后张法预应力空心板梁施工技术方案.docx
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后张法预应力空心板梁施工技术方案
后张法空心板梁预制施工技术方案
一、编制依据
1、《城市桥梁设计规范》CJJ11-2011
2、《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166-2011
3、《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004
4、《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》JTGD62-2004
5、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-2007
6、河西南部地区规划九号支路建设工程莲花河桥、友谊河桥施工图设计
7、《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011
8、《公路交通安全设施设计规范》JTGD81-2006
9、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008
二、工程概况
1、拟建莲花河桥位于河西部地区规划九号支路K1+282.577处，设计为20m单跨预应力砼简支梁桥，宽33m，跨莲花河（上口宽20m），与此河正交，下部结构采用桩接盖梁式桥台，盖梁为预应力结构。
桥梁上部结构采用20m单跨后张法预应力混凝土空心板梁（L=19.96m，h=95cm），其中20m跨中板梁24片，20m边板梁2片（挑臂25.5cm）。
2、拟建友谊河桥位于河西部地区规划九号支路K2+031.166处，设计为20m单跨预应力砼简支梁桥，宽34.25m，跨友谊河（上口宽20m），与此河正交，下部结构采用桩接盖梁式桥台，盖梁为预应力结构。
桥梁上部结构采用20m单跨后张法预应力混凝土空心板梁（L=19.96m，h=95cm），其中20m跨中板梁25片，20m边板梁2片（挑臂25.5cm）。
钢材：
120m空心板梁采用Φs15.2高强度低松弛钢绞线（标准强度fpk=1860MPa），公称直径为15.2mm，公称面积为140mm2，理论弹性模量Eg=1.95×105MPa。
2非预应力钢筋采用符合GB1499.1-2008标准的HPB300钢筋和符合（GB1499.2-2007）标准的HRB400钢筋。
3钢板采用Q235钢板,应符合GB/T700-2006的规定。
4
序号
桥梁中心桩号
桥梁名称
20m板梁
中板
边板
1
K1+282.577
跨莲花河
24
2
2
K2+031.166
跨友谊河
25
2
后张法板梁材料数量汇总
序号
材料
单位
数量
（莲花河桥）
数量
（友谊河桥）
备注
1
C50砼
m3
305.0
316.6
2
Φs15.2高强度低松弛钢绞线
t
10.830
11.243
3
HPB300钢筋
t
38.592
25.379
4
HRB400钢筋
t
32.312
29.099
5
200*400*21mm橡胶块
块
104
108
6
金属波纹管D55
m
970
1008.8
7
金属波纹管D70
m
1119.6
1158.2
8
锚环YM15-4
个
100
104
9
锚环YM15-5
个
116
120
10
锚垫板M15-4
个
100
104
11
锚垫板M15-5
个
116
120
12
工作夹片JM15-J
套
208
216
13
压浆料（或用压浆剂配制）
m³
6.61
6.86
14
450*324*12mm预埋钢板
块
/
108
预埋钢板上焊钢筋
15
HRB400直径16钢筋
kg
/
224.4
16
200*250*42矩形橡胶支座
块
104
/
安装配件
17
GYZ250*41圆形橡胶支座
块
/
108
安装配件
18
200*200*20mm橡胶板
块
104
108
出厂前粘贴
19
200*400*21mm橡胶板
块
