T梁预应力张拉施工方案.docx
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T梁预应力张拉施工方案
晋宁至红塔区高速公路
T梁预应力张拉方案
批准
审核
复核
编制
中电建路桥集团有限公司
二○一九年三月
一、编制依据
1、云南省高速公路施工标准化实施要点；
2、晋红高速公路总包部Ⅱ2标两阶段施工图纸；
3、晋红高速公路BOT项目施工技术实施细则；
4、公路工程技术规范JTGB01-2014；
5、公路桥涵施工技术规范实施手册JTG/F50-2011；
6、公路工程质量检验评定标准JTGF80/1-2004。
二、工程概况
本标段属于晋宁至红塔区高速公路北城立交连接线（LK0+000~LK6+142.575）土建施工项目，线路设计宽度为23米，双向四车道，走向由北向南，连接线起点为大凹村LK0+000，止点为北城镇皂角村LK6+142.575，全长6286.275m（长链143.703m）。
根据现场踏勘及设计图纸，全段主要有路基挖方122.3万方；路基填筑13.9万方。
现浇箱梁+预制T梁大桥2座、预制T梁大桥5座，跨线桥拆建1座，涵洞7道，通道1道。
我标段共有T梁410片，其中20米T梁155片，30米T梁255片。
各桥T梁数量、规格见下表：
序号
桥梁名称
单位
20米T梁
30米T梁
供应梁场
001
LK0+070大凹村1#大桥
片
35
一号预制场
002
LK0+706大凹村2#大桥
片
30
一号预制场
003
LK2+190小铺子2#大桥
片
90
一号预制场
004
LK2+702小铺子3#大桥
片
80
二号预制场
005
LK3+190上坝1#大桥
片
110
二号预制场
006
LK3+476上坝2#大桥
片
65
二号预制场
007
合计
片
155
255
20米T梁高1.5米，中梁预制宽度为1.8米，跨中段T梁梁肋宽20厘米，马蹄宽48厘米，靠近端部时梁肋宽度由20厘米渐变至48厘米，与马蹄同宽，渐变长度为3.4米。
30米T梁高2米，中梁预制宽度为1.8米，跨中段T梁梁肋宽20厘米，马蹄宽50厘米，靠近端部时梁肋宽度由20厘米渐变至50厘米，与马蹄同宽，渐变长度为3.6米，梁肋宽由50厘米渐变至60；厘米，其渐变长度为1.2米，在端部1~1.4米范围内梁肋宽为60厘米。
三、施工总体目标
1、质量目标：
杜绝施工重大工程质量事故，实现一次交验合格；按照交通运输部（交公路发[2010]65号）文件《公路工程竣（交）工验收办法与实施细则》要求，工程竣工验收质量等级达到优良，争创省、部级优质工程。
2、安全目标：
不发生生产性责任死亡事故；因工重伤率：
0；因工轻伤率小于0.6%；不发生负主要责任的交通死亡事故、自然灾害死亡事故;不发生职业病；不发生一次直接经济损失30万元以上的设备、火灾等其他事故;单位负责人、安全生产管理人员、特种作业人员持证上岗率100%，员工岗前培训、操作技能培训率100%;在规定时限内安全生产隐患整改率100%；危险性较大分部、分项工程专项安全技术措施编制、审批、交底率100%。
3、工期目标：
围绕各控制性节点工期目标，抓住施工重点、难点，统筹兼顾，科学合理安排施工程序，抓好工序衔接，采用配套的机械施工，提高生产效率，加快施工进度，保证节点工期目标按期完成。
4、文明施工与环保目标
①实行安全文明施工标准化管理，建设文明工地；
②施工现场所有临时工程设施均采用活动板房或彩板保温活动板房，应创造良好的生活、工作、施工环境；
③努力提高参建单位员工的自身素质，自觉遵守当地的风俗习惯，加强安全文明施工的意识，大力改善工程建设队伍的精神面貌；
