20有粘结预应力混凝土箱梁施工技术.docx
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20有粘结预应力混凝土箱梁施工技术
20m有粘结（后张法）预应力混凝土箱梁施工技术
主题词：
钢绞线预应力张拉
一工程概况
马平高速公路莲花台湟水河I号大桥（中心桩号K20+571.17）下部构造采用独柱墩、柱式台及钻孔灌注桩基础，上部构造为13-20米装配式部分预应力砼连续箱梁。
全桥有预应力混凝土箱梁104片。
本工程采用低松弛高强度预应力钢绞线作为预应力筋。
单根钢绞线直径φj15.24mm，钢绞线公称截面面积A=140mm2，钢绞线标准强度Rby=1860MPa，弹性模量Ey=1.95×105MPa。
钢绞线截面特性及力学性能见表一。
预应力筋孔道采用预埋金属螺旋波纹管成孔，顶板负弯矩钢束管道成孔采用钢波纹扁管。
预应力箱梁砼强度等级为C50，砼强度达到设计强度的90%以上后方可进行预应力筋张拉。
张拉控制应力σk=0.75Rby=1395MPa,张拉采用双控，以钢束伸长量进行较核。
预制箱梁中钢束均采用一端张拉，且在横桥向采用YM型锚具及其配套的设备，顶板负弯矩钢束采用YMB型锚具及配套的设备。
钢绞线截面特性及力学性能表1
钢绞线强度等级（MPa）
公称直径
（mm）
标准断面积
（mm2）
直径偏差（mm）
最大负荷（KN）
屈服负荷（KN）
最小伸长率（%）
标准重量（Kg/m）
1000h松弛率（%）不大于
70%公称最大负荷
80%公称最大负荷
1860
15.24
140
+0.4、-0.2
259
220
3.5
1.102
2.5
4.5
二预应力混凝土箱梁施工工艺流程
1、施工顺序流程图
2、材料、设备进场验收及检验
2.1钢绞线的进场验收
1预应力钢绞线应成批验收，每批由同一牌号、同一规格、同一生产工艺制度的钢绞线组成，每批重量不大于60吨；
2从每批钢绞线中任取3盘，进行表面质量、直径偏差、捻矩和力学性能试验；
3检验合格的钢绞线存放于通风良好的仓库中。
露天堆放时，应搁置在方木支垫上，离地高度不小于20厘米，并在上面覆盖防雨布。
2.2锚具的进场验收
预应力锚具应有出厂合格证，进场时应作下列检验：
①外观检查：
每批抽检10%但不少于10套，检查外观及尺寸。
②硬度检验：
每批抽检5%但不少于5套，对多孔夹片式锚具的夹片，每套至少抽检5片。
③静载锚固性能试验：
由生产厂家提供试验报告。
4）验收批划分：
在同种材料和同一生产工艺条件下的锚具、夹具不超过1000套为一批。
2.3油泵、千斤顶标定
本工程所用千斤顶型号为YDC-1000，由青海省路桥集团有限公司中心试验室标定，标定结果如下：
张拉力值对应压力表读数值
对于
15.24钢铰线，设计锚下应力均为1395MPa，0.75
。
扁锚采用单根张拉，其余采用整束张拉。
每束钢绞线数量
张拉锚下力（kN）
油压表及千斤顶编号
分级张拉力对应油压表读数（Mpa）
3
585．9
YDC-1000
10%
50%
100%
——
表234
3.4
14.5
28.4
顶0910
表225
3.7
14.5
28.0
顶0911
4
781．2
YDC-1000
10%
50%
100%
——
表234
4.3
19.1
37.7
顶0910
表225
4.6
19.0
37.0
顶0911
2.4波纹管的进场验收
波纹管进场时应检验内外径尺寸、钢带厚度，并进行荷载检验及抗渗性能检验。
每50000m为一批。
3、钢绞线下料、编束
3.1钢绞线下料场地应平坦，下垫方木或彩条布，采用砂轮机切割下料，长度误差控制在+50mm以内。
为了防止在下料过程中钢绞线紊乱并弹出伤人，下料时将钢绞线盘卷装在铁笼内，从盘卷中央逐步抽出。
下料长度：
L=l+2（l1+100）+l2+l3
l—构件的孔道长度
l1——夹片式工作锚厚度
l2——千斤顶长度
l3——夹片式工具锚厚度
3.2为保证钢绞线束两端钢绞线的排列顺序一致，穿束与张拉时不致紊乱，每束钢绞线都必须编束。
编束时先将钢绞线理顺，并尽量使各根钢绞线松紧一致，采用20号铁丝绑扎，间距1~1.5m。
单根穿孔时不编束，但应在每根钢绞线两端贴上标签。
4、波纹管埋设及锚垫板安装
4.1铺筋前应对波纹管进行抽检，经检验合格后方可使用。
波纹管位置应准确，采用钢筋卡子，以铁丝帮扎固定。
波纹管的连接采用大一号的同型螺旋管，接头管的长度为200-300mm，接头两端用密封胶带封裹。
4.2锚垫板安装时穿套波纹管，然后按施工图尺寸定位，并用短钢筋架立与非预应力筋电焊固定，锚垫板应与端部模板紧密结合，且与管道方向垂直，不得平移或转动。
5、预应力砼浇注
5.1浇注砼前应仔细检查模板、钢筋及波纹管、锚垫板的预埋位置是否准确。
经自检合格后报监理工程师检验，确认无误后方可进行砼的浇注；
5.2砼入模时，严禁将下料斗出口对准波纹管下灰，防止冲击压弯波纹管或移位。
