铁路桥梁预应力张拉压浆专项施工方案.docx

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铁路桥梁预应力张拉压浆专项施工方案

铁路桥梁预应力张拉、压浆

专

项

施

工

方

案

1、编制说明

1.1编制内容

铁路连续梁预应力张拉、压浆施工，起讫里程为DK130+124.25～DK130+269.65。

1.2编制依据

1.2.1新建铁路时速200公里有砟轨道预应力混凝土连续梁（双线）

1.2.2《铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂梁浇筑施工技术指南》TZ324-2010

1.2.3《铁路工程建设标准管理办法》

1.2.4设计文件

1.2.5已审批铁路连续梁施工专项方案

1.3编制目的

根据设计图纸、连续梁施工规范、施工技术方案等技术文件编制此专项方案，在施工过程中能够有效的指导现场施工，保证连续梁预应力张拉、压浆施工质量。

1.4适用范围

适用于铁路连续梁预应力张拉、压浆施工。

2、工程概况

全长1287.03米，位于乡村境内，其中8#～11#墩设计为（40+64+40）m三跨一联的连续梁，主要跨越乡道与南河，设计采用挂篮悬臂浇筑法施工。

2.1地形地貌

地形地貌：

桥址处为山间宽谷，两侧为低丘，谷间平坦，多辟为农田，两侧小山坡植被茂盛，地势较陡。

本桥主要跨越南河及村道。

2.2水文地质

桥位区内地表水系主要为南河，河床宽约18m，水流较缓，自北东流向南西，为地表径流主要汇集排泄通道，除接受降水补给外，还接受上游支沟，地表水体和地下水补给。

流量和水位变动大，受季节或降水影响显著。

根据地质调绘及钻孔揭露，结合区域地质资料对比分析，沿线所分布的地层，按其成因和时代分类主要有：

第四系全新统计洪积层粉质粘土、细砂、细圆砾土、粗圆砾土；第四系残披积层、粉质粘土；下伏基岩为石炭系（C2）灰岩、泥灰岩和元古界双桥山群（pt）千枚岩、板岩等。

2.3施工平面布置

结合原有的道路状况，地形地物、当地村镇的要求以及全线的施工工艺技术方案等，对施工现场作如下布置：

铁路标段项目经理部连续梁施工，连续梁钢筋加工在1#钢筋加工厂集中加工方式，实行集中管理，专业施工队作业，钢筋加工场设置在乡道左侧200m处，钢筋加工厂采用单跨桁架结构的彩钢棚，四面封闭，场地内全部采用砼硬化。

2.4施工前准备

2.4.1内业准备

施工前要熟悉规范和技术标准，认真审阅钢筋图、预应力筋布置图，注意绑扎顺序，避免遗漏造成返工。

制定施工安全保证措施，提出应急预案。

对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。

2.4.2外业准备

（1）预应力施工前，对预应力材料（包括钢绞线、精轧螺纹钢筋、锚具、波纹管等），设备（包括千斤顶、电动油泵及压力表等）委托有相应资质的检验单位进行检验及定期校验，检验其是否合格；

（2）张拉前对梁的外观尺寸、锚垫板位置及孔道内杂物等进行清理检查；

（3）清除梁端部锚垫板上及喇叭管内的水泥浆；

（4）张拉两端钢绞线束的外露长度大致相等，并满足施工工艺要求；

（5）确定张拉控制力，在第一次张拉时要对锚头、孔道等引起的摩阻损失进行实际测定，根据实测结果计算张拉控制力，并与设计单位协商进行修正；

（6）计算钢束理论伸长值，准备按记录表中要求记录有关数据；

（7）压浆机具已落实到位。

3、施工方案

3.1施工工艺

3.2张拉技术参数

（1）本桥梁采用三相预应力结构，纵向预应力为M15-12和为M15-9钢绞线束，钢绞线按GBT5224-2003标准生产，标准强度为1860MPa，拟采用2套YCD-350和2套YCD-450型千斤顶在T构两端沿横截面中线对称张拉。

