连续梁预应力张拉压浆施工方案Word格式.docx
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四、施工准备和组织安排
4.1施工准备
1、张拉前对主要设备已经进行了检修、校核以及标定等。
2、张拉前对现浇混凝土现场留置试块进行抗压实验,并对混凝土强度进行了回弹实验,确定混凝土的强度达到设计值的100%,弹模达到设计值的90%,且龄期达到14天以上方可进行张拉。
3、混凝土在浇注过程中及浇筑后对已经穿束的钢绞线和塑料管反复抽拉、松动,确定没有发生漏浆、堵管事故。
4、张拉前对压浆管、排气管等进行反复检查,确保没有任何堵漏。
5、准备好注浆材料、搅浆机、注浆机等。
并在施工前进行维修、保养。
6、对张拉设备油压表读数和伸长量进行计算、交底,并报请监理检查、复核。
7、布置好施工现场,做好安全防护等工作,杜绝安全隐患。
8、解除部分约束,拆除内模以及腹板模板,或者拆除拉杆,拆除支座底部模板,以有利于张拉变形。
9、临时用电要按照规范布置、架设。
10、施工前,对纵向张拉束用红油漆做好标识,以备随时检查和方便施工。
11、施工前出具预应力钢绞线、精轧螺纹钢、各种锚具、千斤顶以及油压表的校核、标定实验报告。
12、必须出具液浆的配合比。
13、张拉前确保波纹管内无积水。
4.2工期安排
施工工期从2019.10.31开始,到2019.11.15结束。
具体施工时间随梁体节段浇筑时间而定。
4.3施工组织机构及人员配备情况
序号
工种
人数
主要职责
1
管理人员
2
负责张拉压浆施工的总体指挥部署
技术人员
3
负责张拉压浆施工的技术及质量控制
质检工程师
4
物资设备管理员
负责原材料、设备机运
5
试验员
负责张拉压浆施工中的试验工作
6
安全员
负责施工中的安全工作
7
技术工人
现场施工作业
8
普工
配合技术工人现场施工
4.4主要机具、设备一览表
机械设备名称
规格及型号
数量
技术状况
穿心式千斤顶
YC350T
4台
良好
YC250T
2台
钢筋切割机
精密油表
8个
油泵
500t
手拉葫芦
5t
4个
真空负压装置
FZB4-2
1台
注浆泵
UB3
9
高低速搅拌机
GLX-Z,0.6方
五、施工方案
梁段纵向钢绞线132束(其中9-φ15.2钢束132束,),横向钢绞线28束(其中15-φ15.2钢束28束)。
根据设计要求预应力相对于箱梁中心线对称张拉,张拉采用双控措施,以张拉力为主,伸长量校核,技术指南要求允许误差±
6%,如有超出应查明原因,进行修正后方可继续张拉。
梁段钢绞束采用2台YC350T及4台YC250T型千斤顶进行张拉。
在梁段浇筑完成强度达设计值的100%,弹模达到设计值的90%后进行,且必须保证张拉时混凝土龄期不小于14天方可张拉预应力钢束。
预应力钢束张拉完成后,应在48h内及时压浆。
5.1、预应力管道安装及穿束
1、钢绞线进场后,必须对其强度、弹性模量、外形尺寸、初始应力等有关材料指标进行严格检测,锚头进行裂缝检查,夹片进行硬度检查。
钢绞线应放置室内并防止锈蚀。
钢绞线下料不得使用电或氧弧切割,只允许使用圆盘锯切割,钢绞线的切割面必须为一平面,以便张拉时检查断丝。
2、预应力管道安置:
