后张法现浇箱梁预应力张拉作业指导书.doc

后张法现浇箱梁预应力张拉作业指导书

19
2020年4月19日
文档仅供参考
十六、后张法现浇箱梁预应力张拉作业指导书

1. 编制目的 2
2. 编制依据 2
3. 适用范围 2
4. 施工准备 2
4.1张拉条件满足设计规定 2
4.2端头及孔道处理 2
4.3千斤顶、压力表已配套标定 2
4.4预应力材料经过检验合格 3
4.5理论伸长量已计算并交底 4
5. 施工方法 5
6. 工艺流程 5
6.1钢绞线下料及编束 5
6.2预应力筋穿束 5
6.3安装锚具及千斤顶 6
6.4张拉 7
6.5锚固 9
7. 主要机具及设备 9
8. 劳动力组织 9
9. 质量标准及注意事项 9
9.1质量要求 9
9.2注意事项 9
9.3滑丝原因及预防措施 10
9.4断丝原因及预防措施 11
9.5断丝滑丝处理 11
10. 安全措施 12
11. 文明环保措施 12

1. 编制目的
预应力张拉在预应力现浇箱梁施工工序中既是关键工序，又是特殊工序，其施工质量直接关系到桥梁的质量状态，是影响产品质量的关键因素。本作业指导书规定了后张法预应力现浇箱梁的张拉工艺操作方法及质量控制要求、质量缺陷处理方法及安全操作事项。
2. 编制依据
2.1《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424- )
2.2《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415- ）
2.3《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203- ）
2.4《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50- ）
2.5《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T 5224）
3. 适用范围
适用于后张法现浇箱梁（简支梁、连续梁）预应力张拉施工。
4. 施工准备
4.1张拉条件满足设计规定
张拉条件包括强度等级、弹性模量、龄期，按设计文件规定执行。
若锚垫板下混凝土不密实，应采取加固处理措施。待加固处理区域具备强度后，方可实施张拉。
4.2端头及孔道处理
锚垫板处影响工作锚安装的混凝土残渣等缺陷要清理干净；先穿法预应力孔道，浇筑混凝土期间应来回抽动预应力筋，确保孔道通畅。孔道内的杂物及积水采用高压风清理。
4.3千斤顶、压力表已配套标定
宜采用具有自锚功能的千斤顶。张拉千斤顶的额定张拉力宜为所需张拉力的1.5倍，且不得小于1.2倍。
压力表应选择防振型产品，最大读数应为张拉力的1.5～2.0倍，标定精度应不低于1.0级，表盘直径不得小于150mm。
油泵的油箱容量宜为张拉千斤顶总输油量的1.5倍，额定油压数宜为使用油压数1.4倍。
千斤顶与压力表要配套标定，以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线，建立计算回归方程。超过半年或使用200次后，使用过程中千斤顶或压力表出现异常情况，千斤顶检修或更换配件后，应重新配套标定。
千斤顶与压力表的配套数量，应能满足梁体均衡张拉以及施工进度的需要。在某套顶表需要重新标定时，应有备用的顶表可供使用。
4.4预应力材料经过检验合格
4.4.1钢绞线
4.4.1.1包装及标记
每一钢绞线盘卷均应拴挂标牌，注明供方名称、商标标记、产品标记、数量、出厂编号、规格、强度级别、执行标准号等，每批进场的钢绞线应有出厂质量证明。