表3-1后张法预应力筋张拉程序表

预应力筋

张拉程序

纵向钢绞线束

0→初应力→σcon　（持荷2ｍin）→锚固

注：

初始应力按10％～15%σcon控制。

（2）竖向预应力

设计标准强度为980MPa¢25级精扎螺纹，采用YG－60型穿心式单向作用千斤顶张拉，横向预应力设计为BM15-4钢绞线束，采用一台QYC230千斤顶单端张拉。

张拉程序见表3-2：

表3-2后张法预应力筋张拉程序表

预应力筋

张拉程序

横向钢绞线束

0→初应力→σcon　（持荷2ｍin）→锚固

精扎螺纹钢筋

0→初应力→1.05σcon　（持荷2ｍin）→锚固

注：

初应力按10％～15%σcon控制。

（3）张拉强度要求和原则

根据设计规定，张拉应在梁体砼强度达到95%和弹性模量达到设计值的100%且龄期不少于7天。

纵向预应力采用两端同步，左右对称张拉，左右侧最大不平衡不应超过一束。

张拉以油表读数控制为主，伸长量作为校核，二都应保持一致，实测伸长值与理论伸长值误差应控制在±6%以内。

（4）预应力张拉和压浆

预应力张拉公式

钢绞线理论伸长值的计算：

ΔL=

（1）

Pp=

（2）

式中：

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，注意不等于各分段的起点力与终点力的平均值（N）；

L—预应力筋的分段长度（mm）；

Ap—预应力筋的截面面积（mm2）；

Ep—预应力筋的弹性模量（Mpa）；

P—预应力筋张拉端的张拉力，将钢绞线分段计算后，为每分段的起点张拉力，即为前段的终点张拉力（N）；

θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，分段后为每分段中各曲线段的切线夹角和（rad）；

x—从张拉端至计算截面的孔道长度，整个分段计算时x等于L（m）；

k—孔道每束局部偏差对摩擦的影响系数（1/m），管道弯曲及直线部分全长均应考虑该影响；

μ—预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数，只在管道弯曲部分考虑该系数的影响。

从公式

（1）可以看出，钢绞线的弹性模量Ep是决定计算值的重要因素，它的取值是否正确，对计算预应力筋伸长值的影响较大。

Ep的理论值为Ep=（1.9~1.95）×105Mpa，而将钢绞线进行检测试验，弹性模量则常出现Ep’=（1.96~2.04）×105Mpa的结果，这是由于实际的钢绞线的直径都偏粗，而进行试验时并未用真实的钢绞线面积进行计算，采用的是偏小的理论值代入公式进行计算，根据公式Ep=可知，若Ap偏小，则得到了偏大的Ep’值，虽然Ep’并非真实值，但将其与钢绞线理论面积相乘所计算出的ΔL却是符合实际的，所以要按实测值Ep’进行计算。

公式

（2）中的k和μ是后张法钢绞线伸长量计算中的两个重要的参数，这两个值的的大小取决于多方面的因素：

管道的成型方式、力筋的类型、表面特征是光滑的还是有波纹的、表面是否有锈斑，波纹管的布设是否正确，偏差大小，弯道位置及角度等等，各个因素在施工中的变动很大，还有很多是不可能预先确定的，因此，摩擦系数的大小很大程度上取决于施工的精确程度。

在工程实施中，最好对孔道磨擦系数进行测定，并对施工中影响磨擦系数的方面进行认真的检查，如波纹管的三维位置是否正确等等，以确保摩擦系数的大小基本一致。

进行分段计算时，靠近张拉端第一段的终点力即为第二段的起点力，每段的终点力与起点力的关系如下式：

Pz=Pqe-（KX+μθ）（3）

Pz—分段终点力（N）

Pq—分段的起点力（N）

θ、x、k、4μ—意义同上

3.3张拉压浆

3.3.1穿束

纵向预应力钢束采用12-Φj15.20和9-Φj15.2-1860-GB/T5224-2003，其技术条件应符合GB/T5224-2003标准。

内径90mm和80mm金属波纹管成孔，张拉设备采用与锚具配套的机具设备。

横向预应力钢束采用4-7-Φ5和5-7-Φ5-1860-GB/T5224-2003，其技术条件应符合GB/T5224-2003标准。

竖向预应力钢筋采用25mm预应力混凝土用螺纹筋，抗拉强度标准值为830MPa，其技术条件应符合GB/T20065-2006标准，管道采用δ=35mm，厚度δ=0.5mm的铁皮管成孔。

