预应力张拉施工指南.docx
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预应力张拉施工指南
超长预应力束张拉施工指南
随着桥梁跨径的不断增大，预应力束也越来越长，超长预应力束的主要特点为单根预应力束超过100m，预应力孔道比常规预应力束复杂，弯曲段较多。
通过调查研究发现在超长预应力束张拉过程中存在许多问题，如滑丝、断丝、伸长量与应力值不匹配、锚具破坏、孔道注浆不密实、波纹管漏浆堵塞等。
本指南旨在控制超长预应力索在张拉中出现的各类施工状况，从而尽可能超长预应力索张拉中出现的病害，保证张拉质量，延长结构寿命。
一、施工准备
1.1材料的准备
超长预应力束使用钢材主要有钢丝及钢绞线。
其品种、规格、直径必须符合设计要求，并有出厂质量证明书及复试报告。
预应力材料在存放、运输和安装过程中应采取有效措施，防止受潮、损伤和腐蚀。
超长预应力束应按下表进行检验：
超长预应力束的要求
材料类型
验收数量
检查方法
钢丝
分批检验，每批重量＜60t
每批抽查10%，但不少于5盘，进行形状、尺寸与表观检查，如不合格，该批钢丝逐盘检查。
在上栏检查合格的钢丝中抽10%，且不少于3盘
在每盘钢丝两端取样进行抗拉强度、弯曲和伸长量的试验，一项不合格该盘报废，从同批领取两倍数量试样进行不合格项复验，如一项不合格，则该批钢丝不合格。
钢绞线
每批重量＜60t，每批任取5盘
从每盘的钢绞线端部正常部位截取一根试样进行表面质量、直径偏差和力学性能试验。
如每批少于5盘
逐盘取样进行上述试验，如有一项不合格时，则不合格盘报废，再从该批中取双倍数量的试样进行该不合格项的复验，如仍有一项不合格，则该批钢绞线为不合格。
1.2主要机具的准备
预应力张拉液压千斤顶、高压油泵、外接油管、放张用液压千斤顶或砂箱、工具锚及注浆机具准备到位。
预应力所用机具及仪表应由专人使用和管理，按规范要求定期维护和校验。
张拉设备应配套标定，并配套使用。
1.3锚具的选择
1.3.1选择适合的锚具可以节约材料，提高生产效率。
选择时，应根据构件外形特点，预应力筋的类型及规格、配筋率加以考虑，并使选出的锚夹具符合规范要求。
1.3.2锚具、夹具和连接器进场时，除应按出厂合格证或质量证明书核查其锚固性能类别、型号、规格及数量外，还应按下表规定进行验收。
选择时，应根据设计规定，由力筋种类、力筋根数、张拉吨位和形式决定。
锚具、夹具和连接器验收要求
检查内容
验收数（套/每批）
检查方法
锚、夹具
连接器
外观
＜1000
＜500
每批抽20%套（但不小于10套）检查，如一套有裂缝或尺寸超允许偏差，则另取双倍数量进行应检查，仍有一套不合格，则逐套检查。
硬度
每批抽10%套（但不小于5套）检查，对于多孔锚具每套至少抽取10片夹片，每个零件测试5点，如不合格，则另取双倍数量进行应检查，仍有一套不合格，则逐套检查。
静载锚固性能
每批抽6套锚具组成3组进行试验，如有一套不合格，则另取双倍数量进行应检查，仍有一套不合格，则逐套检查。
1.3作业条件
施工现场应具备经批准的张拉程序、现场施工说明书及保证质量与安全的技术措施，应建立健全质量保证体系及安全施工管理体系；作业场地应平整、通畅，确保全体施工人员和设备安全，现场已具备预应力施工知识和正确操作的施工人员；已进行技术交底，并应将预应力筋的张拉吨位与相应的压力表指针读数，钢筋计算伸长值写在排上，并挂在明显位置处，以便操作时观察掌握。
二、后张法操作工艺
2.1预应力后张法张拉工艺流程见下图：
清除预留孔道
穿入预应力筋
预应力筋制作
安装锚具及张拉设备
锚具检验
张拉设备检验
张拉
孔道压浆、封锚
养护
制作压浆试块
起吊运输
