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10预应力张拉作业指导书

一、编制目的2

二、适用范围2

三、编制依据2

四、预应力工艺及技术要求2

4.1预应力布置2

4.2.1下料与编束3

4.2.2穿束5

4.3钢绞线的张拉5

4.3.1工艺流程6

4.3.2张拉设备及仪表6

4.3.3预应力张拉6

4.4滑丝与断丝处理11

4.5钢绞线切割11

4.6质量检验11

4.7张拉注意事项11

4.8安全注意事项12

沪杭铁路客运专线预应力混凝土双线简支箱梁

预应力张拉作业指导书

一、编制目的

对中交二航局第二工程有限公司上海金山制梁场后张法预应力混凝土双线简支箱梁混凝土预应力作业进行控制，使其满足现行的相关规范和质量标准要求。

二、适用范围

上海金山制梁场预制箱梁预应力张拉作业。

三、编制依据

（1）《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》（铁科技[2004]120号）

（2）《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）

（3）《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）

（4）《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210-2005）

（5）《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ213-2005）

（6）《客运专线无砟轨道铁路工程施工技术指南》（TZ216-2007）

（7）《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力结构设计规范》（TB10002.3-2005）

（8）《铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件》（TB/T3193-2008）

（9）《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）

（10）《无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁（双线）》（通桥（2008）2322A-Ⅱ）

（11）《无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁（双线）》（通桥（2008）2322A-Ⅴ）

（12）其他相关《铁路工程建设通用参考图》

（13）《新建铁路沪杭甬客运专线上海至杭州段施工图》

（14）《上海金山制梁场企业产品标准》

（15）《上海金山制梁场工艺细则》

四、预应力工艺及技术要求

4.1预应力布置

（1）预应力筋布置断面图

图4.131.5m跨预应力管道布置图

图4.223.5m跨预应力管道布置图

（2）预应力筋具体布置表

4.2钢绞线的制作和穿束

4.2.1下料与编束

钢绞线下料场地平坦，钢绞线的下料采用砂轮切割机切割。

（1）备料：

领取经试验检测合格的钢绞线，整捆吊至放线场地，按正确的顺序放入放盘架中。

正确的顺序为：

放盘架出盘端与钢绞线卷盘内腔的钢绞线头的方向一致，确保放盘时由内盘开始按照钢绞线卷盘的方向顺序放盘，绝对不能放反，在首次放盘前操作人员必须检查确认后才允许放盘。

每盘钢绞线装入放盘架后不再取出，直至用完。

放盘架必须做好放盘时防止钢绞线松盘的措施。

（2）下料：

在下料平台上做出显著准确的下料长度标记。

预应力筋下料长度＝工作长度+1640mm，工作长度以预应力筋具体布置表提供的具体数值为准，选取时应注意对应箱梁的二期恒载，其允许偏差和检验方法应符合表4.3-1的规定。

预应力筋下料长度的允许偏差和检验方法表4.3-1

项目

允许偏差（mm）

检验方法

钢绞线

与设计或计算长度差

±10

尺量

束中各根钢绞线长度差

±5

（3）编束：

编束时应先将钢绞线用梳溜板理顺，并尽量使各根钢绞线松紧一致。

按每束规定根数、规定长度，用扎丝绑扎，两头距端5～10cm处用双根扎丝绑扎，其余每隔1.5m绑扎一道，成束后，将钢绞线束人工抬移至堆放地点，分开堆放并标识。

（4）注意事项

钢绞线在开盘后应检查外观，及时纠正钢绞线的乱盘、扭结等情况。

如发现有裂纹、小刺、机械损伤、死弯、油迹等情况，应局部剪除，若发现有脆断、劈裂等情况则必须及时向技术员或质检员反映，并复验材质。

决定报废的钢绞线单独存放作好标记，严禁混杂流入下道工序。

在钢绞线下料编束之前应以一个检验批（30t）钢绞线为单位使用游标卡尺测量钢绞线直径，并由实验室对钢绞线的弹性模量进行检测。

且在张拉过程中根据钢绞线不同的弹性模量与直径调整钢绞线的控制应力及伸长量，理论伸长量计算采用每批钢绞线实测弹性模量三个值的平均值，同一孔梁内有不同批次钢绞线时，应作好记录，然后根据记录，在张拉时选择相应的限位板型号，调整其控制应力及伸长量。

