预应力梁张拉作业指导书.docx
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预应力梁张拉作业指导书
预应力梁张拉作业指导书
一、工程概况
商亳高速公路5标段全长8.4Km。
起点里程K21+600位于虞城县谷熟镇小王庄境内，终点里程K30+000位于虞城县王集境内。
本预制厂负责预制SBTJ—5全标段338片先张空心板梁、36片后张箱梁，其中：
20m预应力空心板梁78片（边板12片，每片设有钢铰线15根；中板66片，每片设有钢铰线14根）；16m预应力空心板梁208片（边板32片，中板176片各设有钢铰线11根）；13m普通空心板梁52片（边板8片，中板44片各设有钢铰线10根），25m箱梁36片（边跨梁24片，每片设有钢铰线2束4股、4束5股；中跨梁12片，每片设有钢铰线2束3股、4束4股）。
二、编制依据
1、 商亳高速公路SBTJ5合同段有关施工图、设计规范、实施性施工组织设计；
2、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；
3、 《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-98）；
4、 《钢筋焊接及验收规程》（JGT18-96）；
5、 《公路桥涵施工手册》（交通部第一公路工程公司）；
三、施工方案
进行场地平整、硬化（Ｃ15砼）、底座（Ｃ20砼30×99㎝三线）、台座的设计（张拉、锚固端各采用Ｃ20钢筋砼170×323×Ｌ㎝）与施工。
（一）、张拉机具
张拉机具千斤顶和压力表应配套标定，并确定张拉力与压力表之间的关系曲线，以便张拉时控制张拉力。
1、夹片锚具
夹片锚具是用一个锚固单元锚固一个预应力筋的单元，用单个或多个锚固单元组合的锚具锚固钢铰线束。
2、千斤顶（YDD200Ｆ型千斤顶：
额定张拉力2000KN，额定油压53MPa,张拉缸面积19194mm2,活塞行程500㎜，回程油压≤15Mpa，自重198㎏。
）
a、本预制梁先张空心板使用200φKN顶推式千斤顶，行程500mm，后张箱梁使用原有2500KN穿心式千斤顶，行程200mm、新购270KN穿心式千斤顶配合施工。
千斤顶和工程中使用的油压表、油管一起进行配套标定。
标定应在以下情况下进行：
（1）、新千斤顶初次使用前；
（2）、压力表受到碰撞或出现失灵现象，油压表指针不能退回零点；
（3）、千斤顶、油压表和油管进行过更换或维修后；
（4）、张拉100-200次或连续张拉1～2个月后；
（5）、停放三个月不用后，重新使用之前；
（6）、张拉过程中，预应力盘突然发生成束破断。
ｂ、本次张拉中使用液压千斤顶时应注意事项如下：
⑴、油管在使用前应检查有无裂纹，接头螺纹的规格是否一致，以防止在使用中发生意外事故；
⑵、新的或久置后的千斤顶，因油缸内存有较多空气，开始使用时活塞可能出现微小的突跳现象，可将千斤顶空载往复运行二、三次，以排除内腔的空气；
⑶、千斤顶在工程过程中，加、卸荷应力求平稳，避免冲击；
⑷、千斤顶带压工作或试验时，操作人员应站在两侧，端面方向禁止站人，危险地段应设防护装置。
千斤顶带有压力时，严禁拆卸液压系统中的任何零部件；
⑸、千斤顶的外露工作表面经常擦拭，保持清洁。
工作完毕后应将活塞回程到底。
闲置时应加罩防尘放于室内；室外临时放置时，应做到防尘、防雨、防晒。
搬动过程中，应小心轻放，防止碰撞；
⑹、定期进行维修、清洗等保养工作。
在使用中如发现有漏油、活塞表面划伤等现象时，应停止使用，分析原因，必要时应进行拆检和更换零部件。
3、电动油泵
