箱梁预应力张拉施工工艺.doc

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箱梁预应力张拉施工工艺标准
版本：第1版 文件编号：JGSZ-JS-2010-
1 总则
1.1、本工艺标准适用于重庆地区市政工程箱梁预应力筋张拉施工。
2 施工准备
2.1、主要材料要求：
2.1.1、预应力钢丝、钢绞线、无粘结预应力筋等应符合国家现行标准《预应力混凝土用钢丝》GB/T5223、《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224、《无粘结预应力钢绞线》JG161等的规定，每批钢丝、钢绞线、钢筋应由同一牌号、同一规格、同一生产工艺的产品组成。
2.1.2、钢丝、钢绞线、精轧螺纹钢每检验批应不超过60t。
2.1.3、锚具、夹片每检验批应不超过1000套，连接器每检验批应不超过500套。。
2.2、主要机具配置：
箱梁预应力张拉施工机具：液压千斤顶、油泵、油表、压浆泵、砂浆搅拌机、储浆罐及相应的检测设备。
千斤顶、高压油表须经校验合格后方允许使用。使用次数达到200次或使用时间达到半年必须进行校验。
2.3、作业条件：
2.3.1、业主提供的图纸资料已齐全，设计已进行技术交底，施工方案已经过监理工程师或业主批准。
2.3.2、施工用液压千斤顶与油泵的配套检校试验已完成。
2.3.3、钢绞线、锚具、夹片、波纹管、水泥等原材料已进场并抽样经相关试验检测单位检测合格。
2.3.4、钢绞线、锚具、夹片等组合静载锚固试验已完成，并取得相应试验检测合格报告。
2.3.5、压浆用配合比试验已完成，并取得相应试验检测报告。
2.3.6、箱梁同条件养护砼试件龄期及抗压强度达到设计及规范要求。
2.3.3、相关施工班组作业人员已取得相应上岗证书，项目部已对其进行相应技术交底。
2.3.9、现场施工保护措施已落实。
3 施工工艺流程和操作方法
3.1、箱梁预应力张拉施工工艺流程：
张拉
钢绞线穿束
波纹管安装
测量放线

压浆

3.2、测量放线：
3.2.1、根据设计图纸，准确的放样出波纹管的横、纵坐标。
3.3、波纹管安装：
3.2.1、根据设计图纸提供的波纹管定位横、纵坐标，采用钢筋将波纹管固定。波纹管定位偏差满足下表要求。

波纹管安装允许偏差
项目
允许偏差（vmm）
检验频率
检验方法
管道坐标
梁长方向
30
抽查30%，每根查10个点
用钢尺量
梁高方向
10
管道间距
同排
10
抽查30%，每根查5个点
用钢尺量
上下排
10
3.4、钢绞线穿束
3.4.1、钢绞线下料按设计长度加张拉设备长度，并余留锚外不少于100MM的总长度下料，下料应用砂轮机平放切割。割断后平放在地面上，采取铁丝将钢绞线端头绑扎，防止钢铰线散头。
3.4.2、钢绞线切割完后按各束理顺，并间隔1.5米用铁丝捆扎编束。同一孔道穿束应整束整穿。
3.4.3、穿束可采用人工或机械牵引，束头应平顺，以防挂破管壁。
3.5、预应力筋张拉
3.5.1、锚具的安装及准备工作
3.5.1.1、将锚垫板内的混凝土清理干净，检查锚垫板的注浆孔是否堵塞。
3.5.1.2、清除钢绞线上的锈蚀、泥浆。
3.5.1.3、检查预应力孔道中是否有漏浆粘结预应力筋的现象，如有应予以排除。
3.5.1.4、安装工作锚板，锚板应与锚垫板对正。
3.5.1.5、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。
3.5.2、千斤顶的定位安装
3.5.2.1、在工作锚上套上相应的限位板，根据钢绞线直径大小确定限位尺寸。
3.5.2.2、装上张拉千斤顶，使之与高压油泵相连接。
3.5.2.3、装上可重复使用的工具锚板。
3.5.2.4、装上工具夹片（夹片表面涂上退锚灵）
3.5.3、预应力张拉程序
3.5.3.1、当梁体混凝土强度达到设计张拉强度且弹性模量达到设计要求后，即可进行张拉施工作业。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。
 3.5.3.2、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。
 3.5.3.3、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。
3.5.3.4、 张拉时分级加载，按照0→10%σk→20%σk→100%σk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。