4.4.1.2表观质量
进场的钢绞线表面不得有油、润滑脂等物质，允许有轻微的浮锈，但不得有目视可见的锈蚀麻坑。
4.4.1.3尺寸检验
钢绞线的直径应用分度值为0.02mm的量具测量，在同一截面不同方向测量两次取平均值。

1×7结构钢绞线直径
1×7公称直径15.20mm钢绞线尺寸及允许偏差、每米重量表
钢绞线结构
公称直径Da（mm）
直径允许偏差（mm）
参考截面积(mm2)
每米参考质量（kg）
1×7
15.20
+0.40
-0.20
140
1101
4.4.1.4每米质量测量
取3根长度不小于1m的钢绞线，每根长度测量精确到1mm，质量精确到1g，分别计算3个样品的每米质量。最后取3个计算值的平均值，做为实测每米质量。
4.4.1.5取样及判定
钢绞线分批检验时每批质量应不大于60t。每批钢绞线由同一牌号、同一规格、同一生产工艺捻制的钢绞线组成。
检验时从每批钢绞线中任取3盘，从每盘钢绞线端部正常部位截取一组试样进行表面质量、直径偏差和力学性能试验。如每批少于3盘，则逐盘取样进行上述试验。
试样结果有一项不合格时，则不合格盘报废。并再从该批未检验过的钢绞线中取双倍数量的试样进行不合格项的复验；如仍有一项不合格，则该批钢绞线为不合格。
4.4.2锚具夹具
锚具夹具进场后应进行外观和外形尺寸、产品合格证检查，并按同一种类、同一材料和同一生产工艺且连续进场的，每5000套为一批，不足5000套也按一批计，进行硬度、静载锚固系数性能试验。
外观和外形尺寸检查：施工单位每批抽检10%，且不少于10套；监理单位每批抽验数量为施工单位的10%，且不少于3套。
硬度试验：施工单位每批抽验5%，且不少于5套；监理单位为施工单位的10%，且不少于2套。
静载锚固系数性能试验施工单位每批抽检一次（3套），监理单位每批抽验数量为施工单位的10%，但至少一次（3套）。
4.5理论伸长量已计算并交底
根据标定的顶表配套套数，分别计算出每束钢绞线在各张拉阶段的张拉力、油表读数及最终理论伸长量值。
计算书应由总工程师签字，并报监理工程师审核批准后，方可使用。
5. 施工方法
预应力张拉按设计规定的顺序、规定的张拉程序进行，两端张拉要求同步对称。预应力张拉以张拉应力和伸长量进行双控，以张拉应力控制为主，伸长量校核为辅。
6. 工艺流程
6.1钢绞线下料及编束
6.1.1下料
钢绞线盘卷竖向置于专门制作的下料架内，防止钢绞线头弹出伤人。从内圈端头开始往外拉，达到要求长度后采用切割机或砂轮机切断，严禁采用电弧烧断。
钢绞线下料长度应满足安装千斤顶、锚垫板的需要，一般按下列公式计算：

—钢绞线下料长度； —锚具支承板间管道长度
—工作锚具厚度； —张拉千斤顶长度；
—工具锚具厚度； —长度富余量（可取100mm）；
—单端张拉为1，两端张拉为2。
6.1.2编束
可将一根钢束中的全部钢绞线编束后成整体装入孔道中，也可逐根将钢绞线穿入孔道。孔道较长的连续梁，宜将一根钢束中的全部预应力筋编束后整体穿入孔道中。
同一束钢绞线要采用强度相同的预应力钢材。各股要梳理顺直，不得交叉扭结。编织成束后其端头部分要采用塑料纸包裹，避免穿管时尖锐的端头刺破孔道。编束后要进行编号标识，分别存放。
6.2预应力筋穿束
后张法现浇箱梁预应力钢绞线穿束分为先穿法与后穿法两种。简支梁孔道较短，一般采用先穿法；连续梁预应力孔道较长，宜采用后穿法。
6.2.1先穿法
简支梁孔道较短，可不需要采用牵引装置，直接从一端穿入到另一端。整体穿束时，束的前端应设置穿束网套或特制的牵引头。单根穿入的，应采用穿束机逐根将其穿入孔道内。