本预制先张空心板梁使用ZB63型电动油泵，额定压力为63MPa，620㎏/㎝2，额定流量1.5min，额定转速1430，重量120㎏。
在使用中应注意的事项如下：
（1）电源接线要加接地线，并随时检查各处绝缘情况，以免触电。
（2）油管与接头要按规格制造并随时检查，以免发生爆裂事故。
油泵带压工作时不得拆卸接头、管路及压力表。
（3）压力表要定期校验，以防失灵而造成事故。
（4）开车前应先打开控制阀（空载起动）使用时应检查安全阀调整压力是否适当，并保证其灵敏可靠。
（5）电动机转向不限，可以正、反转交替使用。
（6）装在上体上的108轴承应根据情况定期更换优质黄油。
（7）油面过低泵内推力轴承露出液面时，应注意不得长时间带压工作。
（二）模板制作安装
1、模板设计
模板采用10mm钢板制作，规格及数量见表1，尺寸、规格及数量如有不符要求之处，应返工重做。
模板规格数量表
表1
序号
种 类
数 量
备 注
1
16米空心梁中梁
45。
正（2套）45。
（1套）25。
（1套）
2
16米空心梁边梁
25。
（半套）+45。
（半套）
3
20米空心梁中梁
55。
（1套）
4
20米空心梁边梁
半套
5
25米箱梁中跨中梁
1套
6
25米箱梁中跨内边梁
半套（包括两块端模）
7
25米箱梁中跨外边梁
半套（包括两块端模）
8
25米箱梁边跨中梁
除去中间通用部分配成套
9
25米箱梁边跨内中梁
除去中间通用部分配成半套
10
25米箱梁边跨外中梁
除去中间通用部分配成半套
2、模板安张
模板在安装前，进行板面平整光洁、各部位几何尺寸检查，模板在上下设拉杆固定，模板安装完毕后，应保持其位置准确，不得超过模板安装允许偏差表1的规定。
在砼的浇筑过程中，应派专人负责观察模板，如发现模板有超过允许偏差值的可能时，应及时纠正。
模板安装的允许偏差
表2
项次
项目
允许偏差（mm）
1
标高
±10
2
内部尺寸
+5、0
3
轴线偏位
±10
4
模板相邻两板表面偏差
2
5
表面平整
2
6
预埋孔洞中心线位置
10
（三）、预应力的施加
施工现场已具备确保全体操作人员（有专职安全员来回巡视）和设备安全的必要的预防措施（在连接器前后要设置钢丝绳或钢管防护刚铰线断裂、连接器滑丝等情况发生时刚铰线的外摔伤人事故）。
实施张拉时，应使千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线重合一致（现场操作时应略为高1～1.5㎝以防顶偏后钢横梁上翻飞出伤人）。
1、预应力先张法施工的空心板梁
张拉前的准备工作：
先让测量班对台座、钢横梁底面按设计及计算进行抄平（使刚铰线中心和钢横梁槽口中心轴线重合），放出台座及钢横梁槽口中线且使其重合，在张拉台座、锚固台座上放两道跟底座垂直的平行线（以便张拉时能很好的控制钢横梁两端平行张拉）；将底模打磨好并刷好脱模剂或好机油，绑扎底板、腹板骨架筋后将刚铰线按施工图设计位置安装（钢筋下应放通长两根钢筋防止骨架筋及刚铰线粘上油垢）；张拉设备检验好且开启，砂筒按计算值调试安装好，各种作业人员就位待命。
（1）认真研究施工图纸，根据施工图纸将φｊ15.24mm的低松弛钢铰线安规定尺寸下料，其下料程序为（现场操作可人为拉直）：
利用卷扬机对钢铰线加力，当“弹簧测力计”指到1.5～2t时，停卷扬机，在钢铰线两端用直尺正确测量其长度，用钢锯锯痕为标记，放松卷扬机，用断丝剪在标记处剪断钢铰线，剪断后的钢铰线段面与母材料垂直对称，不许过分倾斜，下料后要彻底除锈，距两端1.5m范围内要加强除锈，以防止张拉时滑丝，并减少回缩量，且将毛刺修平。
