XXXX高速公路现浇箱梁预应力施工作业指导书.docx

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XXXX高速公路现浇箱梁预应力施工作业指导书

XXXX高速公路

支架现浇箱梁预应力施工

作业指导书

编制人：

XXX

审核人：

XXX

XXXX公司

XXXX高速公路XXXX项目经理部

XXXX年XX月

现浇箱梁预应力施工作业指导书

1、编制目的

编制该现浇箱梁预应力施工作业指导书的目的就是为了更好的指导现场施工生产，使现场作业人员能够规范施工。

2、编制依据

《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011。

浙交[2012]125号《关于进一步加强桥梁预应力施工质量管理的通知》。

《XXXX高速公路两阶段施工图设计》。

3、适用范围

本作业指导书适用于XXXX高速公路XXXX现浇箱梁预应力工程施工。

4、预应力材料

4.1、预应力钢绞线技术性能应符合国标《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224标准的高强度低松弛7股钢绞线，公称直径15.2mm，抗拉强度标准值fpk=1860Mpa。

4.2、钢绞线须具有出厂合证，进场后先进行外观检查和力学性能、弹性模量等常规试验。

4.3、每批钢绞线由同一批号、同一强度的钢绞线组成。

4.4、锚具、夹具和连接器应符合国家现行《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370）的有关规定并经检验合格后方可使用。

5、预应力设备选用及校正

5.1、张拉千斤顶，单束初调及张拉宜采用穿心式双作用千斤顶。

整体张拉和整体放张宜采用自锁式千斤顶，额定张拉吨位不得少于1.2倍设计张拉吨位,张拉千斤顶前必须经过校正,由专业检测机构测定千斤顶拉力与油压的对应关系。

校正有效期为：

使用时间不超过六个月，且不超过300次张拉作业。

使用过程中千斤顶或压力表出现异常情况，拆修更换配件的张拉千斤顶必须重新校正。

5.2、压力表应选用防震型，表面最大读数应为张拉力的1.5至2.0倍,精度不低于1.0级,张拉机具设备应与锚具产品配套使用，并在使用前进行校正、检验和标定。

5.3、压力表应与张拉千斤顶配套使用。

预应力设备应建立台帐及卡片并定期检查。

6、工艺流程

制孔→穿束→张拉→压浆

7、施工工艺

7.1、制孔

预应力孔道位置及材质应符合设计要求，并满足灌浆工艺的要求。

孔道管壁必须严密无孔洞不漏浆不变形，确保其定位准确，管节连接应平顺。

孔道锚固端的预埋钢板应垂直于孔道中心线。

孔道成型后应对孔道进行检查，发现孔道阻塞或残留物应及时处理。

7.2、穿束

7.2.1、钢绞线下料按设计长度加张拉设备长度，并余留不少于100MM的总长度下料（同时兼顾设计图纸要求的预留工作长度），确保预应力张拉顺利进行，下料应用砂轮机平放切割。

断后平放地面上，并采取措施防止钢铰线散头。

7.2.2、钢绞线切割完后按各束理顺编号。

7.2.3、穿束可采用人工或机械牵引，束头应平顺绑扎，以防挂破管壁或散头。

7.3、预应力筋张拉

7.3.1、锚具的安装及准备工作

（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。

（2）、清除钢绞线上的锈蚀、泥浆。

（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。

（4）、安装工作锚板，锚板应与锚垫板止口对正。

（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。

7.3.2、千斤顶的定位安装

（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。

（2）、装上张拉千斤顶，使之与高压油泵相连接。

（3）、装上可重复使用的工具锚板。

（4）、装上工具夹片（夹片表面涂上退锚润滑脂）

7.3.3、预应力张拉程序

当最后浇筑的箱梁混凝土强度达到设计强度的100%，且混凝土龄期不小于14d，方可张拉预应力钢束。

预应力钢束根据设计采用单端和两端张拉，锚下控制应力为0.70fpk=1302MPa-0.75fpk=1395MPa，千斤顶控制张拉力为NK=n×A×σcon，n为一束预应筋的钢绞线根数，A为单根钢绞线截面面积mm2，σcon为设计锚下控制应力MPa（具体参照施工图）。