4
4
安装配件
20
调平钢板330*270*22mm
块
104
/
按图加工、安装配件
材料损耗率：
3%
三、施工组织
为了保证工程质量，在正式开工之前，我部严格按照ISO9001-2000标准建立了完善的组织网络和质保体系，并编写了空心板梁施工组织设计和作业指导书以指导施工有序、有质、有量的进行。
1、主要施工人员
职责
姓名
职责
姓名
责任人
现场负责人
技术负责人
钢筋加工负责人
资料、记录
后勤保障
浇筑负责人
起重负责人
2、主要机械设备
设备类型
名称
型号
功率
产地
数量
起梁龙门
35T
2
中板模板
20m
镇江
2
边板模板
20m
镇江
1
芯模充气胶囊
20m
开封
2
钢筋
电焊机
27kw
2
切断机
7.5kw
2
弯曲机
15kw
2
砼振捣
振捣棒
φ50
1.5KW
4
张拉设备
油顶
YCW1500C/54-200
150T
柳州欧维姆
2
3、材料
3.1钢筋
板梁预制所用钢筋规格有HRB400直径10mm、12mm、16mm以及HPB300直径8mm、10mm钢筋原材料试验全部合格。
3.2混凝土
我项目部使用自建拌合楼（2台1500型）提供的砼，通过多组试配择优选择满足强度要求的配合比进行施工。
预制板梁C50混凝土配合比
材料名称
产地
规格
每方用量（Kg）
水泥
中国水泥
P.II42.5
430
砂
江西
中砂
826
碎石
4.75-26.5mm
1107
外加剂
万邦
型
6.9
水
饮用水
地下水
138
强度：
C50水灰比：
0.32坍落度：
50-90mm
7天抗压强度48.5MPa，28天抗压强度60.8MPa,经监理工程师验证后同意使用。
四、施工方案
1、普通钢筋加工
1.1进场的钢筋储存在厂房内，钢材下料后，分别放在钢筋半成品区内，室内环境免受到雨露侵蚀，不同级别钢筋设以标志，便于施工和及时检查。
1.2严格按图纸施工，下料准确，以免浪费。
1.3加工成型的钢筋，存放在成品区的枕木上，避免与地面直接接触引起锈蚀。
1.4纵向钢筋采用搭接帮扎时，搭接长度大于35d。
1.5钢筋特别是盘圆钢筋在加工前应进行调直、除锈。
采用机械调直，并注意I级冷拉钢筋的冷拉率不得大于2%。
2、钢模板制作
2.1为保证空心板表面光洁度，采用大块定型钢模板。
2.2面板用5mm厚钢板，肋筋用三角铁及10mm厚钢板。
2.3钢模板上部用HRB400直径16mm螺纹钢作拉丝，下部利用传力梁用大头塞塞紧模板下口。
2.4模板制作精度严格按规范执行。
2.5芯模采用橡胶充气胶囊。
3、张拉台座建造
预制梁槽的施工顺序：
设置排水沟——场地平整——地基硬化——传力梗基槽开挖——传力梗混凝土浇筑——底模基础浇筑——底模钢板铺设。
根据工程进度要求，结合预制梁生产数量，计划设置预制梁底模7条，预制20米梁53片。
根据梁槽的平面布置要求，放出传力梗的轴线和平面位置，传力梗基槽的开挖深度和宽度，以保证传力梗的尺寸和形状满足设计要求。
基槽开挖时应充分保证基槽壁的粗糙度，并及时浇筑混凝土，以确保地基能提供足够的摩擦力。
传力梗混凝土强度等级为C30，塌落度8-12厘米。
传力梗混凝土浇筑时应对两端的振捣予以重视，确保混凝土密实，以保证预应力张拉时，能承受集中荷载。
底模采用20厘米厚C30混凝土和8mm厚钢板，钢板采用预埋3*3角铁固定在砼上，施工必须特别注意混凝土的平整度，最大高差不得超过1厘米。
为防止底模出现裂缝，在底模头尾端设置HRB400直径12mm的钢筋网片和HRB400直径16mm的植筋。
为确保底模的平整度和顺直度，施工过程中，水准仪跟踪测量。
五、后张法施工程序
1、施工前的准备工作
1.1钢绞线下料长度为20.6m，将钢绞线提前下好料以便使用。
1.2检查张拉机具及其他相关机具，使之处于完好状态。
1.3原材料试验及底模检查，报监理验收。
1.4检查施工现场电力及水源的供应情况是否能保证施工。
2、梁体放样
在台面刷脱模剂之前，将空心板梁按梁端准确放样到台面上。
3、绑扎钢筋
3.1准确调整箍筋和纵向钢筋位置，保证与设计要求一致，用20#～22#铁丝进行绑扎，绑扎用的扎丝长度要适中、不允许伸入保护层厚度以内，外露的要及时处理。