压浆机具选择
拆模
养护构件
抽管
浇筑混凝土
安装钢筋骨架
立模板
钢筋骨架制作
预埋制孔
制作试块
2.2预应力成孔
预应力成孔采用抽拔管的方法。
在中间接头，接头两端先用金属波纹管套住（波纹管长度300mm），再用密封胶带封裹。
抽拔管的安装定位：
抽拔管的安装，事先按设计图中预应力筋的曲线坐标，在梁底、腹板筋上定出具体位置。
抽拔管的固定定位采用定位网钢筋。
定位网钢筋按设计图纸要求采用圆钢，定位网钢筋必须焊接绑扎牢固。
相邻两片定位网钢筋间距不大于500mm，在端头弯曲度较大部位，定位网钢筋间距为300mm。
在抽拔管安装前，在每根抽拔管孔内穿一根钢绞线（钢绞线前端采取焊牢打磨光滑的保护措施，防止钢绞线对抽拔管内璧的损害）限制抽拔管的弯曲，下垂。
2.1.1波纹管的定位：
首先根据连续梁预应力钢束平竖弯类型示意图及钢束布置要素把每根钢绞线的线形及长度用AuToCAD画出来，在梁段的立、平面图中将钢束在梁段中的起点找出，量出钢绞线到底板或连续梁边缘的距离并与设计断面进行比较。
在钢束中曲线的起点、中点、终点及坐标出现变化处量出X、Y值。
将每根钢绞线在梁体内X、Y值在图中全部标出来，以便施工时纵向每0.5米一道定位筋顺利定位。
2.1.2波纹管的安装：
纵、横向预应力管道直线段每50cm设置“井”字形定位钢筋网片一道，曲线段适当加密每25cm设置一道，定位后的管道轴线偏差不大于4mm。
管道与喇叭管连接处，管道要垂直于锚垫板。
安装波纹管过程中接头处务必包裹严密防止漏浆。
2.1.3安装时注意事项
1、波纹管在在安装前应通过1KN径向力的作用下不变形，以检查有无渗漏现象，确无变形、渗漏现象时方可使用。
2、波纹管如有反复弯曲，在操作时应注意防止管壁破裂，同时应防止邻近电焊火花烧筑管壁。
如有微小破损应及时修补并得到监理工程师的认可。
3、预应力筋预留孔道的尺寸与位置应准确坚固，孔道应平顺，端部的预埋钢垫板应垂直于孔道中心线。
4、波纹管应按给定的坐标用定位钢筋固定安装，定位筋应焊接和定位牢固使其在混凝土浇注期间管不产生位移。
5、预应力管道采用预埋金属管成孔。
波纹管的连接应采用大一号同型波纹管作接头管，接头长度不少于300mm。
接头装置宜避开孔道弯曲处。
波纹管连接后用密封胶带封口，避免浇筑混凝土时水泥浆渗入管内造成管道堵塞和堵塞匹配面处串孔。
6、管道在模板安装完毕后，将其端部塞好，防止水或其它杂物进入。
7、为使纵向预应力管道在砼浇筑过程中可能发生变形破坏，在波纹管内穿小于管道直径的PVC管加以保护。
超长预应力管道安装允许偏差
项目
允许偏差（mm）
管道坐标
梁长方向
20
梁高方向
5
管道间距
同排
5
上下层
5
2.3超长预应力束制作
钢绞线下料长度应根据计算确定，计算时应考虑预应力钢材品种、孔道长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、焊接接头或墩头预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值、施工方法和外露长度等因素。
钢丝束两端采用墩头锚具时，同一束中各根钢丝下料长度的相对差值，当钢丝束长度≤20m时，不宜大于1/4000L；当钢丝束长度＞20m时，不宜大于1/6000L，且不大于5mm。
2.4梳编穿束
2.4.1穿束工艺
超长预应力束采用单根穿束时，由于孔道狭窄，后穿入的预应力束易与先穿入的预应力束缠在一起，因此对超长预应力束应采取整束穿入的方法。
采用梳编穿束可有效避免超长预应力束在穿束中引起的绞线相互缠绕，防止张拉时钢绞线受力不均甚至被拉断的现象。
