检查规定
备注
容许误差
质量标准
频度
方法
预
应
力
张
拉
伸长值(%)
±6
超出者查明原因采取措施
每束
用钢尺量
张拉力必须满足设计要求
每束断、滑丝数
1
超出者原则上换束
每束
张拉读数
每断面断、滑丝数
<1%总数
超出者原则上换束
每断面
张拉读数
回缩量(mm)
<5
超出者查明原因采取措施
每个锚头
用钢尺或百分表
管道
重心位置(mm)
不大于4
4处/1m
用钢尺量两端起终点
定位筋位置(mm)
不大于4
工程师认可
用钢尺量
管道压浆
≮M40
3组/每工作班
7.07×7.07×7.07cm3标养28天强度
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