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。

在进行第一束预应力筋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。

钢绞束张拉顺序为：

根据浙江省交通规划设计研究院关于《杭长高速公路延伸线（吉鸿路）工程施工中遇到问题回复》第27页要求，纵、横向钢束张拉顺序关系为先张拉一半横梁钢束，再张拉纵向腹板束，其次张拉剩余一半横梁钢束，再张拉剩余纵向束；纵向钢束张拉遵循从下到上，左右尽量对称张拉，先中间腹板，再边腹板同时张拉，同截面钢束对称张拉，其不平衡束不超过一束，两端张拉钢绞线应两端对称同步进行，施工图设计如有特别要求的则按设计图纸顺序进行，张拉前现场技术人员须事先对钢束张拉顺序进行逐一编号指导现场操作工人作业。

张拉时分级加载，按照0→10%fσk→20%fσk→100%fσk。

张拉至10%fσk时，做好标记；张拉到20%fck时测量10%fσk至20%fck时的伸长量作为钢绞线0至10%fσk的伸长量，加上10%fσk至100%fck时伸长量则为钢绞线实测伸长值。

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。

张拉程序为：

0→10％fσk→100％fσk（持荷5min锚固）

fσk为张拉时的控制应力（不包括锚圈口预应力损失），现场张拉时根据《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011附录C2现场测试锚圈口预应力损失系数调整实际控制应力值，根据设计图纸要求初应力取fσk的10%。

7.3.4、预应力理论和实际伸长量的计算

（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，按设计图纸取0.0015

μ----预应力筋与孔道壁的磨擦系数，根据厂家提供的数据取0.20。

（2）、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，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0至初应力时的推算伸长量。

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＝2A+B

A—10%fσk～20%fσk应力下的千斤顶的实际引伸量

B—20%fσk～100%fσk应力下的千斤顶的实际引伸量

5、预应力张拉其它要求

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。

多余钢绞线使用砂轮机在距锚具30mm以外的位置切割，严禁采用氧气乙炔火焰及电弧进行切割，同时注意不得损伤锚具。

张拉锚固后应48小时内完成灌浆，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。

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。

张拉钢绞线时，采用两端张拉的钢束必须两边同时给千斤顶主油缸徐徐充油张拉，两端伸长量和应力基本保持一致，严禁一端张拉。

张拉时，应有专人负责及时填写张拉记录。

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。

每个断面断丝总数不得超过该断面钢丝总数的1%。

每束钢绞线断丝或花丝不超过1丝。

7.4、真空注浆

7.4.1、施工工艺

真空灌浆是后张预应力混凝土结构施工中的一项新技术，其原理是在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空，使之产生-0.06～-0.1MPa左右的真空，然后用灌浆泵将浆料从孔道的另一端灌入，直至充满整条孔道，并加以0.5～0.7MPa的正压力，以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度。

其施工工艺如下图所示。

（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。

封锚采用无收缩高强度环氧树脂胶泥封锚，封锚时必须将锚下垫板及夹片、钢绞线间的空隙全部封闭，封锚后24～48小时之内压浆，压浆过程中及压浆后48小时内，结构混凝土温度及环境温度不得低于5OC，否则需采取保温措施并按冬期施工要求处理，当环境温度高于35OC时，宜在夜间进行压浆。

（2）、清理锚下垫板上的灌浆孔，保证灌浆通道畅通。

（3）、确定抽真空端和灌浆端，安装引出管、球阀和接头，并检查其功能。

（4）、孔道压浆采用专用压浆料拌制，搅拌浆料使其水灰比、流动度、泌水性达到设计和规范的技术要求指标。

压浆对曲线孔道应从最低点压浆孔压入，同是符合先压下层孔道后压上层孔道的顺序，同一管道的压浆应连续进行，一次完成。

（5）、启动真空泵抽真空，使真空度达到-0.06～-0.1Mpa并保持稳定。

（6）、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。

（7）、灌浆过程中，真空泵保持连续工作。

（8）、待真空泵端的空气滤清器中有浆体经过时，关闭空气滤清器前端的阀门，稍后打开排气阀，当水泥浆从排气阀顺畅流出，且稠度与灌入的浆体相当时关闭抽真空端所有的阀门。