3.3.2预应力张拉

张拉在砼达到设计强度的95%，砼弹性模量达到设计值的100%后进行，且必须保证张拉时梁体混凝土龄期不小于5天。

预应力张拉顺序严格按照施工图要求顺序进行张拉。

竖向、横向按图纸要求张拉。

纵向预应力筋束采用两端对称张拉，并左右对称进行，最大不平衡束不应超过1束，张拉顺序先腹板束，后顶板束，从外到内左右对称进行，同一施工节段的预应力按先张拉纵向再横向再竖向，并及时压浆。

张拉过程采用张拉力和伸长量双控，预应力值以油压表读数为主，以预应力伸长量进行校核，张拉过程中应保持两端的伸长量基本一致，理论伸长量与实际伸长量误差控制在±6%以内。

张拉作业时，按10%--20%--100%控制张拉力及伸长量，为了尽量减少竖向预应力损失，竖向预应力筋采用两次重复张拉的方法，即在第一次张拉完成1天后进行第二次张拉，弥补由于操作和设备等原因造成的预应力损失，并采取切实措施保证压浆质量。

竖向、横向预应力张拉时注意梁端相接处的张拉次序，每一节段伸臂端侧最后1根横向、竖向预应力在下一节段横向、竖向预应力张拉时进行张拉，防止由于节段接缝两侧横向压缩不同引起开裂。

张拉完毕后24小时内进行管道压浆，管道压浆采用真空压浆技术，水泥浆达到设计强度后，拆除内模及支架。

测量人员在砼浇筑前后测量模板的标高变化，验证预压数据，张拉前、张拉后3至5h再测模板高程。

张拉施工图（3-1,3-2）

3.3.3张拉过程控制

预施应力分阶段一次张拉完成，同一节段预应力筋张拉按纵-横-竖的顺序进行，并及时压浆。

张拉时确保“三同心两同步”，“三同心”即锚垫板与管道同心，锚具和锚垫板同心，千斤顶和锚具同心。

“两同步”即现浇箱梁两侧两端均匀对称同时张拉。

在张拉完后卸下千斤顶，在钢绞线上离锚圈等距作标记，24h后检查钢束回缩量，合格后再封锚压浆。

预施应力采用双控措施，预施应力值以油压表读数为主，以预应力筋伸长值作为校核用。

张拉过程中保持两端的伸长量基本一致。

3.3.4压浆封锚

压浆水泥采用强度等级不低于42.5级低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥。

矿物掺合料选用I级粉煤灰，使用减水剂的减水率不小于20%，压浆材料中总氯离子含量不超过胶凝材料总量的0.06%。

现场采用搅拌机拌制。

浆体抗压强度≥50MP，抗折强度≥10MP；30min流动度30s；初凝时间≥4h，初凝时间≤24；24h自由泌水率0，压力泌水率≤3.5%；24h自由膨胀率0-3%；含气量1%-3%。

采用真空灌浆工艺，孔道压浆前进行清水试压。

孔道真空压浆布置如下图所示：

真空压浆施工设备连接图（3-3,3-4）

操作过程:

a.清理锚垫板上的灌浆孔，保证灌浆通道通畅，与引出管接通；

b.确定抽真空端及灌浆端，安装引出管，球阀和接头，并检查其功能；c.搅拌水泥浆使其水灰比、流动度、泌水性达到技术要求指标；

d.启动真空泵抽真空，使真空度达到-0.06～-0.08MPa并保持稳定。

e.启动灌浆泵，当灌浆泵输出的浆体达到要求稠度时，将泵上的输送管接到锚垫板上的引出管上，开始灌浆；

f.灌浆过程中，真空泵保持连续工作；

g.待抽真空端的空气滤清器中有浆体经过时，关闭空气滤清器前端的阀门，稍后打开排气阀，当水泥浆从排气阀顺畅流出，且稠度与灌入的浆体相当时，关闭抽真空端所有的阀；

h.灌浆泵继续工作，压力达到0.5~0.6MPa左右，持压3分钟以上；

i.关闭灌浆泵及灌浆端阀门，完成灌浆；

j.拆卸外接管路、附件，清洗空气滤清器及阀等；

k.完成当日灌浆后，必须将所有沾有水泥浆的设备清洗干净；

l.安装在压浆端及出浆端的球阀，应在灌浆后1小时内拆除并进行清理；

m.切除外露的钢绞线，进行封锚。

采用水泥浆封锚。

无收缩水泥浆密封锚头示意图（3-5）

1.水泥砂浆2.钢绞线3.锚板、夹片4.锚垫板

压浆施工（3-6,