振捣时禁止将振捣棒直接振击波纹管，防止破损或移位。
5.3砼浇毕要加强养护，保持充分湿润，防止水分过早蒸发，而产生表面裂缝，浇注过程中应取两组试块，并与构件同条件养护，以确定张拉时间之用。
6、钢绞线穿束
本工程采用人工穿束。
穿束时工人在前面牵引，后面推进，由专人指挥，保持前后同进用力。
7、预应力筋张拉
7.1当砼强度达到设计强度的90%时，方可进行钢绞线的张拉；
7.2预应力筋设计张拉力Pj
Pj=σcom·Ap
式中σcom——预应力筋设计张拉控制应力值，Φj15.24钢绞线为1395N/mm2。
Ap——钢绞线束的截面面积
中梁：
Pj=1395×140×3=585.9KN
边梁：
Pj=1395×140×4=781.2KN
7.3施工张拉程序010%Pj50%PjPj锚固
7.4预应力筋张拉伸长值ΔL，按下式计算：
ΔL=（P·LT）/（APES）
式中P—预应力筋的平均张拉力，即P=Pj（1-（κx+μθ）/2）
LT—钢绞线长度
AP—预应力筋的公称截面面积
ES—预应力筋的实测弹性模量ES=1.91-2.036×105N/mm2
（κx+μθ）/2—孔道摩擦损失
κ=0.0015μ=0.2
张拉前计算每束钢绞线的伸长值ΔL为：
N1ΔL=139.5mm
N2ΔL=139.2mm
N3ΔL=137.7mm
7.5张拉伸长值的量测：
在初始应力下，量测油缸外露长度，在相应分级荷载下量测相应油缸外露长度，将多级伸长值叠加即为初应力至终应力间的实测伸长值。
实际伸长值应为：
ΔL=ΔL1+ΔL2-A-B-C
ΔL1——从初应力至最大张拉力之间的实测伸长值；
ΔL2——初应力以下的推算伸长值；
A——张拉过程中锚具契紧引起的预应力筋内缩值；
B——千斤顶体内预应力筋的张拉伸长值；
C——构件的弹性压缩值。
关于推算伸长值ΔL2，可根据弹性范围内张拉力与伸长值成正比的关系计算。
张拉伸长值允许偏差范围：
-5%~+10%ΔL。
7.6张拉工艺
①安装锚具与张拉设备：
锚固体系：
安装锚具时应注意工作锚环或锚板对中，夹片均匀打紧并外露一致；千斤顶上的工具锚位与构件端部工作锚的孔位排列要一致，以防钢绞线在千斤顶穿心孔内打叉。
安装张拉设备时，对直线预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道中心线重合；，对曲线预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线重合。
②开动油泵供油给千斤顶张拉油缸，进油——张拉，每级加载均应测量伸长值，并随时检查伸长值与计算值的偏差。
③张拉到规定油压后持荷复验伸长值，合格后，实施锚固。
④千斤顶回油，拆卸工具锚，换束重新安装锚具、设备。
⑤灌浆及封锚：
切除过长钢绞线，余留钢绞线8cm封口、在48小时内压浆、封锚。
8、孔道灌浆
8.1灌浆水泥采用425#普通硅酸盐水泥，水灰比控制在0.4-0.45；
8.2在梁端灌浆孔采用压力灌注，压力宜控制在0.6MPa左右，水泥浆在进入灌浆泵前需过筛，灌浆应缓慢进行，不得中断，灌满孔道后，先堵泌水孔，待锚垫板上排气孔排尽空气，喷出浓浆后堵排气孔，并持压片刻；
9、封锚
张拉后应及时用砂轮切割机将多余的钢绞线切掉，预应力筋切割后露出锚具夹片外的长度不小于8cm，灌浆结束后用C50混凝土封堵锚具，封头砼应振捣密实，并湿润养护不少于7天。
10、张拉安全事项
10.1夹片与锚圈锥孔不应黏附泥浆或其它杂物，且不允许锈蚀。
工具锚的夹片，应注意保持清洁和良好的润滑状态。
10.2对表面油锈的钢绞线，张拉前应彻底除锈。
10.3锚具安装到位后，应及时张拉，以防止锈蚀而产生滑丝、断丝。
10.4限位板应根据钢绞线的实际外径来选择。
10.5切除多余钢绞线必须在距锚具8cm以外的位置使用切割器，并采取保护措施，使锚具附近的温度不超过150度。
10.6灌浆后三天内不得切割钢绞线和碰撞锚具。
10.7张拉前，应全面检查张拉系统，确保安全可靠，张拉时，千斤顶后严禁站人。
三、施工中的主要问题和处理对策
1、预应力筋孔道堵塞
⑴为预防波纹管漏浆堵塞孔道，在砼浇注完毕和砼初凝前，用高压水冲洗孔道。
⑵若孔道已堵塞，先探测到管道堵塞的准确位置，再从箱梁的内侧开孔，由人工清除孔道内的水泥块，张拉完毕后，再用同标号的砼封堵开口。
⑶如果是先穿钢绞线,在浇注砼过程中可由专人在梁端拖动钢绞线,防止漏到波纹管中的水泥浆将钢绞线凝结。
⑷另外，可以在波纹管中穿入PVC管，将钢绞线穿入PVC管中，在张拉钢绞线前再将PVC管抽出。
2、预应力损失
1）两段对称均匀张拉，减少了钢绞线与管道壁间摩擦引起的预应力损失。
2）张拉时砼强度达到设计强度的90%，减少了弹性压缩引起的预应力损失。
3）应采用低松弛、高强度的钢绞线，以减少松弛损失。
2002年10月24日
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