现浇箱梁预应力施工方案
甘肃省平凉至武都地方高速公路成县至武都段土建工程施工
现浇箱梁预应力张拉
施工方案
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监理工程师：
甘肃省平凉至武都地方高速公路成县至武都段土建工程施工
现浇箱梁预应力施工实施方案
中交二公局第三工程有限公司
成武高速公路CW15标项目经理部
2012年3月25日
现浇箱梁预应力施工实施方案
为了加强公路桥梁工程预应力施工质量的全面管理和控制，项目部成立了施工组织机构，并制定了详细的施工实施方案。
施工组织机构图
一、工程概况
平凉-武都地方高速公路成县至武都段是甘肃省高速公路网在甘肃南部地区的重要组成部分，也是甘肃南部经济带的公路运输大动脉，在甘肃省干线公路网中具有特殊的地位和作用。本项目为成县至武都高速公路CW15合同段，路线起点桩号为K71+400，位于陇南武都区的冯家崖村，路线由起点向西南方向延伸，并于北峪河和205省道间的农田上布线，路线多次跨越北峪河并在跨越大李家村吊桥后于大李家村K75+932处布设马街互通，于K76+260处上跨205省道在途径马街镇后路线继续向西南延伸到本标段终点马街恒利机砖厂，终点
桩号左线ZK78+300，右线YK78+300，全长6.9Km。
其中马街互通现浇预应力箱梁包括：主线左幅6联、右幅6联，A匝道3联，E匝道2联。
根据本工程特点，结合项目管理办法，本工程设置了以项目班子成员为总指挥，各个部门进行密切配合的组织机构。确保现浇箱梁工作能安全、有序及保质保量的完成任务。
主要管理人员表
二、准备工作
1、外购材料质量的保证
为了确保我标段工程所需材料的质量，我项目部自进场以来立即组织人员对所需材料的合格厂家进行了摸底和资质审查，采取了重要材料进行外委检测和样品存样的方式，并报驻地办和项目办批准，以“公开、公正、科学、择优”的原则，在项目办各部门及省厅驻项目办纪检组的监督下，进行了材料招投标活动，以此来确定质量可靠、生产能力强、信誉好、业绩好、反馈好的生产单位或供应商。在材料进场后，项目试验室、驻地办试验室、项目办中心试验室共同抽查或
根据情况将抽检材料进行外委送检，经检测合格后才能准许使用；如检测不合格，坚决清退出厂，并要求供应商重进质量合格产品；如再次抽检不合格，取消该供应商供应资格。所有进场后的材料必须进入专门的材料库进行保存，以确保防雨、防晒。
预应力钢绞线根据设计要求采用符合标准的高强度、低松弛预应力钢绞线。钢绞线使用前进行拉力试验，检验合格后方可使用。锚具、夹具、连接器在产品进场验收时，除外观检查外，锚具要进行硬度试验。选用外加剂时，熟悉其品种性能且检验合格后方可使用，杜绝使用对工程质量和耐久性有不利影响的外加剂。
对同一厂家的产品按进场每一批次各进行一次试验，以确保材料质量。严禁使用锈蚀的钢绞线。拌制浆体用水满足规范要求。
2、张拉机具的管理及使用
千斤顶、油泵须标定后方可投入本工程施工，压力表的精度不小于1.5级，标定工作应经主管部门授权的有资质的法定计量认证机构标定，并配套使用，严禁混用。张拉设备及仪表应由专人使用和管理，并定期6个月或300次以及在使用过程中出现不正常现象时进行标定，张拉时出现反常现象应及时重新标定。
3、预应力管道的质量控制
我部预应力管道按设计要求采用塑料波纹管。波纹管进场后必须按规范频率送相关部门检测，合格后方可投入生产使用。波纹管在梁体中的定位应按设计图纸中给定的坐标进行，偏差值应符合规范要求，梁长方向允许30mm，梁高方向允许10mm。施工前应将设计图纸