④工程施工做到工完、料净、场地清。
⑤本工程环保、水保管理，创“环保、水保达标工程”。
四、钢绞线主要参数
采用符合GB/T5224-2003标准高强度低松弛预应力钢绞线。
1、公称直径：
Φs15.2（7Φ5）mm；
2、公称面积：
140mm2；
3、抗拉强度标准值：
fpk=1860MPa；
4、弹性模量：
Ep=1.95×105MPa。
五、施工部署
5.1、工期计划
二号预制场拟于2016年2月20日~2016年7月20日进行制梁，工期为151天，预计1.7片梁/天，共预制255片梁根据架桥计划先预制上坝2#大桥65片20米T梁，上坝1#大桥110片30米T梁，小铺子3#大桥80片30米T梁，在架梁前完成该梁场预制梁板数量。
一号预制场拟于2016年3月20日~2016年9月20日进行制梁，预计1片/天，工期为153天，共预制155片梁，制梁顺序为小铺子2#大桥90片20米T梁，大凹村2#大桥30片30米T梁，大凹村1#大桥35片30米T梁，在架梁前完成该梁场预制梁板数量。
5.2、资源配置
1、人员配置
总负责人：
技术负责人：
安环负责人：
质量负责人：
试验负责人：
现场负责人：
技术员：
安全员：
质检员：
张拉技术人员：
5人
电工：
1人
杂工：
6人
2、机械设备配置
机械设备配置表
序号
设备名称
规格/型号
单位
数量
备注
001
智能张拉设备
YDC3500
套
2
002
砂轮切割机
台
3
六、预应力张拉
6.1、施工流程及张拉顺序
施工流程：
T梁浇筑、养护→同条件养护试块强度达到100%且龄期不小于10天→预应力张拉→孔道压浆→养护→封锚。
20米T梁张拉流程：
N1张拉至100%→N2张拉至50%→N3张拉至100%→N2张拉至100%。
30米T梁张拉流程：
N1张拉至100%→N2（左）张拉至50%→N2（右）张拉至100%→N2（左）张拉至100%。
6.2、张拉作业
1、施工准备
1）张拉机具
①千斤顶和油表在使用前，应在监理工程师的监督下，在指定的实验机构对其精度进行标定，千斤顶摩擦阻力不得大于张拉控制应力的5%。
千斤顶在100%最大压力作用下，持荷5分钟，压力降低不应超过3%。
标定完后根据张拉控制应力换算成压力表读数，并确定张拉过程中的几个主要应力值的读数。
②张拉机具应由专人使用和管理，并应经常维护，定期校验。
张拉机具长期不使用时，应在使用前全面进行校验。
使用时的校验期限应视千斤顶情况确定，一般使用时间超过6个月或300次以上或在千斤顶使用过程中以下出现情况之一时，应重新校验：
A、预应力筋连续断裂；
B、千斤顶严重漏油；
C、千斤顶更换油压部件或使用修复后的测力仪表或更换油的规格；
D、油压表和千斤顶使用期限达到校验的有效期；
E、油压表指针不能回零；
F、油压表在高压时油表读数不稳定。
2）锚具及夹具
①锚具与夹具的类型符合设计规定和预应力钢材张拉的需要，且应符合《预应力筋锚具、夹片和连接器》GB/14370中的相关要求。
②锚夹具出厂前应由供方按规定进行检验并提供质量证明书。
锚夹具进场时应分批进行外观检查，不得有裂纹、伤痕、锈蚀，尺寸不得超过允许偏差，对锚具的强度、硬度、锚固能力等，应根据进场数量及《公路桥规》规定确定复验的项目、批次、频率。
3）张拉机具安装
检查梁体质量有无蜂窝、麻面、孔洞、露筋、露钢束，锚垫板处有无空洞等情况，必要时要进行处理。
上述检查满足要求后，即按以下程序安装夹片和张拉设备：
安装工作锚板→安装工作锚夹具→安装限位板→安装千斤顶→安装工具锚→安装工具锚夹片
安装技术要求：
①钢束外伸部分要保持干净，不得有油污、泥沙等杂物。
