精品预应力施工作业指导书.docx
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精品预应力施工作业指导书
张吉怀铁路ZJHZQ-7标桥梁工程
编号：
ZJHZYZDS-桥-07
预应力张拉施工作业指导书
单位：
编制：
审核：
批准：
2017年11月10日发布2017年11月10日实施
预应力张拉施工作业指导书
1.适用范围
适用于新建张吉怀铁路ZJHZQ-7标桥梁工程的连续梁预应力施工。
2.作业准备
2.1内业准备
（1）施工前，组织技术及管理人员认真学习实施性施工组织设计及相关方案，阅读、审核施工图纸，熟悉作业标准与规范。
（2）办理开工报告审批手续。
用于预应力施工的原材料、成品、半成品检验合格。
（3）对现场管理及作业人员进行交底，作业人员应熟练掌握作业内容和工作标准；并经安全、技术教育培训，考试合格；特殊工种需持证上岗。
2.2外业准备
（1）人员、设备、材料、机具、作业环境满足施工需求。
（2）紧前工序已通过验收。
（3）原材料进行试验检测并满足设计、规范要求。
（4）机具设备及水、电供应等已检查，能够正常运转。
预应力筋张拉施工前，工程技术人员认真阅读、审核施工图，理解并掌握设计规定的施工方法、张拉条件、顺序、时间及张拉控制应力和张拉伸长量；同时熟悉施工技术规范及施工质量验收标准；计算钢绞线实际下料长度、与设计张拉力对应的张拉油表值、钢绞线各张拉阶段伸长值。
3.技术要求
3.1产品技术规格及标准符合设计文件及图纸要求
（1）《高速铁路桥涵工程施工技术规程》（Q/CR9603-2015）。
（2）《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）
（3）《铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南》（TZ324—2010）。
（4）《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）。
（5）《铁路后张法预应力混凝土梁摩阻测试方法》（Q/CR568-2017）。
（6）《铁路预应力混凝土桥梁自动张拉系统》（Q/CR586-2017）。
（7）《铁路工程预应力筋夹片式锚具、夹具和连接器》（TB/T3193-2016）。
（8）《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2014）。
（9）《预应力混凝土用螺纹钢筋》（GB/T20065-2016）。
（10）《预应力混凝土用金属波纹管》（JG225-2007）。
（11）《预应力用液压千斤顶》（JG/T321-2011）。
3.2张拉作业的技术和作业人员，必须经过培训合格后才能上岗。
3.3钢绞线和锚具等材料要符合相关图纸和规范要求。
并按规定进行校验，合格后方能投入使用。
BIM智能张拉压浆监控孔道横向、竖向
3.4张拉时混凝土的强度、弹性模量和龄期等必须符合图纸和规范要求。
3.5张拉力要根据张拉力与压力表读数之间的关系曲线进行计算，并经过复核后使用，张拉力和伸长量的误差要严格按图纸和规范进行控制。
4.施工程序与工艺流程
4.1施工程序
连续箱梁采用三向预应力体系，其预应力筋张拉顺序为：
同一梁段的预应力按先纵向→再竖向→后横向的顺序张拉。
纵向预应力筋应两端同步且左右对称张拉，张拉顺序应为先腹板再顶板后底板，从外到内左右对称张拉。
