预应力施工工艺及注意事项.doc

桥面负弯矩张拉施工工艺
一、桥面负弯矩后张法张拉工艺原理
在混凝土结构施工时，按设计要求预留出相应的预应力孔道，待构件混凝土的强度、弹性模量、龄期达到设计规定的要求时，穿入预应力钢绞线，用张拉机具进行张拉，并用锚具把张拉后的预应力钢绞线锚固在构件的端部。预应力筋的张拉力主要靠构件端部的锚具传给混凝土，使其产生压应力。张拉锚固后，在预留孔道内注入水泥浆，使预应力钢绞线不被锈蚀，并与构件形成整体，增加了构件刚度，有效的控制了构件的抗裂度。
二、施工准备
（1）钢绞线的准备 
预应力钢束采用标准强度为fpk=1860MPa的φs15.24mm低松驰高强度预应力钢绞线，弹性模量Ep=1.95×105MPa，钢绞线运至现场后须底部垫方木，上面覆盖雨布，防止钢绞线锈蚀，降低钢绞线强度与延伸率。
（2）锚具的准备 
桥面负弯矩张拉采用夹片式圆形锚具，锚具与夹片须配套使用。25m梁板锚具型号为M15-5，30m梁板锚具型号为M15-6。施工前对进场锚具按规范要求进行进场检验，未经检验或者检验不合格者不得用于施工现场。
①工作锚具：张拉时与锚垫板产生反作用力，承载工作夹片对抗钢绞线拉力，张拉完毕后永久性留在梁体中。工具锚：比工作锚具半径要大，厚实。张拉时承载工具夹片对钢绞线进行张拉，张拉完毕后可以取下，重复使用。
②工作夹片：一般由两片夹片组成，张拉时与工作锚具共同受力，张拉完毕便留在锚具上，为永久性使用材料。 工具夹片：一般由三片夹片组成，张拉时与工具锚共同受力，张拉完毕后可以取下，可重复使用。

（3）张拉机具的准备 
桥面负弯矩张拉采用27t液压式千斤顶及其配套的油泵、油表，完全能够满足计算的控制吨位的要求。张拉用的千斤顶与压力表应配套标定、配套使用。根据油顶、油表的校准证书，计算所需张拉力对应的油表读数，作为张拉力控制依据。千斤顶和油表在使用超过300次或使用时间超过6个月时，需重新标定。在检验期限内，使用过程中千斤顶、压力表出现异常或千斤顶检修或更换配件后，必须重新校定。

三、桥面负弯矩张拉施工
1、张拉施工的工艺流程
下料与编束→穿束→安装锚具及夹片→安装千斤顶及张拉设备→两端对称张拉→张拉力10%→张拉力20%→张拉力100%→持荷5min锚固→拆除千斤顶及张拉设备→锚具外钢绞线切割、封锚→压浆
2、下料与编束
钢绞线采用砂轮切割机切割。钢绞线的下料长度为孔道长度加上两端工作长度。为便于张拉时区分是否为同一根钢绞线，下料后可采用不同颜色的胶带缠裹并编号，编束时应先将整束钢绞线逐根理顺，防止缠绕，编束后采用扎丝每隔1～1.5米捆绑一次，使其绑扎牢固、顺直。

3、 穿束
采用人工穿束。穿束前要检查锚垫板和孔道，锚垫板的位置应准确，孔道内通畅，无水的其他杂质。穿束时将预应力束一端用胶布裹好，方便穿过管道，以免在穿束时划破波纹管。保持整束钢绞线顺直，且仅应前后拖动，不得扭转。穿束后要确保钢绞线两端工作长度不小于设计值。

4、 安装锚具及夹片
先清理锚垫板，将锚具安装在锚垫板凹槽内，使锚具和锚垫板保持垂直紧贴在一起，安装完锚具后要确保钢绞线两端工作长度不小于设计值。夹片沿钢绞线
将其推入锚板的锥孔中，用手推不动为止，再用钢管捣实。夹片安装要平齐。