②锚环及夹片使用前要清洗干净，不得有油污、铁屑、泥沙等杂物。
③工作锚必须准确放在锚垫板定位槽内，并与孔道对中。
④工作锚和工具锚孔中各装入两个夹片，用胶圈套好，可用长约30厘米的铁管穿入钢铰线向前轻轻将夹片顶齐，注意不可用力过猛，夹片间隙要均匀。
⑤夹片安装完后，其外露长度一般为4-5mm，并均匀一致。
⑥穿入工作锚，工具锚的钢束要顺直，末端要对号入座，不得使钢束扭结、交叉。
⑦安装千斤顶时不要推拉油管及接头，油管要顺直，不得扭结成团。
⑧钢束穿入工具锚时，位置要与工作锚钢束位置一一对应，不得交叉扭结。
⑨工具锚的夹片要与工作锚的夹片分开放置，若发现夹片破损，应及时更换。
七、设计伸长量复核
图1
1、计算公式及参数：
1）分段方法：
根据图1所示分BC、CD、DE共3段进行计算,不考虑工作长度。
2）计算公式：
ΔL＝
Pp×L
Ap×Ep
ΔL—各分段预应力筋的理论伸长值（mm）；
Pp—各分段预应力筋的平均张拉力（N）；
L—预应力筋的分段长度（mm）；
Ap—预应力筋的截面面积（140mm2）；
Ep—预应力筋的弹性模量（根据试验数据为1.98×105Mpa）；
Pp的计算公式
（2）：
Pp＝
P×（1－e－（kx＋μθ））
kx＋μθ
P—每分段的起点张拉力，即为前段的终点张拉力（N）；
θ—每分段中每段曲线段的切线夹角（rad）；
x—从张拉端至计算截面的孔道长度，分段后为每个分段长度；
k—孔道每束局部偏差对摩擦的影响系数，根据设计取值0.0015；
μ—预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数，根据设计取值0.25。
3）计算方法：
（1）计算每一段的起点和终点力。
每一段的终点力就是下一段的起点力，例如靠近张拉端第一段BC的终点C点力即为第二段CD的起点力，每段的终点力与起点力的关系如下式：
Pz=Pq×e-（KX+μθ）（公式3）
Pz—分段终点力（N）
Pq—分段的起点力（N）
各段的起终点力可以根据公式3从张拉端开始进行逐步的计算。
（2）根据每一段起点力Pq代入公式2求出每一段平均张拉力Pp。
（3）根据Pp代入公式1计算出每一段的伸长值ΔL，相加后得出全长钢绞线伸长量。
4）计算数据：
单根钢绞线千斤顶张拉力198000N,
2、理论与实际伸长量计算：
根据锚下（张拉）控制力为Δk=0.75fpk＝1395Mpa及锚圈口摩阻损失（一般规定不大于3%，也可根据《公路桥梁施工技术规范》（JTJ041-2000）附录G－9测得，计算取3%）计算千斤顶张拉力P＝1395×140×（1＋3%）＝201159N（每根）；
根据公式1计算工作长度（AB）段的伸长量：
ΔL1＝
201159×650
140×1.98×105
ΔL1＝4.72mm
分段
X（mm）
θ（rad）
ΔL（mm）
L2
1412
0
29.3
L3
3665
0.143
21.7
L4
4870
0
18.4
合计
69.4
20mT梁边跨N1束一端的实际伸长量：
ΔL=ΔL2+ΔL3+ΔL4=69.4mm
设计为63mm，相差（69.4-63）/63=10.1%。
分段
X（mm）
θ（rad）
ΔL（mm）
L2
1410.5
0
28.1
L3
3683.2
0.143
22.5
L4
4903.3
0
19.1
合计
69.7
20mT梁中跨跨N1束一端的时间伸长量：
ΔL=ΔL2+ΔL3+ΔL4=69.7mm
设计为61mm，相差（69.7-61）/61=14.2%。
分段
X（mm）
θ（rad）
ΔL（mm）
L2
4096.1
0