4.2工艺流程图
图4.1预应力施工工艺流程图
5.施工要求
5.1钢绞线下料、穿束
5.1.1预应力筋下料长度由技术人员计算确定后，以技术交底形式下发施工作业班组配料实施。
钢绞线束孔位不同其长度各异，因此下完料的每束钢绞线必须对位编号并在两端挂牌标识，分类别存放，以免混杂。
5.1.2预应力钢绞线的下料长度=工作长度+160cm。
5.1.3下料前将钢绞线包装铁皮拆去，采用钢管制作的框架将成捆的钢绞线锁住，防止钢绞线散开弹射，从内拉出钢绞线头，由2～3名工人牵引在调直台上缓缓顺直拉出钢绞线，按技术交底明确的下料尺寸画线、下料，每次只能牵引一根钢绞线。
5.1.4预应力钢绞线下料时，不得施行任何形式的热加工，应采用圆盘砂轮切割机作为下料机具，砂轮片厚3mm。
下料过程中先将钢绞线切口处两侧绑扎，再行切断。
严禁用电弧切断，且不得经受高温焊接火花或接地电流影响，下料后钢绞线不得散头。
在人工牵拉钢绞线过程中，由于钢绞线弹性大，要特别注意安全，单人不得牵引作业。
5.1.5钢绞线下料后，在自由放置的情况下，预应力钢绞线须梳整、编束，确保钢绞线顺直、不扭转。
编束用22#铁丝绑扎，绑扎时要使一端平齐向另一端进行，每隔1～1.5米扎一道铁丝，铁丝扣弯向钢绞线束内侧，编束后须顺直不扭转。
绑扎完毕后，按使用部位挂好标识牌，防止错用。
5.1.6钢绞线穿束
5.1.6.1钢绞线穿束前检查锚垫板喇叭孔及压浆孔内是否有灰渣和积水，如有灰渣等杂物时用压力水冲洗孔道内杂物，再用高压风吹干孔道内的水分；如发现孔道内可能有积水时，穿束前用高压风吹干孔道内的水分。
最后检查孔道有无串孔现象，如有则必须处理合格，否则不得进行下道工序。
5.1.6.2钢束在搬运过程中，采用多支点支承，支点间距2.5m，端部悬出长度1.0m，严禁在地面上拖拉，以免擦伤钢绞线。
在贮存、运输和安装过程中，采取防止锈蚀、污染及损伤的措施。
制作和安装时避免污染和电火花损伤，张拉期间应采取措施避免受雨水、养护用水浇淋。
5.1.6.3钢束长度小于20m的短束可采用人工穿插，长度大于20m的长束采用卷扬机引拉。
先穿入一根钢丝作为引线，将钢丝拉进孔道，再将钢丝与钢束联接起来，然后开动卷扬机，人工扶正钢束，即可将钢束拉入管道，两端外露长度要基本一致。
5.1.6.4当穿钢束的位置较高时，在穿入端搭设平台，以保证穿入端钢绞线顺直。
5.1.6.5穿束时要有专人指挥，穿束后逐束按设计图纸和技术交底核对，以确保对号入座正确。
5.2锚具及千斤顶安装
5.2.1张拉前，调整两侧钢绞线外露长度使两端长度基本均匀一致。
锚具安装前先清洗干净，然后再安装。
5.2.2先装工作锚和工作夹片，将工作锚的锚环套入钢绞线束，将钢绞线按自然状态依顺时针方向插入夹片。
安装时注意工作锚在锚垫板限位槽内。
用套管冲敲夹片使其进入锚环内，并使其端部整齐，外露长度一致，否则取下重新安装。
5.2.3再装张拉限位板，安装时要与工作锚对正安装。
5.2.4接着安装千斤顶。
安设千斤顶使其中线与孔道中线初对中，为方便工具锚卸顶，千斤顶预先出顶2～3cm。
因箱梁锚穴无法提供千斤顶工作空间，因此需在限位板与千斤顶头部间加设一个延长套环。
注意千斤顶油路方向和油泵的进油、回油油路管不得装反。
5.2.5再接着安装工具锚。
工具锚安装于千斤顶后盖，精确对中，工具锚和工作锚的孔位排列一致，钢绞线须在工作锚与工具锚之间顺直无扭结。
工具锚安装时与千斤顶紧扣。
5.2.6最后安装工具夹片。