然后正确安施工图布置钢铰线，并采取必要的防潮、防锈、安全防范等措施。
（现场操作可先绑扎底板、腹板骨架筋后将刚铰线放在其上，钢筋下应放通长两根钢筋以防止骨架筋及刚铰线粘上油垢）刚铰线下料长在两端余20㎝左右。
（2）同时张拉多根预应力筋时，应预先调整其初应力采用2＃小顶初张拉为20％бｋ对称张拉（由于台座为100m设计一般为80m左右）,使相互之间的应力一致；使活动横梁两端始终保持平行,并应抽查力筋的预应力值,其偏差的绝对值不得超过按一个构件全部筋预应力总值的5%。
预应力筋张拉完毕后，与设计位置的偏差不得大于5mm，同时不得大于构件最短边长的4%。
（3）张拉过程控制：
在各项准备工作已做好，各种相关作业人员到位后按编号对刚铰线进行单根张拉，初张拉应力按设计的20％бｋ对预应力筋进行张拉且使其值达到设计值要求，其张拉程序安规范规定进行低松驰刚铰线力筋0初应力 σcon（持荷2min），〔在张拉过程中随时观察刚铰线位置变化及是否有断丝现象发生、锚具及连接器是否有滑丝迹象、油泵及千斤顶工作是否正常、油表及伸长值是否与理论差值很大〕
注意：
张拉过程中两个千斤顶应力值相同但两个千斤顶的行程不一样*****
（4）张拉时,预应力筋的断丝数量不超过同一构件钢丝总数的1%。
空心板梁预制程序如图1
持荷5min
图1
（5）张拉数据见下附表1-1、1-2。
（6）预应力筋张拉及放松时，均应填写施工记录，记录表见表C-Ⅵ-6。
2、芯模采用橡胶气囊，胶囊在使用前应经过检查，不得漏气，使用中派专人检查钢丝头，钢丝头应弯曲向内侧，从开始浇筑到胶囊放气为止，其充气压力应保持在0.03MPa，为防止胶囊在砼浇筑过程中上浮和偏位，应对称平衡的进行浇筑，胶囊的放气时间应以砼强度达到能保持构件不变形为止。
3、砼浇筑
（1）钢筋和模板检查合格后，可进行砼的浇筑，砼采用强制式搅拌机拌和，每盘用料严格按配合比称量，砼最少搅拌时间不应少于1.5min，拌和时第一盘砼粗集料只能用到标准数量的2/3。
（2）砼现场运输采用罐车运输，龙门吊上料，人工振捣。
（3）砼浇筑之前，必须认真再次检查所有模板、钢筋、并清理干净模板内杂物，模板上刷脱模剂应均匀、无色。
在监理工程师许可之后，方可开盘。
砼浇筑采用上下分层浇注，上下分层以预留孔洞底部标高分界先浇筑下层砼，完毕后，迅速将胶囊充气，再浇注上层及两侧砼。
两侧及上层砼采用斜向分段，水平分层，两边对称的方法连续浇筑。
浇筑时，采用插入式振动器振捣密实。
使用插入式振动器时，对预应力筋锚固区以及其他钢筋密集部位，宜特别注意振捣。
浇筑混凝土时，应避免振动器碰撞预应力筋；另外应派专人检查模板、管道、预埋件的位置及尺寸是否变化，以保证其位置及尺寸符合设计要求。
同时操作人员注意不要踩踏钢筋，浇筑时，试验人员应及时制作试件，每片梁不应少于四组试件，其中一组试件随梁体养生，用以确定其张拉时强度是否达到要求。
砼初凝前，注意在其顶面垂直方向进行拉毛处理，每米划10道，深1cm槽横贯梁板顶面。
（4）洒水养生在砼拆模后，采用麻袋覆盖养生，麻袋要保持湿润，在麻袋覆盖不了的地方，要进行洒水湿润，要保持砼表面的经常湿润。
3、预应力箱梁后张法张拉方案
当随梁体养护砼试件强度达到设计强度90%以上，可进行张拉。
（1）认真研究施工图纸，根据施工图纸将φ15.24mm的低松弛钢铰线安规定尺寸下料，其下料程序为：
利用卷扬机对钢铰线加力，当“弹簧测力计”指到1.5～2t时，停卷扬机，在钢铰线两端用直尺正确测量其长度，用钢锯锯痕为标记，放松卷扬机，钢铰线下料采用砂轮机切割，切割前，在切割处两端用20#铁丝绑扎后，再切割。
钢铰线下料长度严格按设计规定，