 3.5.3.5、张拉程序为：0→10％σk→100％σk（持荷2min锚固）→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%。
3.5.4、预应力理论和实际伸长量的计算
3.5.4.1、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：
△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。
3.5.4.1、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：
L＝B+C-2A
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
3.6、压浆
3.6.1、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。
3.6.2、清理锚下垫板上的灌浆孔，保证灌浆通道畅通。
3.6.3、确定出浆端和灌浆端，安装引出管、球阀和接头，并检查其功能。
3.6.4、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，流动度控制在14～18s，浆体对钢绞线无腐蚀作用。
3.6.5、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。
3.6.6、灌浆泵压力达到0.5～0.6Mpa，持压2分钟。
3.6.7、关闭灌浆及灌浆端所有阀门，完成灌浆。
3.6.8、拆卸外接管路、附件，清洗空气滤清器及阀等。
3.6.9、完成当日灌浆后，必须将所有粘有水泥浆的设备清洗干净。
3.6.10、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。
4 质量标准
4.1、箱梁预应力张拉质量检验及验收按照《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008规定进行。
4.2、预应力筋进场检验按批次逐批抽样检测其力学性能。
4.3、检验锚具、夹片和连接器进场检验
4.3.1、外观检查：锚具、夹片和连接器应从每批次中抽10%且不少于10套检查其外观和尺寸。
4.3.2、硬度检查：锚具、夹片和连接器应从每批次中抽取5%且不少于5套对其进行硬度试验检测
4.3.4、静载锚固性能试验：大桥、特大桥等重要工程应从同批次的锚具中抽取6套组成3个预应力锚具组装件，进行静载锚固性能试验。
4.4、预应力筋张拉时，砼强度必须符合设计规定，设计无规定时，不得低于设计强度的75%。
4.5预应力筋张拉的允许偏差：
波纹管安装允许偏差
项目
允许偏差（vmm）
检验频率
检验方法
管道坐标
梁长方向
30
抽查30%，每根查10个点
用钢尺量
梁高方向
10
管道间距
同排
10
抽查30%，每根查5个点
用钢尺量
张拉应力值
符合设计要求
全数
查张拉记录
张拉伸长率
±6%
断丝滑丝数
钢束
每束一丝，且每断面不超过钢丝的1%
钢筋
不允许
4.6、孔道压浆的水泥浆强度必须符合设计规定，压浆时排气孔、排水孔应有水泥浓浆溢出。
检查数量：全数检查
检验方法：观察、检查压浆记录和水泥浆试件强度试验报告。
4.7、锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量，应符合下表要求
锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量允许值
锚具类别
内缩量允许值（mm）
支承式锚具（墩头锚、带有螺丝端杆的锚具等）
1
锥塞式锚具
5
夹片式锚具
5
每块后加的锚具垫板
1
检查数量：每工作日抽查预应力筋总数的3%，且不少于3束
检验方法：用钢尺量、检查施工记录
5 成品保护
5.1、预应力张拉施工结束后。及时进行封端砼浇筑。
6 施工注意事项
6.1、预应力张拉
6.1.1、张拉钢绞线之前，对梁体作全面检查，如有缺陷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。
6.1.2、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。