工具夹片安装前应缠裹塑料布，并抹少量黄油，以便于张拉完成后卸顶。
工具夹片安装完成后，用套管冲敲工具锚夹片，使其进入工具锚环内，并使端部整齐，外露长度基本一致。
但不能过力冲敲工具锚夹片，以防对张拉时钢绞线受力状态的自动调整不利。
5.3张拉
5.3.1张拉作业顺序及要求
5.3.1.1张拉作业顺序
预应力筋张拉时的条件，必须满足梁段混凝土强度达到设计强度的95%、弹性模量达到设计值的100%和混凝土的龄期不小于7天的要求。
梁段的预应力按先纵向→再竖向→后横向的顺序张拉。
竖向、横向预应力筋张拉滞后纵向预应力筋张拉不宜大于3个悬浇梁段。
预应力采用双控措施，预应力值以油压表读数为准，以预应力筋伸长量进行校核。
5.3.1.1.1纵向预应力筋张拉
纵向预应力筋张拉如图纸有要求则严格按施工图要求顺序进行张拉，当设计无要求时则一般是要符合规范规定：
纵向预应力筋应两端同步且左右对称张拉，张拉顺序应为先腹板再顶板后底板，从外到内左右对称张拉。
纵向预应力筋张拉程序一般为：
0→10％бk→100％бk（持荷5min）锚固
（注：
бk为锚下张拉控制应力）
当纵向预应力筋束较长，采用10％бk的初张拉力无法完全消除钢绞线的非弹性变形时，则可采用加大初应力的措施，其张拉程序为：
0→10％→20％бk→40％бk→100％бk（持荷5min）锚固
5.3.1.1.2竖向预应力筋张拉
竖向预应力筋应左右对称单端张拉，宜从已经施工端顺序进行。
为减少竖向预应力损失，竖向预应力筋采用两次张拉方式，即第一次张拉完成1天后进行第二次张拉，以弥补由于操作和设备等原因造成的预应力损失。
其张拉程序为：
0→10％бk→20％бk→100％бk（持荷5min）锚固
5.3.1.1.3、横向预应力筋张拉
横向预应力筋应在梁体两侧交替单端张拉，宜从已经施工端顺序进行。
每一梁段伸臂端的最后1根横向预应力筋，应在下一梁段的横向预应力筋张拉时进行张拉，防止由于梁段接缝两侧横向压缩不同引起开裂。
其张拉程序为：
0→10％бk→20％бk→100％бk（持荷5min）锚固
5.3.1.2张拉作业要求
5.3.1.2.1张拉前必须有技术人员下达的油表读数通知单，且该通知单必须经工程部长和总工审批签字确认。
将读数通知单按对应的油表油泵配套标定方案纸条粘贴在明显位置，便于一目了然。
检查千斤顶和锚具是否安装好，千斤顶进、回油路是否正确，千斤顶和压力表是否对应，计算的油表读数是否与油表对应，千斤顶和机油泵内是否存在压缩空气，全面检查确认无误后方可进行张拉。
5.3.1.2.2预应力张拉以油表读数为主，伸长值进行校核。
当伸长值超过±6％时应停止张拉，待查明原因后方可继续张拉。
5.3.1.2.3预应力采用两端同步、左右对称、同时达到同一荷载值的方法控制，油表每增加1MPa，两端记录人员互相通报一次，便于调整两端张拉速度。
两端张拉不同步率控制在10％以内，最大不平衡束不超过一束，张拉顺序按照图纸要求进行。
5.3.2张拉工艺
5.3.2.1张拉时，两端同时对主缸送油，使钢绞线束略为拉紧。
并调整锚板和千斤顶位置，进一步使孔道轴线、锚具轴线和千斤顶轴线三轴同心，同时观察各根钢绞线的松紧度，并随时调整，务求各根钢绞线松紧度一致，以使其受力均匀。
随后将两端同时对千斤顶主缸送油，两端千斤顶送油加载至钢绞线的初始应力（10％σk）后，停止进油，在工具锚口处用笔在各股划线（以作为检查有无滑丝的标记）和读油缸伸长值。