穿束过程中，应保持预应力筋顺直，且仅应前后拖动，不得扭转，避免孔道内钢绞线发生相互缠绕。触碰到孔道时不得强行硬顶，应先退出进行适当调整后再往前穿，以免刺破孔道。
钢绞线穿入后，应检查校核两端外露的长度，并采用胶带或塑料纸包裹严密。孔道端部开口应密封，防止湿气进入，加剧钢绞线锈蚀。
钢绞线先穿入时间不应提前过早，宜安排在即将浇筑混凝土时穿入，避免钢绞线放置时间过长产生锈蚀。自穿入钢绞线到压浆的容许间隔时间见下表，否则应采取防止锈蚀的措施。
暴露条件
钢绞线安装后至压浆时的容许间隔时间（d）
空气湿度大于70%或盐分过大时
7
空气湿度40%～70%时
15
空气湿度小于40%时
20
浇筑箱梁混凝土过程中，应经常来回抽动钢绞线，检查孔道变形及通畅情况。
6.2.2后穿法
浇筑混凝土之前，孔道内应设置内撑管（或叫抽拔管），防止孔道变形；在浇筑过程中来回抽动，检查孔道变形及通畅情况。内撑管抽拔时间应经过试验确定，一混凝土抗压强度达到0.4～0.8Mpa时为宜，抽拔时不得损伤结构混凝土。抽拔后应采用通孔器或压水、压气等方法对孔道进行检查，如发现孔道堵塞、有残留物或与邻孔有串通，应及时处理。
穿束之前应对孔道进行检查，采用压力水见可能粘附于孔壁的杂物冲洗掉，同时可检查出有无串孔现象。然后用高压风吹干孔道内的水分。
简支梁采用后穿法的，要求同先穿法。连续梁采用后穿法的，宜采用穿束机或卷扬机等牵引机具，从一端缓慢拖拽到位。
6.3安装锚具及千斤顶
6.3.1安装顺序
工作锚→工作夹片→限位板→千斤顶→工具锚→工具夹片。

锚具、千斤顶安装示意图
6.3.2锚具安装
锚具在使用前用柴油逐一清洗，除去铁屑、泥砂等杂物，锈蚀严重者一律不得使用。
在检查钢绞线外露长度无误后，将外露部分钢绞线梳理顺直，工作锚各锥孔与每根钢绞线相对应，逐步推向至锚垫板限位环槽口内，使喇叭垫板受力均匀，严禁错位安装，形成喇叭口受到巨大的局部集中压力，造成喇叭口破坏。工作锚中心应与孔道中心对齐，与锚垫板密贴。工作锚就位后，在每个锥孔内钢束四周安装夹片。夹片安装时应轻轻敲打，均匀受力，不得重击。最后用50cm～150cm长内径为18mm或20mm的钢管（两端切割整齐）敲紧敲齐夹片，使其两端面在同一平面内，而且夹片之间的空隙不得夹有钢丝。
工具锚安装方法与工作锚相同，孔位与工作锚的位排列要一致，以防钢绞线在千斤顶穿心孔内打叉。工具锚夹片在使用前应在表面均匀涂上一层蜡质润滑剂，以利卸锚。
6.3.3千斤顶安装
千斤顶应采用倒链吊住，以便整千斤顶的上下高度、前后角度。倒链悬挂在固定于箱梁顶板上的悬挑支架上。
限位板及千斤顶安装，要不断校正其位置和角度，使张拉力的作用线与孔道中心线（曲线段为孔道中心线末端的切线）重合，与垫板垂直。千斤顶上的油管应自然垂向地面，不宜朝天扭曲，以免造成漏油。
6.4张拉
6.4.1张拉顺序
预应力钢绞线张拉必须严格按照设计规定的顺序执行，做到两端张拉同时同步，左右对称进行，最大不平衡束不得超过一束。
两端同时张拉时，两端千斤顶升降压、画线、测量伸长值等工作应基本一致。
6.4.2张拉程序
不需要倒顶的张拉程序：0→10%σk（伸长量L1）→20%σk（伸长量L2）→100%σk（伸长量L3）→持荷5min（检查无滑丝现象）→σk→回油锚固→测定回缩量（回缩量L4）及夹片外露量。
注：1、σk为张拉控制应力；
2、回缩量包括工具锚处、工作锚处回缩量。
实测伸长量L=（L2-L1）+（L3-L1）- L4
如伸长量较大，超过千斤顶的最大行程，则在张拉过程中需要先张拉一定长度后，在此位置临时锚固后重新安装千斤顶继续张拉至设计要求张拉力。