首先，在下料时，每束钢绞线应多下料40~50cm，将钢绞线穿过梳束板，梳束板的孔径应略大于钢绞线直径，将多下料的部分钢绞线反向旋转使其散开，将散开的周边丝剥除，只保留中心丝。
在剥除后，除中心丝以外的其他丝长度基本保持长度一致，并将中心丝的端部，使用角磨机倒楞磨边，避免穿束时伤及波纹管。
第二，对钢绞线、锚具及梳束板进行编号。
在每根钢绞线的两端缠上白胶带，在两端编上相同的号码，同时对锚具及梳束板进行编号，均按相同位置与顺序对应编号。
第三，将钢绞线按梳束板编号对应穿孔，然后将每根中心丝镦头，墩头必须饱满，其直径应大于梳束板的直径，以满足整束穿束时拖动绞线平动的要求。
镦头后的整束钢绞线通过箍套箍紧，之后安装流线型的牵引头，牵引头应光滑以防增大摩擦影响穿束质量及损坏预留孔道，箍套应与卷扬机上的牵引钢丝绳连接。
第四，利用梳束板对钢绞线进行梳理，每隔0.5m将钢绞线绑扎牢固，逐段绑扎直到把钢绞线梳理完毕。
若穿束过程中扔发生缠绕打结现象，可进一步缩短绑扎距离。
第五，穿束时，钢绞线一端由卷扬机上的钢丝绳牵引，另一端设置辅助卷扬机或滑轮克服钢绞线自重，穿束完成后将钢绞线对应编号相应的锚具孔内。
2.4.2施工技术要求：
钢绞线存放地点干燥、清洁，钢绞线距地面高度不小于20cm，并加覆盖防止雨水和油污浸蚀。
开盘用卷扬机牵引，用钢尺丈量下料。
下料可采用砂轮机切割，严禁钢绞线受拉部位受到火花灼伤，钢绞线端部用扎丝绑紧，避免散股。
每束钢束，尽量采用同一盘上的钢绞线，以求力学性能一样，防止因弹性模量互不相等而产生应力不均的现象。
每下完料后，随即用梳板将钢绞线理顺直，并用绑丝每间隔1.5m绑扎一道，使编扎成束顺直不扭转。
编束后的钢绞线按编号分类存放，钢绞线束搬运时，支点距离不得大于3m，端部悬出长度不得大于1.5m。
在运输过程中，要防止出现死弯，其最小弯曲半径不得小于1m。
向孔内穿束的方法可采用人力推送的方法，在穿束困难时，穿束前对孔道用通孔器全程通过一遍，以保证钢束能顺利通过，并核对孔道与钢束的编号。
穿束时拖拉方向和钢束穿入方向要与锚具垫板垂直。
钢绞线穿入后要及时将露出的部分用帆布袋密封，防止养护用水和雨水打湿生锈。
帆布袋密封示意图如下：
钢绞线穿束后帆布袋包裹图
2.5张拉超长预应力束
2.5.1预应力张拉操作示意图
2.5.2张拉施工应做好材料、张拉设备及相关工具的准备、施工操作条件的准备、施工技术准备、施工安全及技术交底。
施工时应根据所用预应力筋的种类及张拉锚固工艺情况，选用张拉设备，施加预应力的机具设备和仪表应由专人使用和管理，并定期维护和标定，张拉设备应配套标定，以确定张拉力与压力表读数的曲线关系。
2.5.3超长预应力束张拉前，应提供混凝土的强度报告，混凝土强度满足要求后方可进行张拉，如无设计要求时，不应低于强度标准的90%，张拉时间不应早于7天。
张拉的原则为结构及构件受力均匀、同步、不产生扭转、侧弯，不应使混凝土产生超应力，不应使其他构件产生过大的附加内力及变形等。
2.5.4超长预应力筋的张拉程序，设计未规定时，按下述要求分级加荷。
（1）采用夹片式等具有自锚性能的锚具时，
普通松弛力筋：
0→初应力→0.7σcon（持荷3min）→1.03σcon（锚固）
低松弛力筋：
0→初应力→0.7σcon（持荷3min）→σcon（持荷7min锚固）
（2）若采用其他锚具时，
钢绞线束：
0→初应力→0.7σcon→1.05σcon（持荷7min）→σcon（锚固）
钢丝束：
0→初应力→0.7σcon→1.05σcon（持荷7min）→0→σcon（锚固）
上述要求的初应力，对于弯角和较小的超长预应力束，可取15%，对于弯角和较大的超长预应力束应适当特高，可通过张拉力试验确定初应力值。