若发现有滑丝，则检查具体是哪一根，对该根的夹片实施退锚处理（将千斤顶与限位板退除,在千斤顶与锚板之间安装上特制的退锚处理器，重新张拉），重新更换钢绞线或夹片；若无滑丝，则两端同步张拉到控制吨位（100％σk），稳定进油量持荷5min以减少钢绞线松弛损失，并量取油缸伸长值。
持荷完毕后关闭进油缸，缓慢打开回油缸，让油缸在钢绞线拉力作用下自由回缩直至回缩中止，此时测量油缸伸长值Lh，对钢铰线的实际伸长量与理论伸长量进行对比检算，两者误差在±6％以内时张拉有效，然后打开回油阀回油锚固。
若两者误差超出±6％，则需查找原因。
5.2.2.2必须严格控制油表升压速度，严禁超出控制应力值。
锚固须在控制张拉应力处于稳定状态下进行。
5.2.2.3在持荷5min状态下，如发现油压下降，立即补拉至规定油压，认真检查有无滑丝、断丝现象。
5.2.2.4在张拉过程中，预施应力以油表读数为主，以预应力钢绞线伸长值作校核的双控法。
如钢绞线伸长值偏差超过规定范围，查明原因后重新张拉。
5.2.2.5整个张拉工序完成后，在锚板口处的钢绞线束做上记号，以供张拉后对钢绞线锚固的质量情况观察。
5.3.3实测伸长值的计算
5.3.3.1钢束总伸长=大里程端钢束伸长值+小里程端钢束伸长值。
5.3.3.2大（小）里程端钢束伸长值=油缸伸长（控制）+工具夹片外露长度（控制）-油缸伸长（初始）-工具夹片外露长度（初始）。
5.3.3.3自锚式钢绞线回缩=油缸伸长（控制）-自锚后油缸伸长-工作锚至工具锚段弹性伸长值。
5.3.3.4：
管道摩阻、喇叭口与锚口摩阻试验应有相应资质的单位进行试验并出具相应的报告，项目分部根据管道摩阻、喇叭口与锚口摩阻试验报告计算锚下应力并由设计院确认。
注意：
张拉中钢绞线伸长值的控制与张拉锚固后钢绞线实际伸长值含义的区别：
张拉中伸长值与工具锚夹片外露量、管道摩阻、喇叭口与锚口摩阻有关；而锚固后钢绞线实际伸长值与工作锚夹片外露量、限位板槽深、管道摩阻、喇叭口与锚口摩阻等因素有关。
5.4张拉注意事项
5.4.1梁体如有影响承载能力的缺陷，须编制修补方案报批，修补材料强度应达到55MPa，在达到规定强度时，方可施加预应力。
5.4.2安全阀须调整至规定值后方可开始张拉作业。
5.4.3张拉时千斤顶升压或降压速度须缓慢、均匀，切忌突然加压或卸压。
5.4.4预应力张拉采用两端同步张拉，并符合设计张拉顺序。
预应力张拉过程中保持两端伸长量基本一致，测量伸长值必须两端同时进行。
5.4.5张拉时发现油泵、油压表、千斤顶、锚具等有异常情况时立即停止张拉，查找原因。
5.4.6张拉作业区标示明显的标记。
张拉过程中，千斤顶后方不得站人，量伸长值或冲敲夹片时，人员站在千斤顶侧面。
5.4.7张拉加力时，不得敲击及碰撞张拉设备。
油压表要妥善保护避免受震。
5.4.8未压浆或水泥浆未凝固结硬时，不得敲击锚具或脚踏手攀。
5.4.9更换锚具时两端都要装上千斤顶，采取其他措施放松钢绞线时更需作好场地的安全防护工作。
5.5钢绞线滑丝与断丝处理
5.5.1防止断、滑丝措施
5.5.1.1张拉前要对孔道、锚垫板进行检查，锚垫板承压面必须与孔道中线垂直，偏差不得超过1°。
当发现不垂直的情况时，在锚环下垫薄铁板调整。
5.5.1.2锚具在使用前须先刷去油污，安装务必正位、对中。
锚环、限位板的安装面必须与孔道中心线相垂直，锚具中心线与孔道中心线必须相重合。
5.5.1.3初始应力阶段，工具锚夹片的挤压程度务求一致。
5.5.1.4千斤顶的给油、回油工序须缓慢平稳进行。