5、 张拉
当桥面湿接缝、中横梁砼强度达到设计混凝土强度等级的90%，养生期达到7天后，方可进行张拉作业。安装千斤顶及张拉设备，张拉前要注意压力表和顶号是否对应，要按校验的匹配使用。预应力张拉采用双控，张拉以控制应力为主，伸长量校核，实测伸长值与理论伸长值的差值应控制在±6%以内，否则暂停张拉，直至查明原因并提出解决方案待监理工程师审查批准后，方可继续张拉。
桥面负弯矩张拉采用27吨千斤顶两端对称逐根分级进行张拉，张拉顺序为T2→T1（先长束后短束）。预施应力张拉分三级进行，0→10%σCON→20%σCON→100%σCON（持荷5分钟）。
①向千斤顶张拉油缸慢慢送油，直至达到设计值；
② 张拉过程分三个阶段，用钢尺分别测量张拉到10%，20%，100%的预应力筋的伸长量并做好张拉详细记录；分别量测两端预应力之和为L1，L2，L3。
③等张拉100%并稳压5分钟后慢慢回油，退顶。
实际伸长量L=（L3+L2）-2*L1，伸长率w=（C实-C理）/C理*100%。
钢绞线理论伸长值计算：
ΔL= pp×L/Ap×Ep，    
 pp=p×[1-e-(kx+µθ)]/kx+µθ 
式中：ΔL—预应力筋理论伸长值（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(N2)； 
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摩擦的影响系数；        
µ—预应力筋与孔道壁的摩擦系数

6、封锚
张拉完成，24小时后检查确认无滑丝、断丝现象，即可采用手提式砂轮机切割锚板外多余钢绞线，不得采用电弧切割，切割后的钢绞线外留长度不小于3cm，然后用水泥砂浆封锚，包裹住钢绞线外留部分和夹片头，防止钢绞线锈蚀和防止压浆时浆液从锚孔处钢绞线中溢出。

7、孔道压浆
预应力钢绞线张拉锚固后，孔道应尽早压浆且应在48h以内完成，否则应采取避免预应力筋锈蚀的措施。 
四、预应力张拉施工注意事项
（1）预应力筋的切割，宜采用砂轮锯，不得采用电弧切割；预应力筋锚固切割钢绞线后的外露长度，不宜小于3cm，锚具采用封端混凝土保护。
（2）施加预应力用的千斤顶及油表，应定期维护和标定；

（3）预应力筋张拉前，应清理锚垫板板面，并检查锚垫板后面的混凝土质量。如该处混凝土有空洞现象，应在张拉前用环氧砂浆修补；
（4）锚具要妥善保管，使用时不得有锈、有水及沾污其它杂物。工具夹片外表面和锚板锥孔内表面使用前涂上润滑剂，并经常清除夹片表面杂物，当夹片
开裂或牙面破坏时则需更换，不得再使用。
（5）锚具安装时，锚板应对正，夹片应打紧，且片位要均匀：但打紧夹片时不得过重敲打，以免把夹片敲坏；
（6）预应力筋正式张拉前，应会同专业人员进行试张拉。确认张拉工艺合理，张拉伸长值正常，并无有害裂缝出现后，方可成批张拉，必要时测定实际的孔道磨擦损失。
（7）预应力施工应由专业施工队伍来进行,而且施工人员应经过专业培训持证上岗。在张拉时，操作人员必须站在安全地带，做好防护措施，注意操作人员严禁站在张拉时和张拉好的预应力筋前端。
（8）预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固，锚固后夹片顶面应平齐，其相互错位不宜大于2mm，且露出锚具外不应大于4mm。
五、张拉时常见问题分析及预防和处理措施 
1、钢绞线伸长率超出规范允许偏差范围 
实际施工时，往往会出现实测伸长值与理论伸长值的偏差超过规范允许的±6%范围的情况。出现这种情况的原因有：
（1） 管道定位偏差。波纹管安装时，管道定位不准确，或混凝土振捣时碰触波纹管导致其偏位。
（2） 钢绞线材质不合格或锈蚀严重。
（3）张拉设备故障或未及时标定。千斤顶的精度应在使用前校准，使用超过6个月或300次，以及在使用过程中出现不正常现象时，应重新校准。千斤顶、油泵、液压油管接头处漏油时，会导致油表读数与张拉力不对应，无法准确控制钢绞线张拉控制应力，使实测伸长量与设计伸长量偏差较大。 
（4）锚垫板安装倾斜。锚垫板安装倾斜时，锚垫板与钢绞线延伸方向不垂直，在张拉时锚垫板偏心受力，引起应力集中，不但容易导致锚垫板周围砼开裂，而且会加大钢绞线与波纹管道的摩阻力，使钢束受力不均匀，实测伸长量偏小。