6.1.3、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。
6.1.4、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。
6.1.5、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，尽量避免一端张拉。张拉时，应有专人负责及时填写张拉记录。
6.1.5、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1%，且一束内断丝不得超过一丝，也不得在同一侧
6.2、压浆
6.2.1、孔道压浆前应对压浆管道进行检查。
6.2.2、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。
6.2.3、搅拌好的水泥浆要做到基本卸尽，在全部灰浆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，严格控制浆体配合比。灰浆进入灌浆泵前应通过1.2mm的筛网进行过滤。
6.2.4、严格控制用水量，否则易造成管道顶端空隙。
6.2.5、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。
6.2.6、水泥浆出料后应尽量马上泵送，否则应不停搅拌防止离析。
6.2.7、灌浆完成后，应及时拆卸、清洗管、阀、灌浆泵 、搅拌机等所有沾有水泥浆的设备和附件。
6.2.8、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。
6.2.9、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，每工作台班至少制作3组。
6.2.10、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。
6.2.11、灌浆孔数和位置必须作好记录，防止漏灌。
6.2.12、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。
7预应力施工常见问题及处理措施
7.1、锚垫板面与孔道轴线不垂直或锚垫板中心偏离孔道轴线
7.1.1、现象
张拉过程中锚圈突然抖动或移动，张拉力下降。有时会发生锚圈与锚垫板不紧贴的现象。
7.1.2、原因分析
锚垫板安装时没有仔细对中，垫板面与预应力索轴线不垂直。造成钢绞线或钢丝束内力不一，当张拉力增加到一定程度时，力线调整，会使锚杯突然发生滑移或抖动，拉力下降。
7.1.3、预防措施
锚垫板安装应仔细对中，垫板面应与预应力索的力线垂直。
锚垫板要可靠固定，确保在混凝土浇筑过程中不会移动。
7.1.4、治理方法
外加工一块楔形钢垫板，楔形垫板的坡度应能使其板面与预应索的力线垂直。
7.2、锚头下锚板处混凝土变形开裂。
7.2.1、现象
预应力张拉后，锚板下混凝土变形开裂。
7.2.2、原因分析
通常锚板附近钢筋布置很密，浇筑混凝土时，振捣不密实，混凝土疏松或仅有砂浆，以致该处混凝土强度低。
锚垫板下的钢筋布置不够、受压区面积不够、锚板或锚垫板设计厚度不够，受力后变形过大。
7.2.3、预防措施
锚板、锚垫板必须在足够的厚度以保证其刚度。锚垫板下应布置足够的钢筋，以使钢筋混凝土足以承受因张拉预应力索而产生的压应力和主拉应力。
浇筑混凝土时应特别注意在锚头区的混凝土质量，因在该处往往钢筋密集，混凝土的粗骨料不易进入而只有砂浆，会严重影响混凝土的强度。
7.2.4、治理方法
将锚具取下，凿除锚下损坏部分，然后加筋用高强度混凝土修补，将锚下垫板加大加厚，使承压面扩大。
7.3、滑丝与断丝
8.3.1、现象
锚夹具在预应力张拉后，夹片“咬不住”钢绞线或钢丝，钢绞线或钢丝滑动，达不到设计张拉值。
张拉钢绞线或钢丝时，夹片将其“咬断”，即齿痕较深，在夹片处断丝。
7.3.2、原因分析
锚夹片硬度指标不合格，硬度过低，夹不住钢绞线或钢丝；硬度过高则夹伤钢绞线或钢丝，有时因锚夹片齿形和夹角不合理也可引起滑丝或断丝。
钢绞线或钢丝的质量不稳定，硬度指标起伏较大，或外径公差超限，与夹片规格不相匹配。
7.3.3、防治措施
锚夹片的硬度除了检查出厂合格证外，在现场应进行复验，有条件的最好进行逐片复检。
钢绞线和钢丝的直径偏差、椭圆度、硬度指标应纳入检查内容。如偏差超限，质量不稳定，应考虑更换钢绞线或钢丝的产品供应单位。