11.9
L3
2846.1
0.143
33.6
L4
3002.3
0
23.9
合计
69.4
20mT梁边跨N2束一端的时间伸长量：
ΔL=ΔL2+ΔL3+ΔL4=69.4mm
设计为63mm，相差（69.4-63）/63=10.1%。
分段
X（mm）
θ（rad）
ΔL（mm）
L2
4016.8
0
14.6
L3
2860.4
0.143
22.5
L4
3117.3
0
32.6
合计
69.7
20mT梁中跨跨N2束一端的时间伸长量：
ΔL=ΔL2+ΔL3+ΔL4=69.7mm
设计为61mm，相差（69.7-61）/61=14.2%。
分段
X（mm）
θ（rad）
ΔL（mm）
L2
7293.9
0
30.6
L3
1208
0.143
5.5
L4
1432.6
0
33.9
合计
70
20mT梁边跨N3束一端的时间伸长量：
ΔL=ΔL2+ΔL3+ΔL4=70mm
设计为63mm，相差（70-63）/63=11.1%。
分段
X（mm）
θ（rad）
ΔL（mm）
L2
7230.8
0
35.2
L3
1214.1
0.143
13.6
L4
1539.6
0
21.6
合计
70.4
20mT梁中跨跨N3束一端的时间伸长量：
ΔL=ΔL2+ΔL3+ΔL4=70.4mm
设计为61mm，相差（70.4-61）/61=15.4%。
分段
X（mm）
θ（rad）
ΔL（mm）
L2
3031
0
33
L3
3919.3
0.13
41.5
L4
8020.2
0
29.8
合计
104.2
30mT梁边跨N1束一端的时间伸长量：
ΔL=ΔL2+ΔL3+ΔL4=104.2mm
设计为99mm，相差（104.2-99）/99=5.2%。
分段
X（mm）
θ（rad）
ΔL（mm）
L2
3047
0
33.4
L3
3927
0.13
42.1
L4
8046
0
29.1
合计
104.6
30mT梁中跨N1束一端的时间伸长量：
ΔL=ΔL2+ΔL3+ΔL4=104.6mm
设计为96mm，相差（104.6-96）/96=8.9%。
分段
X（mm）
θ（rad）
ΔL（mm）
L2
6097.5
0
46
L3
1239.9
0.087
30.4
L4
7621.6
0
28.3
合计
104.7
30mT梁边跨N2束一端的时间伸长量：
ΔL=ΔL2+ΔL3+ΔL4=104.7mm
设计为99mm，相差（104.7-99）/99=5.7%。
分段
X（mm）
θ（rad）
ΔL（mm）
L2
6127.3
0
44.4
L3
1244.1
0.087
31.4
L4
7637.6
0
29.2
合计
105
30mT梁中跨N2束一端的时间伸长量：
ΔL=ΔL2+ΔL3+ΔL4=105mm
设计为96mm，相差（105-96）/96=9.4%。
八、千斤顶张拉力与对应油表读数计算
1、钢绞线的张拉控制应力计算
钢绞线公称直径φs15.24标准强度fpk=1860Mpa，
弹性模量Ep=1.98×105Mpa单根截面面积140mm2。
锚下控制应力σcon=0.75fpk=1860×0.75=1395Mpa
每股钢绞线控制张拉力201.159KN
4股钢绞线控制张拉力4×201.159=804.636KN
5股钢绞线控制张拉力5×201.159=1005.795KN
6股钢绞线控制张拉力6×201.159=1206.954KN
7股钢绞线控制张拉力7×201.159=1408.113KN
8股钢绞线控制张拉力8×201.159=1609.272KN
9股钢绞线控制张拉力9×201.159=1810.431KN