（5）钢绞线扭曲、缠绕。钢绞线在管道内扭曲，张拉时管道内钢绞线受力不均匀，部分钢绞线松弛未受力或受力未达到控制应力要求，伸长量不足。 
（6）波纹管道破裂、漏浆。在梁板预制浇筑混凝土施工时，若波纹管道破裂、漏浆，都会导致管道实际摩阻力大于计算的摩阻力，使实测值变小。 
 2、滑丝 
（1）夹片丝口磨损或未清理干净。当夹片丝口出现磨损或丝口上粘有杂物时，夹片与钢绞线无法紧密咬合，易出现滑丝现象。 
（2）钢绞线粘有油污，夹片与钢绞线无法精密咬合，容易出现滑丝现象。 
（3）切割锚头钢绞线时留的长度太短小于3cm，或未采取降温措施。
处理措施：张拉完成后观察锚固前后的钢绞线外露长度，判断钢绞线是否出现了滑丝。如钢绞线发生了滑丝，则采用张拉千斤顶进行补张拉或退锚处理后装上新的工作锚夹片重新张拉到位。
3、断丝 
当张拉到一定吨位后，发现油压突然回落，加压后又回落，那说明可能发生了断丝现象，张拉时严格控制滑丝和断丝数，每束不超过1丝，每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的1%。引起断丝的原因有： 
（1）钢绞线材质不合格，抗拉强度达不到要求时，张拉时容易出现断丝现象。
（2）千斤顶未标定或使用时间或次数超过标定要求。

（3）在钢绞线运输、下料和穿束过程中，有时会造成钢绞线出现豁口、刮伤或烧伤等损伤，影响了钢绞线的受力性能，在张拉过程中就极易出现断丝现象。
（4）管道内钢绞线绞结。钢绞线在管道内绞结，张拉时管道内钢绞线受力不均匀，绞结处受力大于钢绞线极限抗拉强度，导致钢绞线被拉断。 
预防措施：钢绞线在施工现场存放和下料时，必须专门有干净清洁的场地。对钢绞线进行编束，穿束时将预应力束一端用胶布裹好，方便穿过管道，以免在穿束时划破波纹管。保持整束钢绞线顺直，且仅应前后拖动，不得扭转。千斤顶和油表在使用超过300次或使用时间超过6个月时或使用过程中千斤顶、压力表出现异常，需重新标定。
处理措施：张拉过程中发生断丝后，采用千斤顶专用放张的接头逐根张拉钢绞线从缺口处取下夹片，然后进行放张，取出锚具和钢绞线。更换钢绞线，重新穿束，安装锚具、夹片进行张拉。

4、张拉槽口处混凝土开裂 
（1） 混凝土强度未达到张拉强度要求，张拉过早。
（2） 锚垫板安装倾斜或喇叭口内被混凝土充塞，

张拉时锚垫板偏心受力，会引起锚垫板与锚具接触位置局部受力过大，超过混凝土极限抗压强度，引起混凝土开裂。
（3） 锚具安装不到位，未放入锚垫板凹槽内。
（4） 张拉槽口处混凝土未振捣密实，锚垫板后部混凝土有空洞时，张拉过程中混凝土无法有效分担压力，极易出现混凝土开裂，锚垫板破裂现象。
防范措施：在锚垫板安装时，应保证锚垫板与模板紧密贴合，防止其在混凝土振捣过程中发生偏移或变形。锚具安装时与锚垫板平面紧密贴合，避免偏心收拉。因锚垫板处钢筋非常密集，在混凝土浇筑过程中，对锚垫板后部的混凝土加强振捣，防止出现空洞。梁体混凝土强度必须达到设计强度的90%以上，弹性模量必须达到设计值的85%以上，方可进行预应力的张拉施工。
处理措施：凿除张拉槽口处松散混凝土，取出破损的锚垫板，更换锚垫板，重新浇筑混凝土或采用环氧砂浆加固，待强后重新张拉。

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