锚固时的若7min的持荷时间内张拉力还没有稳定，可提高至8~12min。
2.5.5超长预应力束的张拉速率应比常规束速率慢些，宜控制为10%/min之内，并应匀速加压，两端千斤顶升降速度应大致相等，测量伸长的原始空隙、伸长值等应在两端同时进行；为减小压缩应力损失，插垫应尽量增加厚度，并将插口对齐。
两端同时张拉成束预应力筋时，为减小预应力损失，应先压紧一端锚塞，并在另一端补足控制应力，再压紧锚塞。
2.6孔道压浆
2.6.1压浆准备工作
1.预应力筋终张拉完成后，宜在48小时内进行管道真空辅助压浆。
2.压浆前管道内应清除杂物及积水，压入管道的水泥浆应饱满密实。
3.保证压浆机具运行状态良好，配件数量充足，各输浆管道应有良好的通畅性和密闭性。
2.6.2浆体拌制
1.采用强度等级42.5级低碱普通硅酸盐水泥，掺入高性能无收缩防腐灌浆剂，掺量由试验确定。
灌浆剂的技术指标符合有关要求。
严格按给定的配合比施工。
先加水，再加水泥及灌浆剂。
搅拌的时间为3～5min，以拌合均匀为度。
2.搅拌过程中，水泥及水不能外溢，搅拌过程中及搅拌后不得再往里加水或水泥，以保证水灰比的准确性。
3.浆体从搅拌至压入孔道内的间隔时间不超过40min，在此时间内要不断搅拌。
压浆时浆体温度不超过25℃；浆体压入管道温度不低于5℃。
压浆时及压浆后3天内，梁体及环境温度均不得低于5℃。
2.6.3管道压浆工艺
管道压浆采用真空辅助压浆。
采用真空泵抽吸预应力孔道内的空气，使孔道压力达到-0.06～-0.10MPa的真空度，然后在孔道的另一端用压浆机以0.5～0.6MPa的压力将拌制好的浆体压入预应力孔道，以提高孔道压浆的密实度。
1．各管道压浆应按先下后上的顺序进行，每个管道的压浆应一次完成。
2．如有串孔现象，应对串孔的有关管道同时进行压浆。
3．管道压注水泥浆的操作步骤：
由一端压入浆体，当另一端喷出的稀浆变成浓浆时（与进浆口一样的稠度），关闭出浆口，继续压浆，当压力达到0.5～0.6MPa时，关闭进浆口，且持压2min，待浆体初凝不流动时方可拆卸浆阀，以确保孔道内浆体饱满密实。
4．待管道水泥浆初凝后，方可拆卸压浆阀等密封件，此时管道水泥浆不应有任何外溢现象。
5．拆卸后的压浆阀等配件应及时清洗，其上不应留有水泥浆。
6．如中途发生故障不能连续一次压满一个孔道时，应立即用高压水将未压满的孔道冲洗干净，故障处理后再进行正常压浆。
压浆用的胶管一般不超过30m，若超过30m则压力需增加0.1MPa，但最长不超过40m。
2.6.4压浆质量检查
浆体的28天强度不应低于设计强度。
浆体的性能检验严格按照试验操作规程要求进行，试件取出浆口的水泥浆制作，并注明梁号及施工日期。
试件制作7.07×7.07×7.07cm3两组，一组标养，一组自然养护。
评定浆体强度的试件在标准养护条件下养护，检查入库强度的试件必须随同梁体在同样条件下养护。
冬季压浆时应采取保暖措施。
2.6.5注意事项
1.超长预应力束张拉后应尽早压浆，且应在24h内完成，不能及时压浆的要采取措施，确保力筋不出现锈蚀。
灌浆前孔道要用压力水清洗干净，以排除孔内粉渣等杂物，并检查灌浆孔、出气孔是否与预应力筋孔道连通，否则，应事先处理。
冲洗后吹去孔内积水，但要保持孔道湿润，使水泥浆与孔壁的结合良好。
2.压浆时，对曲线孔道和竖向孔道应从最低点的压浆孔进入，对结构或构件中以上下层设置的孔道，应按先下层后上层的顺序进行压浆。
同一管道的压浆应连续进行，一次完成，压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断，并应将所有最高点的排气孔依次一一打开和关闭，使孔道内排气通畅。