（9）、灌浆泵继续工作，压力达到0.5～0.6Mpa，持压2分钟。

（10）、关闭灌浆及灌浆端所有阀门，完成灌浆。

（11）、拆卸外接管路、附件，清洗空气滤清器及阀等。

（12）、完成当日灌浆后，必须将所有粘有水泥浆的设备清洗干净。

（13）、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。

7.4.2、真空灌浆注意事项：

（1）、孔道密封检查：

将灌浆阀、排气阀全部关闭，打开真空阀，启动真空泵抽真空，观察真空压力表读数，当管内真空度维持在-0.08Mpa左右时停泵约1min时间，若压力保持不变即可认为孔道能达到并维持真空，否则重新检查密封。

（2）、压浆料搅拌：

搅拌好的压浆料要做到基本卸尽，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，严格控制浆体配比。

（3）、严格控制用水量，否则易造成管道顶端空隙。

（4）、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。

（5）、压浆料搅拌好后应尽快泵送，否则应不停搅拌防止离析。

（6）、灌浆完成后，应及时拆卸、清洗管、阀、空气滤清器、灌浆泵、搅拌机等所有沾有压浆料的设备和附件。

（7）、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。

7.4.3、真空灌浆质量控制要点

（1）、质量控制要点：

①、孔道的密封性；

②、浆体配方控制；

③、现场施工质量管理控制；

（2）、注意事项：

①、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。

②、灰浆进入灌浆泵前应通过1.2mm的筛网进行过滤。

③、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。

④、灌浆工作宜在灰浆流动性下降前进行（约30～45分钟），孔道压注要连续。

⑤、中途换管道时间内，连续启动压浆泵，让浆体循环流动。

⑥、压浆孔数和位置必须作好记录，防止漏压。

⑦、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。

8、预应力施工常见问题及处理措施

8.1、锚垫板面与孔道轴线不垂直或锚垫板中心偏离孔道轴线

8.1.1、现象

张拉过程中锚杯突然抖动或移动，张拉力下降。

有时会发生锚杯与锚垫板不紧贴的现象。

8.1.2、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。

8.1.3、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。

8.1.4、治理方法

另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。

8.2、锚头下锚板处混凝土变形开裂。

8.2.1、现象

预应力张拉后，锚板下混凝土变形开裂。

8.2.2、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。

8.2.3、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束而产生的压应力。

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。

8.2.4、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。

8.3、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。

8.3.2、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。

8.3.3、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。

8.4、波纹管线形与设计偏差较大

8.4.1、现象

最终成型的预应力孔道与设计线形相差较大。

8.4.2、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。

8.4.3、预防措施

要按设计线形准确放样，并用井形钢筋按规定固定波纹管的空间位置，再点焊牢固。

曲线及接头处井形钢筋应加密。

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。

8.5、波纹管漏浆堵管

8.5.1、现象

检查预应力孔道时发现先置的钢绞线拉不动，表示内有漏浆堵塞。

8.5.2、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。

8.5.3、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。

波纹管连接选用配套的接头。

连接时两端波纹管必须到位，然后用胶布或防水包布将接头缝隙封闭严密，节头两端额外加设井字定位筋。

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。

8.5.4、浇筑混凝土开始后，在其初凝前，应定时拉动预应钢绞线。

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。

8.6、张拉钢绞线延伸率偏差过大

8.6.1、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。

8.6.2、原因分析

钢绞线的实际弹性模量与计算采用值相差较大。

孔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计算值有较大差异；或实际孔道摩阻参数与计算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误差过大。