主筋需要搭接时，搭接长度不少于35d（d为钢筋直径）
3.2绑扎铰缝预埋连接钢筋，焊接支座钢板预埋钢筋，绑扎伸缩缝预埋筋，及绑扎芯模固定钢筋。
3.3为了保证砼保护层必需厚度，在钢筋与模板间设置外购同标号（强度等级C50）的水泥垫块。
3.4金属波纹管严格按照图纸坐标定位，并且在合模前要帮扎牢固，严禁松动，波纹管附件钢筋焊接时严禁烧伤金属波纹管壁，防止波纹管进浆。
3.5金属波纹管内壁用塑料管贯穿，防止混凝土浇筑时堵塞金属波纹管。
4、安装侧模、端模
4.1钢筋绑扎完成后，将脱模剂均匀的用毛刷涂到模板的侧模上，侧模用龙门吊机协助起吊，人工安装。
模板用螺栓、螺母连接，模板接缝处垫海绵条，确保不漏浆。
4.2侧模拼装就位后，下侧用钢管螺栓支撑牢固（支撑间距不得高于70cm），上面用钢筋拉杆将两侧模板拉紧加固，保证梁板宽度。
同时防止涨模从而导致梁边尺寸扩大。
4.3板用卡口与侧模连接。
严格控制端模角度，确保板梁预制的角度符合设计要求。
5、混凝土浇筑，安装芯模
5.1混凝土浇筑分二次进行，开始先浇筑底板，混凝土面至芯模底，振捣密实后，穿放芯模，用空压机充气至规定要求，用钢筋卡环将芯模固定在设计位置，再从一端开始第二次浇筑，浇筑到顶面振捣密实后，抹平、拉毛（顶面拉毛深度不小于6mm，可采用螺纹钢在终凝前压出凸凹不平的粗造面）。
在第一次砼浇筑振捣过程中，应特别注意振捣棒不得碰撞金属波纹管。
5.2在第二次浇筑混凝土的过程中，振捣棒应从芯模两侧同时振捣，以防止充气芯模左右移动，避免振捣棒端头接触芯模，出现穿孔漏气现象，且注意不得碰撞金属波纹管，防止金属波纹管受到损坏或破裂而灌浆堵孔。
5.3所用的芯模在每次使用前，都应做充气试压检查，如发现破损或漏气及时修补、更换。
5.4每次浇筑混凝土都要按规定制作试件，以检验板梁强度及弹性模量，并确定钢绞线张拉时间。
6、拆除侧模、端模和芯模
6.1待混凝土强度达到2.5MPa时（浇筑完成约3～4小时左右），拆除侧模、端模。
6.2拆除侧模先将侧模底部的支撑拆掉，然后将上端的对拉杆拆掉，最后将每块侧模间的连接螺丝拆除，人工配合吊机将侧模移至空心板梁浇筑作业区以外，及时清理模板上的残余物，以便下次安装。
6.3侧模拆除要小心，不要碰掉预制板的边角，拆掉模板后要先凿出钢筋预埋件，动作要轻敲慢击，以减少对板梁的损伤。
6.4转动并拔出金属波纹管内孔的PVC塑料管，防止内孔堵塞。
6.5侧模拆除后，在板梁的侧面进行凿毛。
6.6凿毛完成后，继续覆盖养生（养生时间不少于7天）,也可以采用蒸汽养护，缩短生产周期。
7、预应力钢绞线张拉
7.1将每槽梁最后制作的试件进行抗压试验，当砼强度达到设计强度90%以上，并且浇注不少于7天后方可进行进行钢绞线张拉。
7.2张拉方法
所有钢绞线均采用两端对称张拉，张拉采用以张拉力控制为主，以伸长量做校验，实际伸长量与理论伸长量的误差控制在6%以内。
如发现伸长量异常应停止张拉，查明原因。
7.3张拉程序
0→初应力（10%）→20%应力→1.0应力（持荷2min）后锚固，张拉顺序为：
16.0m（h=0.8m）简支梁
张拉顺序为：
左N1→右N2→右N1→左N2，
钢束应对称交错逐步加载张拉；
7.4锚具、钢绞线、千斤顶、油表
本工程采用YM15系列锚具。
钢绞线采用15.2mm钢绞线。
锚具和钢绞线均由厂家出具产品检验书，并送有关检测单位进行效验。
均经有关检测单位标定，千斤顶的工作架由钢管焊接而成，升降采用倒链进行抬升。
7.5张拉操作
采用柳州雷姆预应力机械有限公司生产的预应力智能张拉系统进行张拉。
千斤顶张拉进油升压必须缓慢、均匀、平稳，回油降压时应缓慢松开油阀，并使油缸回程到底。
梁端张拉工每张拉到整数时举手示意保持两端千斤顶力争同步工作。
7.6实际伸长量的计算和测量
初应力数值到达后，应在预应力钢束的两端精确的标以记号，预应力钢束的伸长量从记号起量，张拉力和伸长量的读数应在张拉过程中分阶段读出。
△L=△L1+△L2；
△L1----从初始拉力至最大张拉力之间的实际伸长量。
△L2----初始拉力是的推算伸长量（相邻级的伸长度）。
.