3.浆液自拌制完成至压入孔道的延续时间不宜超过30min，且在使用前和压注过程中应连续搅拌，对因延迟使用所致流动度降低的水泥浆，不得通过额外加水增加其流动度。
4.超长预应力束的管道较长，一般应采取真空辅助压浆工艺，压浆的压力宜为1.0MPa，必要时可在设计方许可下加大压浆的压力。
压浆的充盈度应达到孔道另一端饱满且排气孔排出与规定流动速度相同的水泥浆为止，关闭出浆口后，宜保持一个不小于0.5MPa的稳压期限，保持时间宜为8～10min。
5.压浆后应通过检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实，应及时进行补浆处理。
压浆完成后，应及时对锚固端按设计要求进行封闭保护或防腐处理，需要封锚的锚具，应在压浆完成后对梁端混凝土凿毛并将其周围混凝土冲洗干净，设计钢筋网浇筑混凝土；封锚应采用与结构或构件同强度的混凝土并严格控制封锚后的梁体长度。
长期外露的锚具，应采取防锈措施。
三、质量标准
3.1主控项目：
3.1.1预应力筋进场时应按现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224等的规定抽取试件作力学性能检验，其质量必须符合有关的规定。
检查数量：
按进场的批次和产品的抽样检验方案确定。
检验方法：
检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。
3.1.2无粘结预应力筋的涂包质量应符合无粘结预应力钢绞线标准的规定。
检查数量：
每60t为一批，每批抽取一组试件。
检查方法：
观察，检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。
3.1.3预应力筋用锚具、夹具和连接器应按设计要求采用，其性能应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370等的规定。
检查数量：
按进场的批次和产品的抽样检验方案确定。
检验方法：
检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。
3.1.4孔道灌浆用水泥应采用普通硅酸盐水泥，水泥及其外加剂的质量应符合规范要求。
检查数量：
按进场批次和产品抽样检验方案确定。
检查方法：
检验产品合格证、出厂校验报告和进场复验报告。
3.1.5预应力筋安装时，其品种、级别、规格、数量必须符合设计要求。
检查数量：
全数检查。
检验方法：
观察、钢尺检查。
3.1.6预应力筋张拉时，混凝土强度应符合设计要求；当设计无具体要求时，不应低于设计的混凝土立方体抗压强度标准值锝90%。
检查数量：
全数检查。
检验方法：
检查同条件养护试件试验报告。
3.1.7预应力筋的张拉力、张拉或放张顺序及张拉工艺应符合设计及施工方案的要求，并应符合下列规定：
a．张拉应能保证同一束中各根预应力筋受力均匀；
b．逐根张拉时，应考虑后批张拉的钢筋产生的构件的弹性压缩对前批张拉预应力筋的影响；
c．若需要进行超张拉，最大张拉应力不得超过规范要求，并应满足设计的要求；
d．预应力筋张拉应校核预应力筋的伸长值，实际伸长值与设计理论伸长值的相对允许偏差为±6%。
检查数量：
全数检查。
检查方法：
检查张拉记录。
3.1.8张拉锚固后实际建立的预应力值与设计规定检查值的相对允许偏差为±5%。
检查数量：
同一检验批，抽查预应力筋总数的5%，并不少于5根。
检查方法：
检查张拉记录。
3.1.9张拉过程中应避免预应力筋断裂或滑脱；当发生断裂或滑脱时，必须符合下列规定：
断裂或滑脱的数量严禁超过同一截面预应力筋总根数得3%，且每束钢丝不得超过一根；