钢绞线下料时机宜控制在穿束当日，最多也不得间隔两天以上。

钢绞线下料后不能当日穿束的要做好防护：

隔绝一切可能导电的危险源，垫高不得接触地面，覆盖塑料膜以防尘、防雨。

（5）质量要求

每束钢绞线应由同一厂家、同一规格、同品种、同批号的钢绞线组成，不混用。

下料后的钢绞线长度一致，无死弯，无沾染油污，成束后两端应整齐。

每束钢绞线根数必须与施工图一致。

（6）安全注意事项

钢绞线盘重大、盘卷小、弹力大，为了防止下料过程中钢绞线紊乱后弹出伤人，必须采用放盘架放盘。

下料时，将钢绞线盘卷装在防护架内，从盘卷中央逐步抽出，确保安全。

4.2.2穿束

钢绞线在穿束前要对喇叭口进行清理，确保喇叭口里无杂物，砂浆，再进行穿束工作。

（1）穿束的顺序

由上向下、由里向外。

（2）穿束注意事项

同一束内的钢绞线应为同一检验批次的，不同检验批次不能用在同一束上，若同一批次钢胶线下料数量不能满足一束数量的，余料按废材处理。

钢绞线从下料场地搬运时，应按图纸规定复查：

编束后的钢绞线长度、每束根数和编束的质量是否符合要求。

在搬运过程中，支点距离不大于3m，端部悬出长度不大于1.5m。

要防止出现死弯，其最小弯曲半径不得小于1m。

穿束前钢绞线不得沾上油渍、泥土，并应顺直、无死弯。

穿束前对孔道宜排出孔道内残存的水，可将细软水管伸入孔道跨中处，外端连接小水泵抽汲。

穿束前必须检查锚垫板及喇叭口周围及喇叭口内和压浆孔内的灰浆是否清除和畅通，检查喇叭口与孔道接入部位是否有错台。

穿束时5人一组将钢绞线抬至梁端穿束，在穿束过程中，地上垫方木，避免穿束过程中钢绞线拖动与混凝土地面摩擦，破坏钢绞线表面保护层。

同一孔道穿束整束整穿。

钢绞线穿入孔道后，两端伸出梁端0.84m。

（3）安全注意事项：

①穿束周围影响安全生产的物件应清除出去。

②穿束时在上部作业人员，应与下部作业人员相互配合，保证安全。

4.3钢绞线的张拉

4.3.1工艺流程

制束→穿束→预张拉→初张拉→终张拉→锚具外钢绞线切割。

4.3.2张拉设备及仪表

（1）张拉所用的机具设备及仪表配套标定，配套使用并定期维护，且千斤顶校正系数不大于1.05。

张拉设备选型：

①液压千斤顶：

YDCW2000B共11台（用于预、初张拉）；YDCW3000B共9台（用于终张拉）；

②耐压压力指示器：

0.4级（0-60）MPa共9台；

③电动油泵：

2YBZ2-55共15台，ZB4-600H共5台。

油压力表的选用

油压力表分油压表和回油表，油压表精度为0.4级；防震型；油压表测量范围为60MPa，为实际张拉力的1.5～2倍，读数分辨为0.2Mpa，表盘直径为15cm。

（2）千斤顶、油压表校验

①千斤顶在下列情况下必须重新进行校验：

张拉了200次；

千斤顶校正期限已达一个月；

在常用油压下千斤顶夹缸油缸若有漏油或串缸现象，经修理以后。

②油压表在下列情况下必须重新校正：

油压表技术监督局标定期限已达1个月（梁场每周校准1次）；

油压表使用时超过允许误差或发生故障。

③千斤顶的标定要以3MPa为一个加载等级进行标定，计算相关系数为0.9999，校定系数K≤1.05。

4.3.3预应力张拉

（1）张拉准备：

清理锚垫板→安装工作锚环及夹片→安装限位板→安放垫环→千斤顶就位→工具锚夹片打紧。

在安装限位板的时候应注意：

限位板与工具锚应与相应的工作锚板及千斤顶配套，Y型夹片锚配套标准直径15.2mm钢绞线的限位尺寸深度是8.0mm，实际施工应根据钢绞线的实测直径来调整限位尺寸（钢绞线直径每增大或减小0.1mm，限位深度要增加或减小0.4mm）。

（2）预应力张拉分预张拉、初张拉和终张拉。

张拉时两端两侧共计四个千斤顶同时进行，并以张拉力为控制，以钢绞线伸长值为校核。

（3）在梁体混凝土同条件养护试块的抗压强度达到33.5MPa后拆除端模、松动内模，并进行预张拉，当梁体混凝土同条件养护试块的抗压强度达到43.5MPa后进行初张拉，初张拉后拆除内模、并用900t搬梁机移梁出台位。