2、160228号千斤顶张拉时：
千斤顶回归方程：
Y=0.01505X-0.03571
式中：
Y——油压表读数（MPa）
X——千斤顶拉力（KN）
160228回归方程
Y=0.01505X-0.03571
Y为油压表读数
X为千斤顶拉力
张拉力（KN）
4股
5股
6股
7股
8股
9股
备注
10%
1.18
1.48
1.78
2.08
2.39
2.69
20%
2.39
2.99
3.60
4.20
4.81
5.41
50%
6.02
7.53
9.05
10.56
12.07
13.59
100%
12.07
15.10
18.13
21.16
24.18
27.21
3、160229号千斤顶张拉时：
千斤顶回归方程：
Y=0.01503X-0.00017
式中：
Y——油压表读数（MPa）
X——千斤顶拉力（KN）
160229回归方程
Y=0.01503X-0.00017
Y为油压表读数
X为千斤顶拉力
张拉力（KN）
4股
5股
6股
7股
8股
9股
备注
10%
1.21
1.51
1.81
2.12
2.42
2.72
20%
2.42
3.02
3.63
4.23
4.84
5.44
50%
6.05
7.56
9.07
10.58
12.09
13.61
100%
12.09
15.12
18.14
21.16
24.19
27.21
预应力筋以应力控制方法张拉时，应以伸长量进行校核。
实际伸长值与理论伸长值相差应控制在6%以内，否则必须按以下若干或全部步骤查明原因后，采取措施加以调整，再继续进行张拉。
⑴重新校准设备；
⑵检查预应力钢铰线弹性模量；
⑶放松钢铰线重新张拉；
⑷预应力筋上涂润滑剂，减少摩擦损失（压浆前必须清洗干净）；
⑸做摩擦损失试验。
九、预应力张拉、注浆
1、张拉顺序与控制要点
张拉步骤：
初张拉力P0（P0=0.15P）持荷5分钟测引伸量d1
张拉到总吨位P持荷5分钟测引伸量d2锚固。
引伸量的量测应测定钢绞线的直接伸长值，不宜直接测千斤顶油缸的变位；为此应将钢绞线伸出千斤顶尾端10cm，直接测定钢绞线在张拉前、初始张拉吨位、张拉吨位三种情况下的伸长值，实测引伸量值按下式计算：
d=
当引伸量误差不在+6%范围时，应停止张拉，分析原因予以解决。
张拉时，应使千斤顶的张拉力作用线与预应力钢绞线的轴线重合一致，两端同时分级进行张拉（梁端横梁为单端张拉），两端随时进行联系（通过对讲机或手语）张拉力和伸长量情况，达到设计张拉力后持荷2分钟，核对伸长量符合设计要求后作好记录，否则应停止张拉并分析原因，采取措施后再进行张拉。
在分级张拉过程中，要使油泵上升速度稳定同步，钢束受力均匀，摩阻损失较小，分级调整两端张拉的伸长量，逐步达到接近或相同。
调整伸长量时，伸长量大的一端稍稍慢拉，伸长量小的一端稍稍快点拉，以此逐步进行调整。
张拉缸回油即进行锚固，锚固时伸长值大的一端先锚固，另一端补足张拉力后再进行锚固。
油压表全部回零，卸工具锚。
千斤顶全部回程，卸除千斤顶，检查钢绞线回缩值，并划线标志，以检查是否会出现滑丝现象。
施工过程中对张拉顺序、过程及回缩量、伸长值如实填写施工记录。
张拉完毕后，应对锚具、支承垫板、梁端衔接处的砼进行清渣、除油、凿毛，用砂浆将预应力钢绞线外露处封闭，以免锈蚀，并由测量组测量张拉后的起拱情况。
2、注意事项与异常处理
⑴钢绞线下料长度应充分考虑工作长度、点焊长度，砼浇筑前须严格检查验证，不满足工作长度的不得浇筑。
⑵锚垫板应位置正确，若锚垫板位移，造成垫板平面和孔道中轴线不垂直时，应用楔形垫板加以纠正。
张拉时要注意预应力孔道、锚垫板、锚具、千斤顶及工作锚五者同心，不可偏心，否则易造成断丝。