中标注的普通钢筋进行分解计算其尺寸、位置，若与波纹管有冲突，则进行适当的调整。施工时设置固定管道的井字形钢筋架定位，按设计间距定位好后，不得有松动，避免浇筑混凝土时发生管道移位。安装好的波纹管线形必须平直、圆顺，若发现局部有突然折起点则应进行调整。若波纹管存在因钢筋焊接等原因而损坏的地方，应采用胶带纸将其封严实。管道接口要对齐，同时用直径略大的长约40cm的套管进行连接，套上套管后用胶带纸扎紧，包裹严密，防止漏浆。砼浇筑前在波纹管内穿直径略小的塑料抽拔管，以确保管道畅通。浇筑砼时应尽量避免振捣棒振破波纹管，抽拔管在砼浇筑过程中应来回抽动，以免粘结。待混凝土初凝后将抽拔管拔出进行下一次使用。
4、钢绞线穿束
钢绞线的下料长度为梁体内的设计长度值加上两端的千斤顶、工作锚等长度。钢绞线的下料应使用切割机切割，切割好的钢绞线分类堆放，每根钢绞线用白色胶带纸缠绕，用记号笔进行编号，然后用透明胶带进行包裹紧密，采用十字加缠绕法绑扎定位，束身每2m绑扎一道，使其绑扎牢固且分类明确。
穿束前检查锚垫板和孔道，其位置应准确，孔道内畅通，无水和其他杂物。用胶带纸将先入波纹管的一端包裹紧密，使钢绞线束端头圆滑，这样可防止钢绞线切割口损伤波纹管。现浇梁一般由人工直接出入。穿束前两端工作长度位置用白色胶带和透明胶带包裹，做到标记清晰，以便控制钢绞线穿出孔道的工作长度均匀一致。穿束结束后用编好的工具锚（编号与编束钢绞线一致）进行梳理钢绞线，确保定
位准确。
二、张拉压浆施工工艺
钢绞线根据弹模试验以准确计算出钢绞线张拉伸长量理论值。我部为现场技术人员配备张拉压浆的专用施工日志，对构件的张拉压浆数据进行详细的记录。
1、预应力张拉工艺
混凝土浇筑后其强度达到设计要求后，且龄期符合设计要求时，方可进行预应力张拉。及时校核伸长量是否在±6%范围内，实现应力与伸长量同步“双控”。钢绞线预应力张拉，必须按设计施工顺序张拉，张拉作业程序及要点如下：
（1）、张拉前准备工作：检查张拉梁体混凝土强度，到达设计张拉强度要求后方可进行张拉；检查锚垫板及周围混凝土面的平整度，清除孔内杂物；计算钢绞线张拉力与伸长量的对应关系表；对张拉千斤顶、压力表进行配套检查和试运转；安装张拉操作台，将千斤顶、油泵移至张拉端就位；将工作锚就位、安装夹片，同时用直径20mm 的钢管套入钢绞线内轻击工作夹片，使其平整；为防止工具锚卡死，不能拆卸，可以在工具锚夹片外圆锥面上垫一层塑料薄膜，或在工具锚环内锥孔表面涂一层润滑剂，保证张拉完毕后千斤顶张拉油缸回程时，工具锚锚环和夹片易于分离。
（2）、张拉操作程序：张拉前施工准备充分后，应先将主油缸少许充油，使之蹬紧，让预应力筋绷直(一般控制控制应力的10%)。
从而使得钢绞线束在大吨位张拉时，各股受力均匀。然后开始张拉，张拉程序为：
A、张拉系统的安装程序：安装限位板（限位板有齿口与锚板定位）→安装千斤顶（千斤顶前端齿口应对准限位板）→安装工作锚（应与前端张拉锚具对正）。
B、张拉程序：0→初应力（10%σcon）→控制应力（20%σcon）→
控制应力（σcon）→持荷5分钟→锚固
当需要超张拉时可比设计要求增高3%-5%
（3）、设计钢束引伸量为：（单位：cm）
（4）、施加预应力所用的机具设备及仪表由专人使用和管理。千斤顶以配套标定，确定了张拉力与压力表之间的关系曲线及回归关系（具体见附件）。
（5）张拉力的计算
P=σK*A*n
P--------张拉力
σK----张拉控制应力(F1 、F2、F3 ：σK=1357.8MPa；T1 、B1：σK=1302MPa）
n-------钢绞线根数
钢绞线根数为17束时：
张拉力：p4=1357.8*139*17=3208.48KN
钢绞线根数为5束时：
张拉力：p5=1302*139*5=904.89KN
张拉顺序：F3-F2-F1-T1-B1
伸长量的计算
1）计算公式
⊿L=P p L/（A p E p）；
P p=P（1-e-（kx+μθ））/(kx+μθ)；