在标记处剪断钢铰线，剪断后的钢铰线段面与母材料垂直对称，不许过分倾斜，下料后要彻底除锈，距两端1.5m范围内要加强除锈，以防止张拉时滑丝，并减少回缩量，且将毛刺修平。
然后正确安施工图布置钢铰线，并采取必要的防潮、防锈、安全防范等措施。
（2）预应力钢丝束制作：
将已下好的钢铰线3根、4根或5根为一组排列整体，钢束制作是每隔1-1.5m用20#铁丝绑扎，并应梳理顺直，绑扎牢固，防止互相缠绕，编好的钢丝束应挂牌垫高存放，防止在堆放、安装过程中损伤，变形或发生有害锈蚀。
（3）清孔、穿钢丝束前先用无油压缩空气吹洗孔道至孔道内清洁为止，用牵引铁丝穿束时用力要均匀、平稳、用力方向与孔道轴心一致。
（4）加预应力之前，应对构件进行检验，外观和尺寸应符合质量标准要求。
张拉的混凝土强度应符合设计要求，设计未规定时，不应低于设计强度等级值的90%。
（5）预应力筋张拉端的设置应符合设计要求，当同一截面中有多束预应力筋张拉时，张拉端宜分别设置在构件的两端。
预应力筋采用两端张拉时，可先在一端张拉锚固后，再在另一端补足预应力值进行锚固。
（6）预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。
预应力筋锚固后的外露长度不宜小于30mm，锚具应用封端混凝土保护，当需长期外露时，应采取防止锈蚀的措施。
一般情况下，锚固完毕并经检验合格后即可切割端头多余的预应力筋，严禁用电弧焊切割，强调用砂轮机切割。
（7）张拉应力的控制：
张拉时，注意使千斤顶作用线与预应力钢材的轴线重合一致，用应力控制张拉时，同时计算钢铰线理论伸长值与实际伸长值相比较，其差值应控制在6%之内，否则应暂停张拉，待查明原因并加以调整后，方可继续张拉。
（8）张拉顺序：
根据桥规和招标文件“分批、对称张拉”
的原则，张拉先后顺序如右图所示：
（9）预应力钢铰线张拉
当梁体砼强度达到90%以上，所有机具设备及人员准备妥当，并检查锚垫板位置准确后，即可开始张拉，张拉顺序为：
0139.5Mpa279Mpa1395Mpa
（10%δk）（20%δk）（100%δk）
持荷5mi锚固
操作顺序为①②③两孔钢铰线两端同时张拉至初始应力10%δk=139.5Mpa停止张拉，做好记号，准备量测千斤顶行程。
a张拉至10%δk=139.5Mpa，停止，量测千斤顶行程△L1。
b张拉至20%δk=279Mpa，停止，量测千斤顶行程△L2。
c张拉至103%δk=1395Mpa，停止，量测千斤顶行程△L3，持荷5min，再补足应力，锚固。
其钢铰线最终伸长值为ΔL=△L3-△L1+△L2-△L11=△L3+△L2-2△L1，在操作过程中，两端同时张拉时，两端千斤顶降压、划线、测伸长、插垫等工作应一致。
箱梁张拉操作程序如图2
持荷5min
图2
（10）张拉数据见下附表2-1、2-2。
（11）预应力筋张拉及放松时，均应填写施工记录，记录表见C-Ⅵ-6。
（12）孔道压浆：
预应力钢材张拉后，尽早安排压浆，压浆前先用高压水冲洗，再用压缩空气吹洗孔道，保证孔道洁净，湿润，压浆时先压下层
孔道再压上层孔道，压浆严格按照试验室及监理工程师批准的配合比进行配料，采用活塞式压浆泵压浆，首次由一端压浆，直至异端充分冒浆，压力为0.5~0.7Mpa时停止并堵塞，间隔30~45min后，取掉堵塞物由异端进行二次压浆，压力达到0.5~0.7Mpa时停止，堵塞。
压浆时，应做四组试件，其中一组随梁体封端养生，以确定移梁时强度是否达到要求。
后张法预应力筋张拉程序低松驰力筋0初应力σcon（持荷2min锚固），两端同时张拉时,两端千斤顶升降压、画线、测伸长、插垫等工作应基本一致.