⑶安装锚具时，锚垫板内部多余波纹管及漏进砂浆要清理干净，钢绞线及夹片上的污物要清理干净，夹片要反复击打几遍逐个打紧，使其均匀受力。
雨天可先装锚具，待张拉前再安装夹片，防止夹片内锈蚀。
⑷张拉过程中须认真观察，注意是否存在以下几种异常现象。
①应力增加同钢绞线伸长异常（过快则可能断丝、滑丝，过慢则可能因孔道堵塞）。
②张拉时油压表指针突然下降且存在异响，可能滑丝、断丝。
③个别钢束不同时走、打转、散丝或个别钢丝冒出，可能断丝、滑丝。
④千斤顶尾端偏移，可能千斤顶、限位板偏心或未对正。
⑤锚下砼开裂、锚垫板开裂、锚垫板向内侧位移，说明锚下砼强度不足、砼不密实。
发生以上情况，要立即停止张拉，查明原因，以制订正确处理应对措施。
⑸滑丝处理：
在施工中出现滑丝现象，一般更换夹片后，使用小型千斤顶重新张拉锚固。
⑹断丝处理：
张拉时和张拉后，每束钢铰线断丝或滑丝不得超过1根或每个断面丝之和不超过该断面钢丝总数的1％。
当断丝数超过规范规定限值时，原则上应更换，当不能更换时，在许可的条件下，可采取补救措施，如提高其它束应力值，但必须满足设计上各阶段极限状态的要求。
3、孔道压浆
1）孔道准备
张拉完毕后，应及时压浆（尽量在48小时内完成）。
孔道在压浆前应用压力水冲洗，以排除孔内粉渣等杂物，保证孔壁的结合良好。
在冲洗过程中，如发现冒水、漏水的现象，则应及时堵塞漏洞。
当发现有串孔现象，又不易处理时，应判明串孔数量，在压浆时几个串孔同时压注。
或者某一孔压浆后，立即对相邻孔道用高压水彻底冲洗。
2）压浆剂浆拌制
压浆剂采用总包招标的合格产品，强度大于50MPa（详见试验报告）。
3）压浆顺序及控制要求
⑴压浆采用活塞式压浆泵，压浆过程应缓慢、均匀进行，压浆顺序为：
安装稳定阀→一端压浆→另一端冒出浓浆，关闭阀门→孔道稳压→压浆端关闭阀门→拆除阀门。
⑵水泥浆搅拌机应能进行连续搅拌生产浆液，各种仪器、仪表性能完好，压浆机能够产生2Mpa以上的压力，压浆过程中应保证足够的浆液储备，以防空气吸入管道。
⑶压浆剂自调制至灌入孔道的延续时间，视气温情况而定，一般不宜超过30～45min。
气温高于35℃时，压浆应改在夜间进行，浆液应保持无污染。
⑷比较集中和邻近的孔道，宜尽先连续压浆完成，以免串到邻孔的压浆剂凝固、堵塞孔道。
如发生串孔，立即用压力水将压入的水泥浆冲洗干净，并冲洗串浆孔道，排除故障后重新压浆。
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。
⑸压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实及时采取处理措施。
压浆时，每次作业应制作3组试件，标准养护28d，检查其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。
压浆记录资料确保准确、齐全、完整。
4）封锚
对应埋置在梁体内的锚具，压浆后应先将其周围冲洗干净并凿毛，经监理工程师验收后即可用砂轮机切割端头多余的预应力筋，锚固后的外露长度不宜小于30mm。
在切割过程中，应及时在钢绞线上洒水，防止钢绞线受热而产生滑丝收缩现象，同时将锚具用薄钢板与切割处隔开。
切割完成后，先将已凿毛的混凝土面和锚具周围冲洗干净，然后设置钢筋和浇筑封锚混凝土。
封锚混凝土的标号应符合设计规定，并预留强度试块。
浇筑完成后需加强对封锚砼的养护。
十、质量检验标准
预应力筋后张拉法允许偏差表
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