Pz=Pqe-（kx+μθ）；
式中：△L------预应力理论伸长量（mm）；
P p------预应力筋的平均张拉力（N）；
P z------分段的终点力（N）；
P q------分段的起点力（N）；
L ------预应力筋的长度（mm）；
A p------预应力筋的截面面积（mm2）；
E p ------预应力筋的弹性模量（N/ mm2）；
P -------预应力筋张拉段的张拉力（N）；
X ------从张拉端至计算截面的孔道长度（m）；
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，具体见《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）附录G-8系数k=0.0015及μ=0.17。
μ-------预应力筋与孔道壁的摩擦系数（同上）。
2）计算伸长量
(见附件：预应力钢绞线张拉理论伸长量计算表)
2、张拉伸长量的控制
预应力筋张拉时，应先调整到初应力σO,该初应力为张力控制应力σcon的10%，伸长值从初应力时开始量测，并记录在施工日志上。预应力筋的实际伸长值除测量的伸长值外，必须加上初应力以下的推算伸长值。推算值可采用相邻级的伸长值，既初应力的伸长度采用20%张拉力到40%的伸长值。所以实际伸长量L=100%σcon时量测值‐10%σcon时量测值+20%σcon时量测值‐10%σcon时量测值‐6㎜通过计算，实际伸长量要与理论计算伸长量的误差控制在6%以内，超过误差范围要查清原因再继续张拉。
3、封锚
预应力钢绞线张拉完成后，切除锚具外露的钢绞线（注意钢绞线的外露量不小于30㎜）对锚具及夹片的缝隙进行密封处理。具体用水泥浆加一定比例的石膏加快其凝固时间（一般在做处理后的60min 后可进行压浆）；或者用一定比例的硫磺和石蜡进行调配，用火将其融化后直接浇灌到锚具上进行密封处理（一般在15min后可进行压浆）。
4、压浆
张拉后应及时进行压浆。要求预应力筋安装至压浆时间不得大于10天。压浆标号不低于梁体混凝土标号。传统的压浆方法为压力压浆，
压入的浆常含有气泡，当混合料硬化后，气泡处会变为空隙，成渗透水分的聚积地，这些水含有有害成份，易造成构件和的腐蚀；另外，水泥浆容易离析、析水，干硬后收缩，析水产生孔隙，致使强度不够，粘结不好，为工程留下隐患。为预防预应力筋被腐蚀，提高结构的安全度和耐久性，确保工程质量。本工程采用真空压浆的注浆工艺。
真空压浆的优点是：在真空状态下，孔道内的空气、水份及水泥浆中的气泡被消除，减少孔隙、泌水现象；压浆过程中孔道具有良好的密封度，使浆体保证充满整个孔道；工艺及浆体的优化，消除了裂缝的产生，使压浆饱满性及强度得到保证；真空压浆是一个连续且迅速的过程，缩短了传统的压浆时间。
（1）、真空压浆技术要求及准备
技术要求：孔道及两端必须密封，且孔道内无杂物，孔道畅通；抽真空时真空度（负压）控制在-0.06～-0.1Mpa之间；水灰比控制在0.3～0.4之间；浆体流动度10～25秒；浆体沁水性小于水泥浆初始体积的2%，四次连续测试的结果平均值＜2%，拌合后24小时水泥浆的沁水应能吸收；浆体初凝时间至少6小时；浆体体积收缩率＜2%；浆体强度指标满足规范要求；浆体对钢绞线无腐蚀作用。
施工准备：清理锚垫板上的压浆孔，保证压浆通道顺畅。
施工材料：普通硅酸盐水泥、混凝土添加剂、水。最佳的水泥浆配合比需根据具体采用的水泥和当地的气候条件进行配制，根据配合比搅拌的水泥浆水灰比、流动性、泌水性必须达到技术要求指标。
施工设备准备及调试：真空压浆配套设备准备完好并调试合格，
能满足使用。主要设备为排量为2立方米／min的SZ-2水环式真空压浆泵1台、真空压力表1个、QSL-20型空气过滤器1个、5kg左右秤1台、压浆泵1台及配套高压橡胶管1根、灰浆搅拌机1台。