在梁体混凝土同条件养护试块的抗压强度达到53.5MPa、弹性模量达到35.5GPa、且龄期不少于10天时进行终张拉。

（4）两侧腹板对称张拉，同束钢绞线由两端对称同步进行，张拉顺序按设计要求进行（见表4.3-1），张拉过程中保持钢绞线两端的伸长量差值不大于10%。

千斤顶回油前计算出钢绞线实际伸长值与理论计算伸长值偏差，当偏差不超过±6%时回油结束张拉，当偏差值大于±6%时，必须查明原因后并处理合格后方能回油结束张拉；钢绞线回缩量每端不超过6mm。

（5）预（初）张拉工艺流程：

0→0.2σk（测千斤顶油缸伸长值和工具锚夹片外露量）→预（初）张拉控制应力（静停持荷5分钟，测千斤顶油缸伸长值和工具锚夹片外露量，）→回油至0锚固。

31.5m跨预张拉预应力钢束张拉顺序如下：

2N6→2N2a→2N1b

23.5m跨预张拉预应力钢束张拉顺序如下：

2N7→2N2a→2N1

31.5m初张拉预应力钢束张拉顺序如下：

2N2c→2N3→2N7→2N10→2N2d

23.5m初张拉预应力钢束张拉顺序如下：

2N4→2N2c→2N5

初张完成后将内模拆除，用900T搬梁机将梁提出运至存梁区存放。

（6）终张拉（未预、初张拉）钢束操作流程：

0→0.2σk（测千斤顶油缸伸长值和工具锚夹片外露量）→σk（静停持荷5分钟）→补拉至σk（测千斤顶油缸伸长值，测工具锚夹片外露量）→计算并校验总伸长量→回油到0锚固（测总回缩量、测工作锚夹片外露量）→测即时弹性上拱度。

终张拉（已预、初张拉）钢束操作流程：

0→预、初张拉时的控制应力（测伸长值和工具锚夹片外露量）→σk（静停持荷5分钟）→补拉至σk（测伸长值和工具锚夹片外露量）→计算并校验总伸长量→回油到0锚固（测工作锚夹片外露量）→测即时弹性上拱度。

31.5m终张拉预应力钢束张拉顺序如下：

2N9→2N8→N1a→2N2d→2N5→2N4→2N2b→2N10→2N7→2N6→2N3→2N1b→2N2c→2N2a

23.5m终张拉预应力钢束张拉顺序如下：

2N6→2N3→2N2b→2N7→2N2a→2N5→2N1→2N4

（5）张拉顺序及张拉力

32箱梁张拉控制应力按中铁咨询桥梁工程设计院签发的《对实测管道摩阻、喇叭口摩阻回复（SW-08）》进行调整，具体见表4.3-1；由于24m箱梁没开始施工，24m箱梁张拉控制应力暂按设计图[通桥（2008）2322A-Ⅴ]，等施工后实测再根据中铁咨询桥梁工程设计院回复后再作调整。

当张拉工艺发生较大改变或锚夹具生产厂家、工艺发生改变或实际张拉伸长量多数超出理论值±6%等情况下，应当重新进行喇叭口及锚口摩阻和孔道摩阻试验，重新调整张拉力等设计参数。