8.6.3、防治措施

每批钢绞线均应复验，并按实际弹性修正计算伸长值。

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实际控制拉力值。

检查锚具和钢绞线有无滑丝或断丝。

校核测力系统和表具。

8.7、预应力孔道注浆不密实

8.7.1、现象

压浆料从入口压入孔道后，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。

8.7.2、原因分析

压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。

8.7.3、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，仍后再用高压空气吹出管道内的积水。

按设计和规范要求配制高质量的浆液。

8.8、预应力孔道灌不进浆

8.8.1、现象

压浆料压不进孔道，压浆机压力却不断升高，浆料喷溢但出浆口未见浆料溢出。

8.8.2、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。

8.8.3、防治措施

用高压水多冲几次，尽可能清除杂物。

9、各种保证措施

9.1质量保证措施

9.1.1、严格按设计图纸和现行施工规范组织施工，具体操作严格按批准后的施工方案和预应力施工工艺、方法进行。

9.1.2、认真做好自检，互检等检验工作，并及时进行隐蔽工程验收，未经验收不得进行下一道工序的施工。

9.1.3、张拉施工前，应认真复核图纸与施工情况，在现场同条件养护的混凝土试块的试压强度达到设计强度100%且最后浇筑的箱梁混凝土龄期不小于14天后，方可进行张拉。

9.1.4、严格按图纸要求进行施工。

发现问题应及时上报，经有关部门核定后继续施工。

9.1.5、严格按照预应力施工工艺进行施工，

9.1.6、张拉前应对待张拉梁的外观作必要的检查，确认混凝土浇捣质量合格，无蜂窝，空洞。

9.2、安全、环保施工措施

9.2.1、严格执行安全操作规程进行施工，施工前要预先进行交底，每区域施工前应对张拉操作人员进行安全教育。

9.2.2、锚具、夹具应设专人妥善保管，避免锈蚀、玷污、遭受机械损伤或散失。

施工时在终张拉完成后对锚具进行防锈处理。

9.2.3、张拉前仔细检查张拉平台的安全性，并在张拉平台上搭设2m高厚度为5cm的安全挡板（木质），防止张拉中钢绞线飞出、夹片飞出的意外事故伤及人身安全。

9.2.4、施工操作人员必须配备安全防护用品，进入施工现场，必须戴安全帽，张拉过程中位于钢绞线的侧后方，严禁位于钢绞线的正前方。

张拉时除非采取有效屏蔽措施（如在钢绞线正前方范围内搭设2m高的防护木板），严禁在张拉钢绞线的正前方形成双重或多重作业。

9.2.5、从施加预应力至锚固后封端期间，除非采取有效屏蔽措施，否则操作人员不得在锚具正前方活动。

9.2.6、张拉过程中，测量伸长值或拆卸工具锚时，操作人员应站在千斤顶侧面，应禁止非预应力施工人员进入张拉区域。

9.2.7、从开始张拉至孔道压浆完毕的过程中，不得敲击锚具、钢绞线和碰撞张拉设备。

张拉过程中发现张拉设备运转声音异常，应立即停机检查维修。

9.2.8、油压泵上的安全阀应调至最大工作油压下能自动打开的状态。

油压表安装必须紧密满扣，油泵与千斤顶之间采用的高压油管连同油路的各部接头均须完整紧密，油路畅通，在最大工作油压下保持5min以上不得漏油。

若有损坏者应及时修理更换。

9.2.9、特殊情况下，在更换夹具时，两端都应装上千斤顶，采用工具拨出夹片，严禁用手直接触动夹片。

采取其它措施放松预应力筋时，应仔细做好施工现场的安全防护工作。

9.2.10、压浆人员必须站在锚具两侧操作，严禁正对锚具，也不得踩踏高压油管。

9.2.11、张拉设备使用前，应对高压油泵、千斤顶进行空载试运行，无异常情况方可正式使用。

高压油管使用前应作耐压试验，不合格的不能使用。

9.2.12、电器设备由专人管理，电闸箱应符合技术要求，电源线在使用前应进行测试，不得违章作业，作业完毕后必须将总电源切断，所有电器设备应遮盖。

用电设备采用三相五线制，实行一机、一闸、一箱、一漏，严格遵守施工现场的用电制度。

9.2.14、切割钢绞线时应注意防止砂轮片破碎伤人，并按照砂轮机设计使用要求及时更换砂轮片，同时不得损伤锚具。

操作人员需带防护眼镜，绝缘手套，穿绝缘鞋。