滑丝断丝若不超过规范允许数量，可不予处理，若整束或大量滑丝和断丝，应将锚头取下，经检查并更换钢束重新张拉。
7.4、波纹管线形与设计偏差较大
7.4.1、现象
最终成型的预应力孔道与设计线形相差较大。
7.4.2、原因分析
浇筑混凝土时，预应力波纹管没有按规定可靠固定。波纹管被踩压、移动、上浮等，造成波纹管变形。
7.4.3、预防措施
要按设计线形准确放样，并用U形钢筋按规定固定波纹管的空间位置，再点焊牢固。曲线及接头处U形钢筋应加密。
浇筑混凝土时注意保护波纹管，不得踩压，不得将振动棒靠在波纹管上振捣。
应有防止波纹管在混凝土尚未凝固时上浮的措施。
7.5、波纹管漏浆堵管
7.5.1、现象
用通孔器检查波纹管时发现内有堵塞；采用在混凝土未浇筑前波纹管内先置钢绞线后浇混凝土的，发现先置的钢绞线拉不动。
7.5.2、原因分析
波纹管接头处脱开漏浆，流入孔道。
波纹管破损漏浆或在施工中被踩、挤、压瘪。
波纹管有孔洞。
7.5.3、防治措施
使用波纹管必须具备足够的承压强度和刚度。有破损管材不得使用。波纹管连接应根据其尺寸，选用配套的波纹套管。连接时两端波纹管必须拧至相碰为止，然后用胶布或防水包布将接头缝隙封闭严密。
浇筑混凝土时应保护波纹管，不得碰伤、挤压、踩踏。发现破损应立即修补。
施工时应防止电焊火花灼烧波纹管的管壁。
纹管安装好后，宜插入塑料管作为内衬，以加强波纹管的刚度和顺直度，防止波纹管变形，碰瘪、损坏。
7.5.4、浇筑混凝土开始后，在其初凝前，应用通孔器检查并不时拉动疏通；如采用预置预应力索的措施，则应时时拉动预应钢绞线。认堵孔严重无法疏通的，应设法查准堵孔的位置，凿开该处混凝土疏通孔道。
7.6、张拉钢绞线延伸率偏差过大
7.6.1、现象
张拉力达到了设计要求，但钢绞线延伸量与理论计算相差较大。
7.6.2、原因分析
钢绞线的实际弹性模量与设计采用值相差较大。
道实际线形与设计线形相差较大，以致实际的预应力摩阻损失与设计计算值有较大差异；或实际孔道摩阻参数与设计取值有较大出入也会产生延伸率偏差过大。
初应力采用值不合适或超张拉过多。
张拉过程中锚具滑丝或钢绞线内有断丝。
张拉设备未作标定或表具读数离散性过大。
7.6.3、防治措施
每批钢绞线均应复验，并按实际弹性修正计算延伸值。
校正预应力孔道的线形。
按照钢绞线的长度和管道摩阻力确定合格的初应力值和超张拉值。
检查锚具和钢绞线有无滑丝或断丝。
校核测力系统和表具。
7.7、预应力损失过大
7.7.1、现象
预应力施加完毕后钢绞线松驰，应力值达不到设计值。
7.7.2、原因分析
锚具滑丝或钢绞线内有断丝。
钢绞线的松驰率超限。
量测表具数值有误，实际张拉值偏小。
锚具下混凝土局部破坏变形过大。
钢绞线与孔道间摩阻力过大。
7.7.3、防治措施
检查钢绞线的实际松驰率，张拉时应采取张拉力和引伸量双控制。事先校正测力系统，包括表具。
锚具滑丝失效，应予更换。
钢绞线断丝率超限，应将其锚具、预应力筋更换。
锚具下混凝土破坏，应将预应力释放后，用环氧混凝土或高强度混凝土补强后重新张拉。
7.7.4、改进钢束孔道施工工艺，使孔道线形符合设计要求，必要时可使用减摩剂。
7.8、预应力孔道注浆不密实
7.8.1、现象
水泥浆从入口压入孔道后，前方通气孔或观察孔不见有浆水流过；或有的是溢出的浆水稀薄。钻孔检查发现孔道中有空隙，甚至没有灰浆。
7.8.2、原因分析
灌浆前孔道未用高压水冲洗，灰浆进入管道后，水分被大量吸附，导致灰浆难以流动。
孔道中有局部堵塞或障碍物，灰浆被中途堵住。
灰浆在终端溢出后，持续荷载继续加压时间不足。
灰浆配制不当。如所用的水泥沁水率高、水灰比大，灰浆离析等。
7.8.3、防治措施
孔道在灌浆前应以高压水冲洗，除去杂物、疏通和湿润整个管道。
配制高质量的浆液。选用的水泥可用强度等级不低于32.5MPa的普通硅酸盐水泥，灰浆水灰比宜控制在0.1～0.45，沁水率宜小于2%，最大不应超过3%。灰浆应具有良好的流动度并不易离析，可掺入适量的减水剂和微膨胀剂，但不得使用对管道和预应力索有腐蚀作用的外掺剂，掺量和配方应根据试验确定。
7.9、预应力孔道灌不进浆
7.9.1、现象
灰浆灌不进孔道，压浆泵压力却不断升高，水泥灰浆喷溢但出浆口未见灰浆溢出。
7.9.2、原因分析
管道或排气孔受堵，波纹管内径过小，穿束后管内不通畅，浆液通过困难。
孔道内落入杂物。
7.9.3、防治措施
用高压水多冲几次，尽可能清除杂物。

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