张拉顺序及张拉力表（跨度31.5m）表4.3-1

张拉

阶段

张拉

顺序

钢束

编号

锚外控制

应力σk（Mpa）

锚外张拉力（kN）

备注

120～140kN/m

140～160kN/m

160～180kN/m

预

张

拉

930

1171.80

箱梁砼同条件养护试块抗压强度达到33.5MPa

N2a

930

1171.80

N1b

930

1171.80

初

张

拉

N2c

930

1171.80

1562.40

箱梁砼同条件养护试块抗压强度达到43.5MPa

930

1171.80

930

1171.80

N10

930

1171.80

N2d

930

1171.80

1562.40

终

张

拉

1434.23

1807.13

箱梁砼同条件养护试块抗压强度达到53.5MPa、弹性模量达到35.5GPa、砼龄期不小于10天。

1436.75

1810.31

N1a

1413.60

2374.85

1781.14

N2d

1413.60

1781.14

2374.85

1434.23

1807.13

1436.75

1810.31

N2b

1413.60

1781.14

2374.85

N10

1436.75

1810.31

1434.23

1807.13

1436.75

1810.31

1434.23

1807.13

N1b

1413.60

1781.14

N2c

1413.60

1781.14

2374.85

N2a

1413.60

1781.14

注意：

以表中张拉控制应力σk为根本，锚外控制力根据钢绞线实测面积计算。

以上表格中锚外张拉力为钢绞线截面积为140mm2时对应的锚外张拉力。

（6）张拉控制要点

张拉按照设计的张拉顺序，两端两侧同时对称张拉，即四台张拉千斤顶同时工作。

a、人工推动千斤顶使千斤顶、限位板、工作锚连接在一起，并确保管道、锚具、千斤顶三者同心。

之后将工具锚上的工具夹片用专用工具打紧。

限位板与工具锚应与相应的工作锚板及千斤顶配套，千斤顶使用专用张拉吊架提升。

b、初始应力：

梁体两端同时张拉，千斤顶充油到达初应力时（20%σk），用标定过的30cm钢尺测量千斤顶油缸伸长值，作为测钢绞线伸长量的起点。

c、张拉：

在初始应力的基础上，对称张拉，在张拉过程中，两端随时要取得联系，保持油压上升速度相等，同时达到控制张拉吨位，持荷5min。

在持荷的过程中，随时观察油压表油压读数，若油压稍有下降，应及时补油到设计吨位的油压值。

张拉预应力钢绞线时，采用应力、应变和时间三控。

以控制张拉应力（油压表读数）为主，以预应力筋伸长值进行校核，两端伸长量不得相差10%，两端总实际伸长值与按进场检验钢绞线实际弹模计算的伸长值误差值不得超过±6%，同时保证在张拉控制应力σk作用下持荷5分钟后回油锚固。

实际张拉伸长值与计算张拉值控制在±6%，两端伸长量相差≤10%，每端锚具夹片回缩量控制在6mm以内，否则应使用25t千斤顶对超差钢绞线进行退锚处理，分析原因后再进行张拉。