7.7伸长值误差的计算
（实测伸长量-理论伸长值）/理论伸长值×100%，张拉过程中该误差应小于6%。
7.8预应力钢束的封头
张拉工序完成后经监理工程师同意后，对外露钢绞线进行切割，锚固后的外露长度必须满足10-50mm的要求。
封头必须将锚具及夹片缝隙填塞紧，确保压浆质量。
7.9施加预应力的注意事项
钢束中的每一根钢绞线应从相对应的锚环孔中穿出，不允许出现钢绞线拧筋现象。
锚具中心线与孔道中心线重合。
张拉机油箱应保持85%的油位，不足时用相投油液补充。
连续张拉油泵的千斤顶的油管应保持清洁，连接时要紧密不的漏油。
张拉机具出现不正常现象，应重新进行效验。
7.10根据标定报告计算出压力表读数和张拉力对照表
锚下控制力：
0.75fpk=0.75×1860=1395Mpa
单根φ15.2钢绞线张拉力=1395×106×1.4×10-4=195300（N）=195.3（kN）
—（140mm2为单根φ15.2钢绞线截面面积）
各线性回归方程详见“千斤顶标定报告”。
中梁、边梁各级张拉应力详见下表：
20m后张法预应力空心板梁张拉钢绞线张拉应力计算
千斤顶编号：
1612
张拉力（x:
KN）与油压（y:
MPa）回归方程：
y=0.0362x-0.7866
梁板
类型
钢束编号
钢绞线根数
张拉
阶段
张拉控制力（KN）
油压
读数
（Mpa）
中板
N1
5
1
10%
195.3
97.65
2.75
2
20%
195.3
195.3
6.28
3
100%
195.3
976.5
34.56
N2
4
1
10%
195.3
78.12
2.04
2
20%
195.3
156.24
4.87
3
100%
195.3
781.2
27.49
千斤顶编号：
1613
张拉力（x:
KN）与油压（y:
MPa）回归方程：
y=0.0371x-1.028
梁板
类型
钢束编号
钢绞线根数
张拉
阶段
张拉控制力（KN）
油压表
读数
（Mpa）
边板
N1
5
1
10%
195.3
97.65
2.59
2
20%
195.3
195.3
6.22
3
100%
195.3
976.5
35.20
N2
5
1
10%
195.3
97.65
2.59
2
20%
195.3
195.3
6.22
3
100%
195.3
976.5
35.20
7.11后张法预应力空心板梁张拉计算书
钢束理论伸长值计算公式：
L=（
×L）/（Eg×Ay）………………………
（1）
=P×［1－e-（KL+μθ）］/（KL+μθ）………………
（2）
其中：
△L——预应力钢束理论伸长值，cm
——预应力钢束的平均张拉力，N
P——预应钢束张拉端的张拉力，N
L——从张拉端至计算截面孔道长度，（应考虑千斤顶工作长度，及设计图纸对不同梁板在曲线段的参数X值）。
Ay——预应力钢束截面面积，mm2
Eg——预应力钢束弹性模量，MPa
θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部份切线的夹角之和，rad
K——孔道每米局部偏差对摩檫的影响系数
μ——预应力钢束与孔道壁的摩檫系数
7.12材料与设备
材料：
主要是钢线，标准强度Ryb=1860Mpa，φj=15.24mm。
每批材料均要送检，要有试验检验证书，其结果要达到设计标准。
设备：
设备主要是千斤顶油表，根据设计图纸要求，选用YM15系列锚具和YCW1500C/54-200型千斤顶，以及配套的ZB3-630型电动油泵。
选用油表：
根据20米空心板梁设计图纸要求，该类梁板有两种钢束，分别由4、5股钢绞线构成，各种钢束最大控制张拉力分别为781.2kN、976.5kN。
YCW1500C/54-200型千斤顶活塞面积A=27630mm2,按最大控制张拉力：
F=781.2N计算，其油表读数Q=F/A=976500N/27630mm2=35.34MPa,故油压表选用1.0级，选用量程为（1.3～1.7倍）×35.34=45.9～60（MPa）最大量程为60MPa。
使用前千斤顶与油压表配套送有资质单位标定，经江苏省交通工程集团百润工程检测有限公司标定结构：
千斤顶编号：
1612，油压表编号：
140776591，千斤顶工作长度0.4m，回归方程为：
Y=0.0362X－0.7866
千斤顶编号：
1613，油压表编号：
140776587，千斤顶工作长度0.4m，回归方程：
Y=0.0371X－1.028
刚束理论伸长值计算:
以α=0°边跨（边板、中板）为实例，计算钢束理论伸长量。
计算参数：
a、钢绞线弹性模量Ep=1.95×105Mpa,钢绞线截面积A=140mm2,
b、金属螺旋管道系数：
K=0.0015,μ=0.2～0.25,取0.225
c、钢绞线极限应力:
Ryb=1860Mpa
d、一根钢绞线最大控制张拉力：
P1=0.75×Ryb×A=0.75×1860×140=195300N
边板
①N1钢束理论伸长值
根据图纸，将梁板钢束一半分为三段（L1、L2、L3），分别计算伸长量。
N1钢束由5股钢绞线组成，最大控制张拉力：
P=P1×5=195300×5=976500N。
千斤顶工作长度0.4米。
L1为直线段L1=0.878+0.4=1.278m,θ=0°
平均张拉力:
P1=P×［1－e-（KL1+μθ）］/（KL1+μθ）
=P×［1－e-KL1］/KL1
=976500×［1－e-（0.0015×1.278）］/（0.0015×1.278）
=975565N
∴△L1=（P1×L1）/（Eg×A5）
=（975565×1278）/（195000×140×5）
=9.13mm
L2为抛物线段：
L2=1.396m,θ=L2/R=1.396/20=0.0698rad或θ=4°×π/180°=0.0698rad
L2起点力等于L1终点力.