（13）水泥浆自拌制至压入孔道的延续时间,视气温情况而定,一般在30~45min范围内。
水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌。
对于因延迟使用所致的流动水泥浆，不得通过加水来增加其流动度。
（14）压浆时，对曲线孔道和竖向孔道应从最低点的压浆孔压入，由最高点的排气孔排气的泌水。
压浆顺序宜先压注下层孔道。
（15）压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断，并应将所有最高点的气依次一一放开和关闭,使孔道内排气通畅。
较集中和邻近的孔道，宜尽量先连续压浆完成，不能连续压浆时，后压浆的孔道应在压浆前用压力水冲洗通畅。
（16）对掺加外加剂泌水率较小的水泥浆，通过试验证明能达到孔道内饱满时，可采用一次压浆的方法；不掺外加剂的水泥浆，可采用二次压浆法，两次压浆的间隔时间宜为30~45min。
（17）压浆应使用活塞式压浆泵，不得使用压缩空气。
压浆的最大压力宜为0.5~0.7Mpa；当孔道较长或采用一次压浆时，最大压力宜为1.0Mpa。
梁体竖向预应力筋孔道的压浆最大压力可控制在0.3~0.4Mpa。
压浆应达到孔道另一端饱满和出浆，并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。
为保证管道中充满灰浆，关闭出浆口后，应保持不小于0.5Mpa的一个稳压期，该稳压期限不小于2min。
（18）压浆过程中及压浆后48h内，结构混凝土的温度不得低于5℃，否则应采取保温措施。
当气温高于35℃时，压浆宜在夜间进行。
（19）压浆后将锚具周围凿毛并冲洗干净，然后按设计要求布设钢筋网，支模浇筑砼，砼采用梁体同标号砼，同时需严格控制梁体长度。
3、张拉操作时应注意：
⑴、孔道扩孔段和千斤顶腔内的预应力盘都应当平顺，不应该有交叉，叠绕；
⑵、孔道扩孔段尺寸不宜小于设计给定值；
⑶、安装工具锚之前，应该在夹片和锚环之间锥面上遍涂油性石墨粉、石蜡或塑料薄膜垫，以减少两者之间的摩擦，可保证张拉活塞回程时，工具锚夹片能自行松动脱落。
安装锚具夹片时，应注意先在夹片上套好橡胶圈，再安装夹片，以使夹片间的缝隙均匀。
⑷、张拉开始前，要注意调整工作锚和构件端部扩孔段、锚垫板留孔的对中。
对中不良，将造成滑丝。
⑸、顶楔油压达到规定值时，应停留10s以上，使顶楔力达到规定值，夹片咬住预应力筋。
⑹、顶楔后，切不可让顶楔缸先回油，这将造成楔片被回弹的应力束拔出，使得增加锚固回缩损失，还能造成滑丝事故。
正确的操作是先让张拉油缸回油，这时顶压油压也会降低，但锚具夹片不会被拔出，会正常地被预应力筋带进锚环锥孔，将预应力筋锚固。
（四）、滑丝、断丝的原因和处理
预应力筋（钢丝、钢绞线、钢筋）在张拉与锚固时，由于各种原因，不可避免地产生个别力筋滑移和断裂现象。
１、滑丝的原因，一般是：
锚圈锥孔与夹片之间有夹杂物；力筋和千斤顶卡盘内有油污；锚下垫付板喇叭口内有混凝土和其他残渣；锚具（锚圈、锚塞、夹片）质量存在问题，由于其硬度不足不匀而产生变形。
此外，回油过猛，力筋粗细不一致也是滑丝产生的因素之一。
２、滑丝一般退顶后发生，有时张拉结束后半天因发生。