要倒顶的张拉程序：0→10%σk（伸长量L1）→20%σk（伸长量L2）→%σk（伸长量L3，值以千斤顶行程为准。）→回油锚固→重新安装千斤顶→%σk（伸长量L4）→100%σk（伸长量L5）→持荷5min→σk→回油锚固→测定回缩量（L6）及夹片外露量。
实测伸长量L=（L2-L1）+（L3-L1）+（L5-L4）- L6
6.4.3张拉操作过程
6.4.3.1两端张拉互相呼应，准备操作。由一技术员在一端用对讲机统一指挥，另一人在另一端协助指挥。
6.4.3.2打开油泵全部阀门，启动油泵，排除油路内的空气。
6.4.3.3关闭张拉油路持荷阀，调节该油路调压阀，使张拉端油缸缓缓进油，此时回油阀门全部打开。注意控制锚具、限位板、千斤顶对中情况。
6.4.3.4张拉油路油压升至初应力读数（10%σk）油压时，作伸长量标记（测量油缸活塞伸长量），打紧工具锚夹片，调整千斤顶高度（放松倒链），使其自然受力。
6.4.3.5张拉油路油压平缓、均匀地升至100%σk后，持荷2分钟后测量油缸活塞伸长量。
6.4.3.6松开张拉端持荷阀，缓慢调节张拉油路卸压阀，当卸压至初应力所对应的油压时，停止卸压，测量油缸活塞伸长量，收紧倒链，不使千斤顶下滑。继续调整张拉端油路卸压阀，直至油压为0，此时钢绞线整齐地锚固在工作锚上。
6.4.3.7关闭顶压、回程油路持荷压阀，调节压阀升至5Mpa左右进行顶压，千斤顶回程完毕后，马上松开该油路调压阀、持压阀，使该油路油压为0。
6.4.3.8关闭油泵。
6.5锚固
6.5.1当张拉力达到设计荷载，实际伸长量与理论伸长量之差不超过±6%时，方可卸载锚固。
6.5.2两端张拉均达到设计控制张拉力后，应一端先锚固，在另一端补足预应力值后锚固。
6.5.3预应力筋锚固后采用砂轮机切割端头多余的预应力筋，外露长度不宜小于30mm，且不应小于1.5倍预应力筋直径。
7. 主要机具及设备
主要设备为穿心式千斤顶（按左右同时张拉要求，两端张拉要配4台，单端张拉要配2台）、高压油泵（与千斤顶数量相同）、倒链、吊架以及对讲机、钢板尺。
8. 劳动力组织
每台千斤顶处作业人员有高压油泵操作1人，千斤顶安装1人，技术员1人（兼顾伸长量测量及指挥）。
9. 质量标准及注意事项
9.1质量要求
9.1.1张拉以张拉控制应力为主，伸长量校核为辅。实际伸长量与理论伸长量之差不得超过±6%。
9.1.2断丝或滑脱数量不得超过预应力筋总数的5‰，并不得位于结构的同一侧，每束内断丝不得超过1根。
9.1.3回缩量不大于5mm。
9.2注意事项
9.2.1确认所用千斤顶、高压油泵、压力表为配套检定，液压油容量满足要求（油箱容量的2/3），试机运转正常，两端通话正常。
9.2.2两端张拉要求两端左右侧同步对称稳步进行。操作过程应随时经过对讲机进行联系，使两端张拉行动协调一致，分级施加的张拉力和伸长量基本保持一致。如出现相差较大时应及时采取两端加压速度进行调节。
9.2.3张拉时应认真做到孔道、锚环与千斤顶三对中，以便张拉工作顺利进行，并不致增加孔道磨擦损失。工具锚的夹片，应注意保持清洁和良好的润滑状态。
9.2.4无论是张拉油路还是张拉油路回油，均应平稳、缓慢、均匀，无冲击。千斤顶操作必须严格遵守千斤顶的操作规程和注意事项。
9.2.5观察千斤顶、锚具、限位板、孔道对中以及千斤顶与锚下结构的垂直情况，发现异常立即停止进油，处理好后再进行张拉。
9.2.6张拉后检查端部和其它部位是否有裂缝。出现以下情况之一者，需要换锚具或换钢绞线重新张拉：
9.2.6.1锚具内夹片断裂者。
9.2.6.2锚环可见裂纹者。
9.2.6.3切割钢绞线或者压浆时又发现滑丝者。
9.2.6.4断丝、滑丝超过规定要求。
9.3滑丝原因及预防措施
9.3.1原因
9.3.1.1锚具锚孔内有油污、泥沙或锈蚀。