由波纹管制孔,波纹管的安装以底模为基准,严格按照给定坐标或曲线要素定位,直线段一般按照每延米一个定位架,曲线段适当加密,根据设计要求定位钢筋间距:
直线段0.8m,曲线段0.4m。
满足水平方向偏差不大于10mm,竖向偏差不大于5mm,定出波纹管的位置。
钢筋绑扎应注意:
若与预应力部分(包括波纹管位置、排气管、型锚、锚垫板、螺旋筋等)发生冲突时,应适当调整钢筋位置,不可随意移动预应力部分。
锚垫板、螺旋筋就位后,与波纹管接头处用胶带扎紧,再用铁丝拉紧,避免漏浆堵塞预应力孔道。
穿束前采用压缩空气或高压水清除管道内杂质。
前进端端头用胶带将其绑扎严密,防止穿束过程中将波纹管穿破,到位后留出足够的张拉用长度切断。
5.2、预应力张拉条件
5.2.1张拉设备
对选用的张拉设备进行性能试验,不符合其技术性能的不能使用。
张拉千斤顶在使用前必须与其配套使用的油压表共同进行压力—油压值的标定工作,张拉时千斤顶与油压表配套使用。
千斤顶张拉吨位宜为张拉力的1.2-1.5倍,张拉千斤顶在张拉前必须经过校正,校正系数不得大于1.05,在下列情况下应进行标定:
a、出厂后初次使用。
b、张拉不能超过200束钢绞线束,且不超过一个月。
c、更换新的压力表。
d、校验后经过三个月而未使用。
e、千斤顶经过拆开检修后。
f、震动、损伤或油压锐减及其它异常情况。
油压表选用防震型,表面最大度数为张拉力的1.5-2.0倍,精度等级不低于1.0级,油压表在运输、存放和使用过程中防止日晒、受潮和震动,油压表在下列情况下进行校验:
b、震动、损伤或油压锐减及其它异常情况。
c、精度为1.0级时,校正有效期为1周。
锚具进场后,分批对其外观尺寸、硬度、静载锚固系数性能试验、锚板强度试验等按规范要求进行抽检,抽检合格后方可使用。
5.2.2梁体结构
预应力混凝土在达到混凝土的强度100%,与弹性模量均达到设计值的90%以上且混凝土的龄期大于14天后才能进行预应力张拉。
张拉前检查锚垫板附近情况(混凝土浇筑时该处要注意,因该处钢筋密,管道多,要加强重视,既要保证锚后混凝土密实又不能影响管道),若有蜂窝及其它严重缺陷在拆模后立即研究采取补救措施,待混凝土强度和弹性模量达到设计要求后方可张拉。
锚垫板及夹片洗净油污并擦拭干净。
检查锚垫板与管道轴线是否垂直,若有偏差,应进行校正,否则会使个别钢绞线受力过大产生断丝现象。
5.2.3张拉参数
张拉控制力以施工图纸的要求为依据,施工前对引伸量进行校核。
钢束标准强度fpk=1860MPa,弹性模量Es=1.95×
105MPa,锚下张拉控制应力σcon:
顶底板σcon=1339MPa,腹板σcon=1395MPa,管道摩阻系数μ=0.23,管道偏差系数k=0.0025,一端锚具回缩6mm,松弛损失为0.024σcon。
(1)计算公式
预应力伸长量根据弹性理论,可按下式计算:
(1)
依据《桥梁施工计算手册》预应力筋的平均张拉力按下式计算:
(2)
式
(1)、
(2)综合起来,预应力伸长量计算式为:
(3)
由于上式
,上式可写成:
(4)
式中:
—预应力筋的端张拉力;
—预应力筋的平均张拉力;
—预应力筋的公称面积;
—预应力筋的弹性模量;
—预应力管道偏差系数;
—预应力筋长度;
—预应力筋的空间转角;
—预应力筋管道的摩擦系数;
—预应力筋的设计张拉控制应力。