在抽真空端及压浆端安装引出管，球阀和板头，并检查其功能是否完好。一般将真空泵端设在高端，压浆端设在低端，有利于压浆质量的保证。
在压浆前，用吹入无油份的压缩空气清洗管道。接着用含有生石灰或氢氧化钙澄清水溶液冲洗管道，直到将松散颗粒除去及清水排除为止。最后以无油的压缩空气吹干管道。
试抽真空：将压浆阀、排气阀全都关闭，抽真空阀打开。启动真空泵抽真空，观察真空压力表读数，即管内的真空度，当管内的真空度维持在时（压力尽量低为好），停泵约lmin时间，若压力能保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。
人员准备：施工人员必须是合格的有经验的优秀施工人员。
（2）、真空压浆施工工艺
搅拌水泥浆使其水灰比、流动性、泌水性达到技术要求指标；拌浆前先加水空转数分钟，使搅拌机内壁充分湿润，将积水倒干净；将称量好的水倒入搅拌机，之后边搅拌边倒入水泥，再搅拌3～5min直至均匀；将外加剂倒入搅拌机，再搅拌5～15min，然后倒入盛浆浆桶；倒入盛浆桶的浆体应尽量马上泵送，否则要不停地搅拌。
启动真空泵抽真空，使真空度达到-0.06～-0.1MPa并保持稳定；启动压浆泵，当压浆泵输出的浆体达到要求时，将泵上的输送管道接
到锚垫板上的引出管上，开始注浆；压浆过程中，真空泵保持连续工作；待抽真空端的气流分离器中有浆体经过时，关闭气污分离器前端的阀门，稍后打开排气阀，当水泥浆从排气阀顺通流出，且稠度与压入的浆体相当时，关闭抽真空端所有的阀门；压浆泵继续工作，压力达到0.5~0.7MPa，持续1～2分钟；关闭压浆泵及压浆端阀门，完成压浆。
拆卸外接管路、附件、清洗气污分离器及阀泵；完成当日压浆后，必须将所有水泥浆的设备清洗干净；安装在压浆端及出浆端的球阀，应在灌浆后2小时内拆除并进行清理。
八、注意事项
1、对于现场技术人员的施工日志要求：认真记录梁板的编号、浇筑时间、试件的编号及张拉时的强度、张拉压浆时间、张拉应力和伸长量、压浆孔道的编号、压浆时的气温、水泥浆的配合比、泌水率、膨胀率、稠度及最大压力、压浆持续时间、浆体的密实情况等，记录的内容必须真实可靠。
2、滑丝、断丝的原因及处理
滑丝主要原因是锚塞孔与夹片之间有杂物，锚具偏离锚下垫板齿口、锚具（锚圈、锚塞、夹片）质量存在问题，由于其硬度不足不均匀而产生变形。另外回油过猛，也是产生的原因。
张拉完成后应及时在钢束上做好醒目的标记，如发生滑丝，解决的措施一般是用千斤顶张拉滑丝钢绞线，直到将夹片取出，更换新夹片，张拉至设计应力即可。如果严重滑丝过程中钢绞线受到严重的伤
害，则应将锚具上所有的钢绞线全部卸载，找出原因并解决，再重新张拉。
断丝的发生，一般是由以下几种情况产生的：钢材材质不均匀或严重锈蚀；锚圈口处分丝交叉重叠；操作过程中没有做到孔道、锚圈、千斤顶三对中，造成钢丝偏中，受力不均，个别钢丝应力集中，油压表失灵造成张拉力过大，千斤顶未按规定校验。
3、张拉过程中，经标定的配套设备不允许随意更换，操作人员应精神集中，回油平稳；严防高压油管出现死弯现象，否则应立即卸除油压进行处理。
4、张拉时，千斤顶后面不得站人，以防预应力筋拉断或夹片弹出伤人；油泵运转不正常或者漏油时，应立即停止张拉进行检查；高压油管的接头应加防护套，以防喷油伤人。
5、雨天张拉应搭防雨棚，以防张拉机器淋雨损坏，张拉用电闸板要求专人负责，统一指挥。
预应力张拉工艺流程图
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成武15标合同段
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