即P20=P1－△P=P1－（P－P1）
=2P1－P=975565×2－976500
=974630N
平均张拉力:
P2=P20×［1－e-（KL2+μθ）］/（KL2+μθ）
=974630×［1－e-（0.0015×1.396+0.225×0.0698）］/（0.0015×1.396+0.225×0.0698）
=966008N
∴△L2=（P2×L2）/（Eg×A5）
=（966008×1396）/（195000×140×5）
=9.88mm
L3为直线段L3=7.529m,θ=0°
L3起点张拉力:
P3=2×P2－P20=2×966008－974630=957386N
平均张拉力:
P3=P3×［1－e-KL3］/KL3
=957386×［1－e-（0.0015×7.529）］/（0.0015×7.529）
=952000N
∴△L3=（P3×L3）/（Eg×A5）
=（952000×7529）/（195000×140×5）
=52.51mm
梁板钢束一端90%的引伸量为:
△L=90%×∑△Li=0.9×（△L1+△L2+△L3）
=0.9×（9.13+9.88+52.51）=64.37mm
设计值62.5mm.
N2钢束理论伸长值
根据图纸，将梁板钢束一半分为三段（L1、L2、L3），分别计算伸长量。
N1钢束由4股钢绞线组成，最大控制张拉力：
P=P1×4=195300×4=781200N。
千斤顶工作长度0.4米。
L1为直线段L1=2.665+0.4=3.065m,θ=0°
平均张拉力:
P1=P×［1－e-（KL1+μθ）］/（KL1+μθ）
=P×［1－e-KL1］/KL1
=781200×［1－e-（0.0015×3.065）］/（0.0015×3.065）
=779407N
∴△L1=（P1×L1）/（Eg×A5）
=（779407×3065）/（195000×140×4）
=21.88mm
L2为抛物线段：
L2=1.571m,θ=L2/R=1.571/10=0.1571rad
或θ=9°×π/180°=0.1571rad
L2起点力等于L1终点力.
P20=P1－△P=P1－（P－P1）
=2P1－P=779407×2－781200
=777614N
平均张拉力:
P2=P20×［1－e-（KL2+μθ）］/（KL2+μθ）
=777614×［1－e-（0.0015×1.571+0.225×0.1571）］/（0.0015×1.571+0.225×0.1571）
=763137N
∴△L2=（P2×L2）/（Eg×A5）
=（763137×1571）/（195000×140×4）
=10.98mm
L3为直线段L3=5.604m,θ=0°
L3起点张拉力:
P3=2×P2－P20=2×763137－777614=748660N
平均张拉力:
P3=P3×［1－e-KL3］/KL3
=748660×［1－e-（0.0015×5.604）］/（0.0015×5.604）
=745522N
∴△L3=（P3×L3）/（Eg×A5）
=（745522×5604）/（195000×140×4）
=38.26mm
梁板钢束一端90%的引伸量为:
△L=90%×∑△Li=0.9×（△L1+△L2+△L3）
=0.9×（21.88+10.98+38.26）=64.01mm
设计值62.5mm.
中板
①N1钢束理论伸长值
根据图纸，将梁板钢束一半分为三段（L1、L2、L3），分别计算伸长量。
N1钢束由5股钢绞线组成，最大控制张拉力：
P=P1×5=195300×5=976500N。
千斤顶工作长度0.4米。
L1为直线段L1=0.878+0.4=1.278m,θ=0°
平均张拉力:
P1=P×［1－e-（KL1+μθ）］/（KL1+μθ）
=P×［1－e-KL1］/KL1
=976500×［1－e-（0.0015×1.278）］/（0.0015×1.278）
=975565N
∴△L1=（P1×L1）/（Eg×A5）
=（975565×1278）/（195000×140×5）
=9.13mm
L2为抛物线段
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