(2)计算参数的取值
以上计算公式中
=1339(1395)MPa,k取0.002,
取0.25,E取195000MPa,L、需要根据设计预应力钢束布置详细计算。
由于平曲线(考虑路线线性影响后)平弯半径大,弧长L可用竖曲线相对应弧长近似替代,θ参照钢束布置图。
(3)预应力钢束伸长量计算
线段端应力及伸长量计算
先根据公式
及以上计算的相关参数计算出第一段的伸长量及平均应力,再依据第一段的平均应力和端应力计算第二段的端应力,然后计算第二段伸长量,依此类推计算出其它各段的伸长量(和应力),分段伸长量累加起来即为该预应力钢束的张拉伸长量。
5.3、张拉前施工准备
(1)锚具进场后,对锚具进行分批外观检查,不得有裂纹、伤痕、锈蚀、尺寸不超过允许偏差并对锚具的强度,锚固能力进行复检。
锚具进场后,对锚具进行分批外观检查,不得有裂纹、伤痕、锈蚀、尺寸不超过允许偏差并对锚具的强度,锚固能力进行复检。
(2)对梁体混凝土表面存在的较大缺陷,预先修补并达到设计要求,方可施加预应力,缺陷严重者要特别处理。
(3)张拉前清除孔道内的杂物、积水、锚垫板上附着的灰浆、钢绞线上的锈蚀、泥浆等。
(4)千斤顶和油压表、油泵配套校验合格,并在规定使用期限内。
(5)锚具、预应力钢绞线按规定检验合格。
(6)确认孔道已进行过检孔并通过检查。
(7)千斤顶的定位安装,并且与油泵相连接,注意千斤顶要和油压表配套使用。
(8)安装工具锚板,在锚板锥孔内装上工具锚夹片,锥孔内表面和夹片表面涂上约1mm厚的蜡质润滑剂,以使张拉完毕后夹片能自动松开。
5.4、张拉施工
5.4.1、张拉操作工艺
连续梁预应力张拉施工工艺流程:
见流程图
①张拉施工顺序:
遵循设计要求,先腹板束,后顶、底板束,从桥梁中心向两侧左右对称张拉。
②张拉设备及工艺:
采用单束两端同步张拉并左右对称进行、张拉应力与伸长量双控的施工工艺。
③当梁体混凝土强度达到100%即50Mpa,弹模达到90%,且龄期达到14天后,内模板解除受力后,即可进行张拉,张拉力必须严格按张拉技术交底进行控制。
具体张拉日期由试验室下发张拉通知书。
张拉机具、锚具、钢绞线校验
混凝土强度达到设计强度的100%和弹性模量达到设计强度的90%
安放千斤顶及锚具
施工记录
10%应力张拉
100%应力张拉
锚固
制作试件
孔道压浆
封端
5.4.2、张拉过程
安装锚具,带好夹片之后,将钢绞线从千斤顶中心穿过。
张拉时采用张拉力和伸长值双控,伸长值容许误差控制在±
6%以内,同一断面的断丝率不得大于1%,更不容许整根钢绞线拉断。
当钢绞线的初始应力达到10%σk时停止供油,检查夹片情况完好后,画线作标记。
张拉过程如下:
0→0.10σcon→σcon(持荷5min锚固)。
中间停顿,持荷1min,终张持荷5min。
具体张拉操作顺序为:
张拉分为张拉控制拉力的10%、100%两阶段,并分别读取对应的钢绞线伸长量读数,从而推算出伸长量。
(1)初试张拉力
张拉检查油管路连接可靠、安装正确后,开动油泵向油缸缓慢进油,使钢铰线略为拉紧后随时调整千斤顶位置,使其中心与轴线方向基本一致,以保证钢铰线自由伸长,减少摩阻。
同时调整夹片使之卡紧钢铰线,以保证各根钢铰线受力均匀。
然后两端千斤顶常正速度对称加载到初始张拉力后停止进油加载,测量并记录钢铰线伸长量。