d、滑丝检查：

张拉完后，应在锚圈外钢绞线上划线标记，24小时后检查钢绞线无滑动时，才允许切丝、进行压浆工作。

（7）钢束理论和实际伸长量计算

①钢束理论伸长量计算

a、油表读数（MPa）

张拉过程以油表读数控制为主，油表读数根据各束钢绞线各张拉阶段张拉力和千斤顶、油表配套标定的回归线性方程计算而得。

b、钢绞线实际伸长值

按下式计算：

式中：

为初始应力到控制应力阶段伸长值；

，

分别为本次张拉控制应力及其下千斤顶工作油缸行程和工具夹片外露长度（mm）；

，

分别为初应力及其下千斤顶工作油缸行程和工具夹片外露长度（mm）；

c、钢绞线的理论伸长值

按下式计算：

式中：

预应力筋平均张拉力

按下式计算：

式中：

钢绞线理论伸长量在以下情况下必须重新计算：

a）钢绞线弹性模量发生改变；

b）因更换锚具夹片、锚垫板生产厂家或孔道成孔工艺而需要调整孔道摩阻系数或锚口及喇叭口控制应力损失。

②钢束实际伸长量及回缩量计算

a）本次张拉钢绞线伸长值Δ

式中：

，

分别为本次张拉控制应力及其下千斤顶工作油缸行程和工具夹片外露长度（mm）；

，

分别为初应力及其下千斤顶工作油缸行程和工具夹片外露长度（mm）；

b）预、初张拉及未进行过预初张拉的钢绞线在终张拉时实测伸长值按上式计算即可；

c）已进行过预初张拉的钢绞线的终张拉实测伸长值=预初张拉时的伸长值+终张拉时的伸长量

e）伸长量校验：

-6%≤（实测伸长值—理论伸长值）/理论伸长值≤6%

f）工作夹片回缩量=限位板槽深—锚固后工作夹片外露量。

张拉后夹片回缩量不大于6mm。

4.4滑丝与断丝处理

在整个张拉过程中，严密注意钢绞线及锚具滑丝情况。

当全梁断丝、滑丝总数超过钢丝总数的0.5%，且一束内断丝超过一丝时均须进行处理。

处理方法：

①、当一束出现少量滑丝时，如果夹片没问题，可用单根张拉油顶进行补拉，如夹片有问题，应更换夹片，重新张拉。

当一束内出现多根钢绞线滑丝时，须退锚放松钢绞线束并重新装夹片整束补拉。

退锚时用退锚器进行退锚。

②、如果出现断丝，必须整束退锚，换线重拉。

4.5钢绞线切割

在终张拉完24h后观察全梁断丝、滑丝总数不得超过钢绞线总数的0.5%，并不得位于同一侧，且一束内断丝不超过一丝后，即可进行锚外钢绞线切割。

钢绞线切割处距锚具30～50mm，钢绞线使用砂轮片切割，切割不得对锚具造成损害。

切割完成后用聚氨酯防水涂料对锚具、锚垫板及外露钢绞线头进行防锈处理。

4.6质量检验

预施应力应符合下列规定：

（1）张拉完24h内全梁断丝、滑丝总数不得超过钢绞线总数的0.5%，并不得位于同一侧，且一束内断丝不超过一丝。

（2）张拉后每端钢绞线回缩量不大于6mm，同束工作锚夹片外露量差值不超过2mm。

（3）钢绞线及锚具因处理滑丝，断丝而留有明显刻痕或其它伤痕，或同一束钢绞线张拉超过3次，均应立即予以更换。

4.7张拉注意事项

（1）张拉前检查锚具及夹片，如有裂纹或破损应及时更换。

张拉时锚垫板下若有蜂窝及其他严重缺陷，拆模后立即进行修补，待达到强度后张拉。

（2）锚具使用时应保持其成套匹配，不能混用。

锚圈及夹片在使用前应洗净油污并擦拭干净。

（3）限位板槽深必须根据钢绞线实测面积按以下方法进行调整：

直径15.2mm的钢绞线对应的限位板槽深为8mm，钢绞线直径每增大或减小0.1mm，限位板槽深要相应增加或减小0.4mm。

（4）锚具、夹片不得有锈蚀，锚孔及夹片不得粘附泥浆或其他杂物，夹片牙面、钢绞线（尤其是夹持段）不得粘附油污以免滑丝。

工具夹片外表面可涂黄油或石蜡以便于退锚灵活。

（5）安装工作锚环前，必须清理干净锚垫板上水泥桨、止浆条等杂物，检查锚穴的凿毛质量，凿毛不到位的不得进行张拉工序；检查与锚垫板相接处的孔道是否与喇叭口顺接，否则要进行修凿。

检查垫板与孔道轴线是否正交；安装工作锚环时，必须将锚环置于锚垫板凹槽内。

装顶时应使钢绞线束、锚环、千斤顶的轴线保持一致，若不一致应用张拉吊具调整使其保证一致。

（6）操作油泵时严格按照各张拉机具说明书中的有关规定、要求进行。

为使油压表指针在升压时稳定运行，每次张拉前应使油泵空转，排气时间不少于1分钟。

（7）张拉设备需专人保管、保养、使用，避免有关部件损坏或生锈，以保证在使用时具有良好的性能；油压表在不工作或油泵转移时，油压表应卸下装盒保管。

（8）油管保持顺直或大半径的弯曲，在接头处应有100mm以上的直线段，在其余部位无小于90°的锐角弯折。

（9）张拉用油保持清洁，注入油泵时必须过滤，保证无铁屑，微砂等有害杂质混入油液中，并根据具体情况定期更换，冬天使用10#机械油，夏天使用46#液压油。

在露天使用时，一般油温在30℃～50℃，最高不超过60℃。

（10）油箱内的油量高于油箱容积的85%，不满足时应加以补充，油泵泵油时，油面必须高于进油孔50mm，以防将空气泵入千斤顶内。

（11）张拉机具搬运转移时应保持平稳，防止倾倒。

（12）预施应力采用两端同步张拉，并左右对称进行，最大不平衡束不得超过1束，张拉顺序必须按照图纸要求进行。

预施应力采用双控措施，达到控制应力后持荷5min。

张拉过程中应保持两端的伸长量基本一致，两端伸长值偏差不大于10%。

4.8安全注意事项

（1）作业人员必须具有专业技术，必须进行岗前培训。

（2）油泵、千斤顶油路无泄露，确认正常后进行作业。

（3）专用张拉架安装要牢固可靠，保证安全。

（4）作业中，操作要平稳、均匀，张拉时两端不站人。

在测量伸长量时，操作人员站在侧面进行操作。

（5）千斤顶不准超载，不准超出规定的行程。

（6）张拉时，油压升降缓慢，切忌突然加压或卸压，两端伸长值基本保持一致，严禁一端张拉。

（7）张拉区域禁止非工作人员进入，周围要设置张拉区域及明显警示牌。

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