5.5.1.5张拉操作要按规定进行，防止钢绞线受力超限发生拉断事故。
5.5.1.6在冬季施工时，特别是在负温条件下钢材性能发生了变化（钢丝伸长量减少，弹性模量提高，锚具变脆变硬等）。
故冬季施工较易产生滑丝与断丝。
因此预应力张拉工作应在正温条件下进行。
5.5.2断、滑丝处理
5.5.2.1张拉时发生断丝、滑丝现象时，如断丝或滑丝数不符合施工质量标准规定，则应先进行钢绞线放张，然后替换滑丝或断丝的整束钢绞线。
操作步骤如下：
5.5.2.1.1钢绞线放张：
利用穿心式千斤顶，在千斤顶与锚板之间安装特制的退锚处理器，将单根钢绞线张拉到能松动工作夹片的状态，其张拉须缓慢进行。
张拉中注意观察，其退锚张拉力大于原张拉力。
借张拉钢绞线束带出夹片，然后用小钢针（Φ5mm高强钢丝端头磨尖制成）从退锚处理器的空口处取出夹片，不让夹片在千斤顶回油时随钢绞线内缩。
退出工作夹片，最后将千斤顶卸载放松钢绞线。
5.5.2.1.2将整束钢绞线都逐根放张后，抽出整束钢绞线并用检验合格且未使用过的钢绞线替换断丝或滑丝的钢绞线，检查锚板，重新装上新夹片，重新张拉。
滑丝时还应检查夹片的磨损情况，有明显划痕的夹片不能继续使用。
5.5.2.1.3滑丝发生在张拉完毕锚固后，其处理方法同上。
但退锚的张拉力要控制，一般拔力略大于张拉力量，即可拔出。
两端不能同时进行，一端增压施拔时，另一端的千斤顶充油保险，待两端均拔完后，方可卸顶，以保安全。
5.5.2.1.4断丝多数发生于夹片范围内，其主要原因是张拉锚固时不对中。
有时也在孔道内发生断丝，其主要原因是钢绞线本身有暗伤。
断丝和滑丝的处理方法相同。
5.5.2.1.5张拉完毕后，认真做好预加应力、钢丝伸长、回缩、滑丝等记录工作。
并经技术员或监控人员及监理工程师签字认可。
5.5.2.1.6张拉完成后，在锚具口处的钢绞线做上记号，以作为张拉后对钢绞线锚固情况的观察依据。
5.6锚端钢绞线的切割
5.6.1预应力筋张拉锚固完成后，应在锚口处作标记，观察是否存在断、滑丝，经复查符合相关标准规定后，应用手持砂轮机切掉多余钢绞线头，切断处距锚具外端不宜小于30mm。
5.6.2钢绞线的切割采用砂轮机切割，严禁采用氧气乙炔火焰进行切割、严禁使用电弧焊进行切割。
5.6.3为方便封锚钢筋的绑扎固定，钢绞线的外露长度可适当增长，但须保证其净保护层不小于30mm的要求。
6.劳动组织
劳动力组织方式：
采用架子队组织模式，以1个中等跨度的3跨连续梁为一个单位，施工人员主要配置如下：
表6.1施工劳动力组织表
序号
人员
数量（名）
作业内容
备注
1
起重工
1
吊装作业
2
张拉工
8
钢筋加工、安装
3
电工
1
电焊气割
4
吊机司机
2
吊机操作
5
普工
8
综合作业
合计
20
7.材料要求
7.1预应力体系
纵、横向预应力筋采用15.2-1860-GB/T5224-2003预应力钢绞线，竖向预应力筋采用Ф32mm高强精轧螺纹钢筋。
钢绞线使用前由试验室对每批钢绞线进行委外检验，检验合格后才能使用。
7.2锚具、夹具
锚具、夹具：
纵向张拉锚固体系采用自锚式拉丝体系，横向张拉锚固体系采用BM15-4（P）锚具及配套支承垫板，竖向张拉锚固体系采用JLM-32型锚具；锚具使用前由实验室进行锚环外观尺寸及硬度、夹片硬度、锚固性能及工艺性能的抽样检验，检验合格的锚具才能使用。
8.机具设备配置
根据现场情况，以1座中等跨度的3跨连续梁桥为一个单位，所需配置的主要机具设备如下表：