完成如上操作后,继续向千斤顶进油加载,直至达到控制张拉应力。
初始张拉力取控制张拉力的10%。
(2)控制张拉力张拉
钢铰线达到控制张拉力时,不关闭油泵,而继续保持油压5分钟,以补偿钢铰线的松弛所造成的张拉力损失,并检验张拉结果。
然后测量并记录控制张拉力下的钢铰线伸长量。
钢铰线束实际伸长量的量测有如下两种方法:
①在相应张拉力下量取与之对应的千斤顶油缸伸长量。
将每个初张拉力和终张拉力下对应的千斤顶油缸伸长量的差值,作为本次钢铰线的实际伸长量。
则各个张拉循环的实际伸长量之和,也即为钢铰线初始张拉力至控制张拉力之间的实际伸长量。
②开始张拉前,将本束所有钢铰线尾端切割成一个平面或采用有色差较大的颜料标注出一个平面。
在任一张拉力下量测该平面至喇叭口端面之间的距离即为该次钢绞线伸长量。
将每个张拉循环中初张拉力和终拉力对应的量测值的差值,作为本次张拉循环中钢铰线束的实际伸长量。
张拉循环的实际伸长量之和,即为该束钢铰线初始张拉力至控制张拉力的实际伸长量,与钢铰线束实际伸长量的计算互为校核。
钢绞线束实际伸长量△L的计算公式为:
△L=ΣΔL1+ΣΔL2。
其中ΔL1:
初始张拉力至控制张拉力间的钢铰线束实测伸长量。
ΔL2:
为初始张拉力下的钢铰线束伸长量,其值通过计算得出。
千斤顶操作人员注意保持千斤顶与张拉锚端的同心状态,待受力后方可松开,防止受力时千斤顶偏侧滑丝。
张拉时千斤顶升降压速度缓慢、均匀。
两端张拉力同步,切忌突然加压或卸压。
加压时,高压油泵操作人员注意与千斤顶操作人员保持联系。
(3)伸长量量测注意事项
伸长量较大时采用两次或多次张拉,此时注意控制千斤顶的伸长值不超过千斤顶的行程20cm。
为了消除钢铰线束不直和初始受力不均的影响,在张拉力达到一定初始值之后,再进行伸长值的量测。
在钢束张拉时初始张拉力(取设计张拉力的10%)状态下标注伸长量起始记号,用量测值和理论计算值复核。
若伸长量不足或过大,要及时分析原因,一般是管道布置不准,增大孔道摩阻,应力损失过大,有时也有可能设计计算使用的钢绞线的弹模值与实际使用的弹模值不相同。
总之要及时查明原因,采取相应的措施后方可进行下一步施工即回油。
(张拉应力、伸长值控制见附表)记录。
同束钢绞线张拉,必须两端同步进行,同时给千斤顶主油缸徐徐充油张拉,并以油表读数为主,钢绞线伸长值作校核,实际伸长值与理论伸长值之差控制在6%以内,两端钢绞线伸长量保持一致,严禁一端张拉。
一次张拉的钢束采用“双控”控制;
对于分两次张拉的钢束,一期张拉时需以伸长值进行复核,二期补拉以油表读数控制,伸长值按实记录。
5.5、预应力管道压浆
预应力束张拉完毕后,应及时对孔道进行压浆,孔道压浆是确保预应力工程质量和连续梁质量的一个重要因素。
5.5.1、真空压浆原理
排气管
图1-1管件接头处连接示意图
5.5.1、施工准备工作
⑴检查确认材料数量、种类是否齐备,品质是否保证;
检查机具是否完备;
张拉完成后,切除外露的钢绞线(外露长度≥30mm),将密封工具罩安装在锚垫板上进行封锚。
工具罩在灌浆后3个小时内拆除并清洗。
安装时检查橡胶密封圈是否破损断裂,将密封罩与锚垫板上的安装孔对正,用螺栓拧紧,注意将排气口朝正上方。
⑵按照设备原理图(图1)进行各接头的密封连接。