断丝的发生，一般是：
钢材材质不均匀或严重锈蚀；锚圈口处分丝时交叉重叠；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，受力不匀，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、滑丝、断丝的处理原则在预应力张拉过程中或锚固时，预应力筋滑丝、断丝数量超过设计或表的规定，应予处理。
后张法预应力筋断丝、滑丝限制
（钢丝、钢绞丝、钢筋）
项次
类别
检查项目
按制数
1
钢丝束、
钢绞线束
每束钢丝断丝或滑丝
1根
每束钢绞线断丝或滑丝
1丝
每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的比例
1%
2
单根钢筋
断筋或滑移
不允许
先张法预应力筋断丝限制
项目
类别
检查项目
按制数
1
钢丝、钢绞线
同一构件内断丝数不得超过钢丝总数的比例
1%
2
钢筋
断筋
不容许
注：
①钢绞线断丝是指钢绞线内钢丝的断丝。
②断丝包括滑丝失效的钢丝。
③滑移量是指张拉完毕锚固后部分钢丝或钢绞线向孔道内滑移的长度。
４、滑丝的处理
张拉完成后应及时在钢丝（或钢绞线）上作好醒目的标记，如发现滑丝，解决的措施一般是：
采用YC122千斤顶和卸荷座，将卸荷座支承在锚具上，用TC122千斤顶张拉滑丝钢绞线，直至将滑丝夹片取出，换上新夹片，张拉至设计应力即可。
如遇严重滑丝或在滑丝过程中钢绞线受到了严重的伤害，则应将锚具上的所有钢绞线全部卸荷，找出原因并解决，再重新张拉。
５、断丝的处理，常用的方法有：
（1）提高其他钢丝束的控制张拉力作为补偿。
但在任何情况下最大超张拉力不得超过下表的规定；
（2）换束。
卸荷、松锚、换束、重新张拉至设计应力值；
（3）启用备用束。
对于一些重要的结构，设计时往往留有备用束，当施工过程中发生严重断丝特殊情况时，即启用备用束。
凡反复张拉已经超过三次，或张拉力超过钢丝的抗拉极限强度标准值（Rby），则整束更换。
（五）、验收成品梁
待砼强度达到要求后，即可进行成品梁的验收，其验收项目及标准需符合表3要求，梁体符合要求且压浆强度达到25MPa后，移至存梁场地存放。
预应力砼预制梁允许偏差
表3
项次
检查项目
允许偏差（mm）
1
梁板长度
+5、-10
2
宽度
干接缝
±10
湿接缝
±20
3
梁板高度
±5
4
腹板厚度
±10、0
5
跨度
支座中心间距
±20
6
支座板平面高差
2
四、投入设备及劳力
主要施工设备表 表5
序号
机械设备名称
规格型号
额定功率
数量（台）
备注
1
强制式搅拌机
500L
2
备用1台
2
内燃发电机
75KW
1
3
卷扬机
5T
1
4
钢筋弯曲机
1
5
钢筋切割机
2
6
振动器
插入式
6
7
振动器
平板式
2
8
水泵
三相
1
9
水泵
三相
1
10
磅称
1000kg
2
备用1台
11
手推车
6
12
空压机
2
备用1台
13
龙门吊
40T
2
14
交流电焊机
11KW
2
注：
本预制梁场计划组织投入劳动力60人。
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