检查数量：
全数检查。
检验方法：
观察、检查张拉记录。
3.1.10后张法有粘结预应力筋张拉后应尽早进行孔道灌浆，孔道内水泥浆应饱满、密实。
检查数量：
全数检查。
检验方法：
观察、检查灌浆记录。
3.1.11锚具的封闭保护应符合设计要求，当设计无具体要求时，应符合下列规定：
a．应采取防止锚具腐蚀和遭受机械损伤的有效措施；
b．凸出式锚固端锚具的保护层厚度不应小于50mm；
c．外露预应力筋的保护层厚度：
处于正常环境时，不应小于20mm；处于易受环境腐蚀的环境时，不应小于50mm。
检查数量：
同一检查批内，抽查预应力筋总数的8%，且不少于5处。
检查方法：
观察，钢尺检查。
3.2一般项目：
3.2.1预应力筋用锚具、夹具和连接器使用前应进行外观检查，其表面应无污物、锈蚀、机械损伤和裂纹。
检查数量：
全数检查。
检验方法：
观察。
3.2.2后张法有粘结预应力筋预留孔道的规格、数量、位置和形状除应符合设计要求外，尚应符合下列规定：
a.预留孔道的定位应牢固，浇筑混凝土时不应出现移位和变形；
b.孔道应平顺，端部的预埋锚垫应垂直于孔道中心线；
c.成孔用管道应密封良好，接头应严密且不得漏浆；
d.灌浆孔的间距：
对预埋金属螺栓管不宜大于30m、对抽芯成形孔道不宜大于12m；
e.在曲线孔道的曲线波峰部位应设置排气兼泌水管，必要时可在最低点设置排水孔；
f.灌浆孔及泌水管的孔径应能保证浆液畅通。
检查数量：
全数检查。
检验方法：
观察、钢尺检查。
3.2.3后张法预应力筋锚固后的外露部分宜采用机械方法切割其外露长度不宜小于预应力筋直径的1.5倍，且不宜小于30mm。
检查数量：
在同一批检验批内，抽查预应力筋总数的5%，且不少于5束。
检验方法：
观察、钢尺检查。
3.2.4灌浆用水泥浆的水灰比不应大于0.45，搅拌后3h泌水率不宜大于2%，且不应大于3%。
泌水应能在24h内全部重新被水泥浆吸收。
检查数量：
同一配合比检查一次。
检验方法：
检查水泥浆性能试验报告。
3.2.5灌浆用水泥浆的抗压强度不应小于30N/
。
检查数量：
每工作班留置不少于5组边长为70.7mm的立方体试件。
检查方法：
检查水泥浆试件强度试验报告。
四、质量记录
本指南应具备以下质量记录：
4.1混凝土桥梁构件、块体张拉强度试件试压报告单。
4.2预应力束的出厂质量证明或实验报告单。
4.3预应力筋锚具和连接器的合格证及检验报告。
4.4预应力张拉设备校验记录。
4.5预应力张拉记录。
4.6预应力孔道灌浆试块强度试压报告单及水泥出厂合格证。
4.7混凝土构件、块体标准试块强度试压报告。
4.8设计要求的其它有关资料。
五、安全注意事项
1、钢绞线的盘重大、盘卷小、弹力大，为了防止在下料过程中钢绞线紊乱并弹出伤人，事先制作一个简易的铁笼。
下料时，将钢绞线盘卷装在铁笼内，从盘卷中央逐步抽出，较为安全。
2、张拉前检查锚具及夹片，如有裂纹或破损，应及时更换；
3、检查油泵及千斤顶油路应无泄露，确认正常后方可作业；
4、作业中，操作要平稳、均匀，张拉时两端不得站人。
在测量伸长量时，应先停止张拉，操作人员站在侧面进行操作。
5、千斤顶不准超载，不准超出规定的行程；转移油泵时必须将油压表拆卸下来另行携带转移。
6、张拉时，油压升降应缓慢、均匀，两端伸长应基本保持一致，严禁一端张拉。
7、张拉区域禁止非工作人员进入，周围要设置明显警示牌。
8、钢绞线顶锚后发现断、滑丝及伸长值超标问题，需要卸荷重张时，要有专人巡视，在张拉作业区域内，防止其它人员靠近。
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