在水泥浆出口及入口处接密封阀门。
将真空泵连接在非压浆端上,压浆泵连接在压浆端上,以串联的方式将负压容器、三向阀门和锚具盖帽连接起来,其中锚具盖帽和阀门用一段透明的喉管连接。
⑶清理锚垫板上的灌浆孔以及波纹管道,保证灌浆通道畅通。
5.5.2、试抽真空
将灌浆阀、排气阀全部关闭,抽真空阀打开,启动真空泵抽真空,观察真空压力表读数,当管内的真空度维持在-0.06~-0.09MPa时,停泵约1min时间,若压力能保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。
5.5.3、搅拌水泥浆
⑴搅拌要求
搅拌水泥浆之前,加水空转数分钟,将积水倒净,使搅拌机内壁充分湿润。
搅拌好的灰浆要做到基本卸尽。
在全部灰浆卸出之前不得再投入未拌和的材料,更不能采取边出料边进料的方法。
⑵装料顺序
首先将称量好的原材料进行搅拌约2min,将减水剂倒入搅拌机中,搅拌3min出料;
水泥浆出料后应尽量马上泵送,否则要不停的搅拌;
必须严格控制用水量,否则多加的水会全部泌出,易造成管道顶端有空隙;
对未及时使用而降低了流动性的水泥浆,严禁采用增加水的办法来增加灰浆的流动性。
⑶吸浆
将水泥浆加到储浆罐中引到灌浆泵,在灌浆泵高压橡胶管出口打出浆体,待这些浆体浓度与灌浆泵中的浓度一样时,关掉灌浆泵,将高压橡胶管端接到孔道的灌浆管上,扎牢。
关闭灌浆阀,启动真空泵,当真空值达到并维持在-0.08MPa值时,打开灌浆阀,启动灌浆泵,开始灌浆,灌浆过程中,真空泵保持连续工作。
待抽真空端的透明塑料管内有浆体经过时,关闭真空机前端的真空阀,关闭真空机,水泥浆会自动从止回排气阀中顺畅流出,且稠度与灌入的浆体相当时,关闭抽真空端的阀门。
压浆完成后及时进行封锚,采用与梁体同等级别混凝土进行。
⑷清洗
拆卸外接管路,清洗真空机的空气滤清器及管路阀门,清洗灌浆泵、搅拌机及所有沾有水泥浆的设备和附件。
⑸真空辅助压浆施工注意事项
采用螺杆式压浆泵,压浆连续,压力和浆体流量脉动小,不会导致空气混入孔道,克服了采用挤压式和柱塞泵式压浆不连续、容易进入空气、极易造成孔道压浆不饱满的情况。
锚头一定要密封好,在张拉完成后48小时内必须进行孔道压浆。
压浆管应选用牢固结实的高强橡胶管,抗压能力≥1MPa,灌浆受压时不能破裂,连接要牢固,不得脱管。
严格掌握水泥浆的配合比,浆体材料误差不能超过规定值。
浆液进入灌浆泵之前应通过70目的筛子。
灌浆工作宜在浆液流动性没有下降的30~45min时间内进行,孔道一次灌注要连续。
中途换管道时间内,继续启动灌浆泵,让浆体循环流动。
六、问题预防与处理
6.1、张拉断丝、滑丝处理
张拉后观察有无滑丝、断丝现象,作好张拉记录,全断面断丝、滑丝总数不得超过钢丝总量的0.5%,且一束内断丝不得超过1丝,也不得在同一侧。
当滑丝和断丝数量在允许范围内,不需要处理,但当滑丝和断丝数量超过允许范围时,则需处理。
滑丝判断:
张拉完毕卸下千斤顶后,目视检查滑丝情况。
仔细查看工具锚处每根钢绞线上的楔片压痕是否平齐,若不平齐则说明有滑丝;
查看本束钢绞线尾端张拉前做的标记是否平齐,若不平齐则说明有滑丝。
滑丝处理方法:
首先将专用卸荷座支承在锚具上,将专用千斤顶油缸外伸至千斤顶行程的一半后,把退锚YCL25型千斤顶装在单根钢绞线上。