9.3.1.2钢绞线表面有油污，或锈蚀未除。
9.3.1.3夹片硬度不符合要求，夹片有裂纹或丝牙磨损后不完整
9.3.1.4夹片安装不到位或没有装弹性圈。回顶时夹片与钢绞线的摩擦力变小而易导致夹片不跟进，高速回缩的钢绞线回损坏夹片牙齿，产生滑丝。
9.3.1.5限位板磨损。随着限位板使用次数的增加，在相当大的压力作用下，限位板的支撑部分会压瘪下去一部分，限位尺寸变小，张拉钢绞线向后移动时，夹片内孔打不开，小于钢绞线的直径，因夹片硬度高于钢绞线，当千斤顶带着钢绞线强行向后移动时，夹片会刮伤钢绞线外表，造成钢绞线直径变小，夹片牙齿间充满铁屑，回顶时，高速回缩的钢绞线会损伤夹片牙齿，产生滑丝。
9.3.1.6张拉时千斤顶与锚具不同心，造成张拉伸长时一边夹片刮伤钢绞线，而刮掉的铁屑会充满夹片牙齿的缝隙，回顶时，由于夹片牙齿缝隙中充满了铁屑无法嵌入钢绞线，此时钢绞线高速回缩损伤夹片的牙齿，造成滑丝。
9.3.2预防措施
9.3.2.1锚具在使用前用柴油逐一清洗，除去铁屑、泥砂等杂物，锈蚀严重者一律不得使用。有油污的钢绞线不得使用，锈蚀处用砂布擦去。
9.3.2.2夹片进场后按要求进行检测，使用前逐一检查外观时候有裂纹或丝牙磨损；安装后检查夹片打入深度及弹性圈安装情况。
9.3.2.3张拉前准确调整千斤顶前后位置和角度，确保张拉力方向与孔道方向一致。
9.4断丝原因及预防措施
9.4.1原因
9.4.1.1钢绞线编束或安装锚具时，各钢丝或小股钢束相互交叉扭结，张拉过程中钢丝受力不均，使某些钢丝受力过于集中，超过极限而断裂。
9.4.1.2高压油泵压力表失灵，不能如实地反映实际张拉力，造成超张拉而使钢丝断裂。
9.4.1.3夹片安装不整齐，钢丝受力不均，局部钢丝受力过大造成断丝。
9.4.2预防措施
9.4.1.1钢绞线较多、孔道较长的，宜采用先编束的方法。编束后形成整体再穿束。
9.4.1.2压力表、千斤顶配套使用超过半年或200次后，重新进行标定。
9.4.1.3夹片安装后用安装后用50cm～150cm长直径为15mm的钢管（两端切割整齐）敲紧敲齐夹片，使其两端面在同一平面内，而且夹片之间的空隙不得夹有钢丝。
9.5断丝滑丝处理
如断丝滑丝9.1.2条规定的，必须处理。
滑丝的处理方法一般为补张拉。当一束出现少量滑丝时，可用单根张拉油顶进行补拉。当一束内出现多根钢绞线滑丝时，须放松钢绞线并重新装夹片整束补拉。
在工具锚锚固处断丝1～2根，可不作处理。若在锚口处断丝3根以上或内断丝超过1根，就必须退锚锚固处理，退锚不成时只有割除锚环。
因处理滑丝、断丝而引起钢绞线束重复张拉时，同一束张拉次数不得超过三次。
10. 安全措施
10.1高压油管使用前要作耐压实验，不合格的不能使用。
10.2油压表安装必须紧紧满扣，不得漏油。操作高压油泵人员必须戴护目镜。
10.3固定千斤顶的吊架必须牢固，并有防止倒链移动的措施。
10.4张拉人员必须站在安全操作平台上作业，并正确系挂安全带。
10.5张拉前要划定警戒区域，安排专人在桥下看守，张拉方向严禁有人。
10.6不得踩踏高压油管，必须将安全挡板放置到位后才可进行张拉作业。
10.7千斤顶不得超出规定的行程，转移油泵时对油压表有震动影响时必须将油压表拆卸下来另行携带转运。
10.8张拉时发现张拉设备运转声音异常，要立即停机检查维修。
10.9锚具、夹片均要设专人妥善保管，不得锈蚀、积灰、损伤，以免造成滑丝。
11. 文明环保措施
11.1锚具、夹片等材料应入库分类存放，不得损伤、锈蚀。
11.2切割好的钢绞线不得随地拖放，应支垫和遮盖，避免沾染灰尘、油污。
11.3千斤顶、高压油泵等机具要经常检查其工作性能，防止油路渗漏。