表8.1施工主要机械设备配置表
序号
名称
单位
数量
备注
1
汽车吊机
台
1
20t
2
塔吊
台
2
型号6024
3
YDC-4500型
台
10
4
QYC-270型
台
2
5
YDC-270型
台
2
6
YC-60A型
台
2
7
油泵
台
10
8
导链
台
20
张拉千斤顶的额定张拉吨位为张拉力的1.5倍，张拉千斤顶在使用前必须经过校正，校正系数不大于1.05，校正有效期为1个月，千斤顶拆修或更换配件应重新校正。
压力表的表面最大读数为60MPa，表盘直径150mm，精度为1.0级。
油表校正有效期为1周，且压力表应与张拉千斤顶配套使用。
2BZ2-50型机油泵应与千斤顶配套使用。
9.质量控制及检验
9.1钢绞线束质量标准见下表。
表8.1钢绞线质量标准表
序号
项目
标准
1
钢绞线外观质量
无氧化铁皮，无严重锈蚀，无机械损伤和油迹；钢绞线内无折断、横裂和相互交叉的钢丝。
无散头；钢绞线直径Φ15.20mm，直允许偏差为-0.2mm，+0.4mm
2
束中各根钢绞线长度差
5mm
3
下料长度
±10mm
9.2张拉质量控制
9.2.1实际伸长值两端之和不超过理论计算值的±6%。
9.2.2每梁段张拉完成24小时之后检测回缩及断丝、滑丝情况，断丝，滑丝总数不得超过预应力钢丝总数的0.5%，且一束内断丝不得超过一丝，也不得在同一侧。
9.2.2.3两端伸长量保持基本一致，不同步率控制在10％以内。
9.2.2.4张拉后测量和计算，一端钢绞线回缩量不大于6mm，夹片外露量2～3mm，夹片错牙量1～2mm。
9.2.2.5因处理滑、断丝而引起钢绞线束重复张拉时，同一束钢绞线张拉次数不得超过3次。
若钢绞线与锚具因滑丝而留有明显刻痕时，必需更换夹片、钢绞线。
9.2.2.6连续梁张拉对称进行，最大不平衡束不超过1束。
9.2.2.7张拉过程中出现以下情况之一者，需更换锚具或换钢绞线来重新张拉：
（1）张拉过程发现锚具中夹片断裂者。
（2）锚具内夹片错牙在2mm以上者。
（3）锚环裂纹损坏者。
（4）切割钢绞线或压浆时又发生滑丝者。
10.安全及环保要求
10.1为保证张拉过程的安全和张拉质量，张拉人员不能随意更换。
张拉时应严格遵守操作规程，坚决杜绝违章操作。
10.2张拉人员张拉时必须配戴安全帽。
油泵操作人员还需配戴防目镜，防止油管爆裂或接头处喷油，伤害眼睛。
10.3高压油管使用前作耐压试验，不合格的不用。
油泵安全阀调至最大工作油压下能自动打开的状态。
油压表安装紧密满扣，油泵与千斤顶之间采用高压油管连同油路的各部接头完整紧密，油路畅通，最大油压下保持5min以上不漏油。
10.4张拉时，张拉作业区两端设置防护挡板和安全警示标识，挡板以能阻止钢绞线弹出为准。
张拉时，张拉人员位于张拉端钢绞线外侧，且千斤顶与挡板之间严禁人员站立或行走，也不得踩踏高压油管。
10.5张拉时发现张拉设备运转声音异常，立即停机检修。
10.6锚具、夹具均设专人保管，避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤或散失。
10.7已张拉完而未压浆的梁体严禁剧烈震动，以预防预应力筋断裂而酿成重大事故。
10.8已张拉的预应力束，施工人员不得在其上面攀登或者晃动，以防止钢束滑丝。
10.9千斤顶支架必须牢固，以防止支架不稳或者受力不均倾倒伤人。
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