当钢绞线受力伸长时,夹片稍被带出。
这时立即用改锥或钢绞线卡住夹片凹槽。
然后油缸缓慢回油,钢绞线内缩,而夹片因被卡住而不能与钢绞线同时内缩。
如此反复,直至张拉完成后,立即进行压浆。
断丝处理方法:
提高其它钢绞线束的控制张拉力作为补偿,但最大超张拉力不得超过设计极限状态的要求,也不得超过钢绞线或钢丝的标准强度的80%。
若仍不能满足要求,需进行换束、重新张拉,具体采用何种方式,与设计单位商定。
6.2压浆常见问题处理
压力灌浆中,浆体本身和施工工艺带有一定的局限性,主要表现为:
灌入的浆体中常会含有气泡,当混合料硬化后,存集气泡会变为孔隙,成为自由水的聚集地。
这些水可能含有有害成分,易造成预应力筋及构件的腐蚀;
另外水泥浆容易析水、干硬后收缩,从而会产生孔隙,致使浆体强度不够,粘接不好,孔道浆体不饱满,为工程留下质量隐患。
补压:
灌浆机停机,将出浆端球阀关闭,再用灌浆机正常补压。
此时,通过封锚后锚头露出的钢绞线间隙逼出水分及稀浆。
同时对注浆孔锚头处钢绞线张拉锚固后保留6cm,将多余的钢绞线切除封锚,然后采用水泥团进行密封使之在压浆过程中不泌水。
待到补压时用铁锤将封锚的水泥团敲掉,露出钢绞线泌水。
不宜敲的太多,以防锚具夹片处漏浆,致使无法泌水。
注浆不畅通:
注浆不畅通一般是发生在构件施工中,预埋的波纹管出现问题。
如波纹管安装好后,在浇筑砼时,被振捣棒碰撞破裂、波纹管接头处套接不牢固或有孔洞、焊接钢筋时电焊火花烧坏波纹管的管壁、穿束过程中未采取预防措施损害波纹管、波纹管的自身有质量问题等,导致砼浇注时造成孔道堵塞、渗漏,影响压浆前的孔道清洗,造成杂质堆积。
此时需根据浇筑记录逐节段排查堵塞位置进行清理。
排气孔、出浆孔堵塞:
排气孔、出浆孔安装方法不正确也是造成注浆不畅通的原因之一。
安装时插入孔道太深,有时甚至插入孔道内钢绞线与钢绞线之间,特别是出浆孔预先用铁管预埋,再用塑料管连接。
若出现堵塞时需对混凝土进行钻芯,确保顶部排气。
七、质量标准
预应力筋下料长度的允许偏差和检验方法
项目
允许偏差(mm)
检验方法
钢丝
与设计或计算长度差
±
10
尺量
束中各根钢丝长度差
不大于钢丝长度的1/5000,且不大于5
钢束
束中各根钢绞线长度差
预应力螺纹钢筋
预留孔道位置允许偏差和检验方法
纵向孔道
尺量两端、跨中、1/4跨、3/4跨各1处
横向孔道
尺量两端
竖向孔道
张拉端预应力筋内缩量限值和检验方法
锚具类别
内缩量限值(mm)
支承式锚具(镦头锚具等)
螺帽缝隙
夹片式锚具
有顶压
无顶压
八、安全质量保证措施
8.1张拉施工保证措施
(1)张拉施工必须检查三同心两同步:
三同心:
预应力管道与锚下垫板的锚口同心,锚垫板锚口与锚圈同心,锚圈与千斤顶同心。
两同时、两同步:
张拉时两端及两边必须同时同步对称施张。
(2)当两端压力表数值相差大于1.5MPa时,两端同时停机,卸荷后同时更换油表,重新张拉。
(3)断、滑丝数量不超过预应筋总数的0.5%,并不得位于梁体的同一侧,且一束内断丝数量不得超过一丝。
(4)张拉时,必须有专人负责及时填写张拉记录。
(5)张拉时油泵上的安全阀调到最大工作油压下才能自动打开,油表安装必须满扣,高压油管使用前作耐压试验,不合格